Тяговый расчёт автомобиля с механической трансмиссией

Где d – посадочный диаметр обода колеса в дюймах; В’ – ширина профиля шины, мм.

     - обороты двигателя при максимальной скорости (мощности), принимается              ;

     - передаточное число высшей передачи коробки перемены передач ( );

     - максимальная скорость автомобиля, м/с.

     Передаточное число первой передачи рассчитывается по формуле

 

;

 

,

 

где - сила тяжести автомобиля, Н;

     - максимальное дорожное сопротивление ( );

     - величина максимального внешнего эффективного крутящего момента, Н·м,  принимается из таблицы 1;

     - коэффициент полезного действия трансмиссии (раздел 2.4).

     Количество ступеней в коробке переменных передач принимается первоначально на основе анализа конструкций существующих однотипных автомобилей. Ориентировочные значения передаточных чисел промежуточных передач рассчитываются по формуле

 

;

 

;

 

;

 

;

 

 , ( в соответствии с аналогичными авто),

 

где - порядковый номер передачи;

     - общее количество передач без учета повышенной передачи и передачи заднего хода ( );

     Передаточное число задней передачи рассчитывается по формуле

 

;

 

.

 

     Скорость движения автомобиля на различных передачах при различных оборотах двигателя рассчитывается по формуле

 

,

 

     Результаты расчетов величин заносятся в таблицу 2.

 

 

 

 

Таблица 2 - Изменение скорости движения автомобиля ( ) в зависимости от оборотов двигателя по передачам

Частота вращения коленчатого вала двигателя, nei, об/мин	Порядковый  номер передачи
	1	2	3	4	5
1000	2,12	3,00	4,26	6,00	7,51
1500	3,18	4,50	6,39	9,01	11,26
2000	4,24	6,00	8,52	12,01	15,01
2500	5,30	7,51	10,65	15,01	18,76
3000	6,37	9,01	12,78	18,01	22,52
3500	7,43	10,51	14,90	21,02	26,27
4000	8,49	12,01	17,03	24,02	30,02
4500	9,55	13,51	19,16	27,02	33,78
5000	10,61	15,01	21,29	30,02	37,53
5500	11,67	16,51	23,42	33,03	41,28
6000	12,73	18,01	25,55	36,03	45,03

 

На основании полученных данных строится график скорости движения автомобиля ( ) на  различных передачах (рис.3), приведён в приложении.

 

Величина коэффициента приспособляемости двигателя  рассчитывается по формуле

 

;

 

,

 

где - максимальный внешний эффективный крутящий  момент на валу двигателя, ;

     - крутящий момент на валу двигателя при максимальной мощности.

     Удельный эффективный расход топлива соответствующий работе двигателя на ых оборотах, рассчитывается по формуле

 

, г/кВт ;

 

где - коэффициент, учитывающий равномерность горения заряда топлива (для      карбюраторных двигателей );

       - минимальный расход топлива (для карбюраторных двигателей ), г/кВт ;

       А, В, С – коэффициенты, соответственно равны: А=1.3; В=0.85; С=0.6.

     Результаты расчёта величины заносятся в таблицу:

Таблица 3 - Удельный расход топлива в зависимости от оборотов двигателя

Частота вращения коленчатого вала (n), об/мин	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000	5500	6000
Удельный эффективный расход топлива (ge), г/(кВт*ч)	302,45	289,58	278,85	270,27	263,84	259,55	257,40	257,40	259,55	263,84	270,27

 

     На основании полученных данных на внешнюю скоростную характеристику наносится зависимость _.

 

 

2.7. Расчёт тягового баланса автомобиля

 

     Уравнение движения автомобиля имеет в общем случае следующий вид:

 

, кН,

 

где - полная эффективная сила тяги, кН;

      - сила сопротивления движению автомобиля, оказываемая дорогой, кН;

     - сила сопротивления воздуха, кН;

     - сила сопротивления подъёма, кН;

     - сила инерции автомобиля, кН;

     - крюковая нагрузка, приложенная к автомобилю, кН.

     Если предположить, что автомобиль движется равномерно на горизонтальном участке без крюковой нагрузки то уравнение имеет вид

 

, кН,

 

     Величина полной эффективной силы тяги

 

, кН.

 

     Величина силы, сопротивления движению автомобиля,   при движении с U-ой скоростью оказываемой дорогой рассчитывается по формуле

 

, кН,

 

     При расчёте данной величины рекомендуется принимать шаг сужения скорости U в размере 5 м/сек.

     Сила сопротивления воздуха, соответствующая U-ой скорости движения автомобиля рассчитывается по формуле

 

, кН,

 

     При расчёте величины рекомендуется принимать шаг изменения скорости U в размере 5 м/сек.

     Результат расчётов величин , , заносятся в следующие таблицы:

Таблица 4 - Значения полной эффективной силы тяги ( ) по передачам

Частота вращения коленчатого вала двигателя(n) , об/мин	Порядковый  номер передачи
	1	2	3	4	5
1000	5463,83	3861,36	2722,26	1930,68	1544,55
1500	5697,07	4026,20	2838,47	2013,10	1610,48
2000	5863,54	4143,85	2921,41	2071,92	1657,54
2500	5963,24	4214,30	2971,08	2107,15	1685,72
3000	5996,63	4237,90	2987,72	2118,95	1695,16
3500	5963,24	4214,30	2971,08	2107,15	1685,72
4000	5863,54	4143,85	2921,41	2071,92	1657,54
4500	5697,07	4026,20	2838,47	2013,10	1610,48
5000	5463,83	3861,36	2722,26	1930,68	1544,55
5500	5163,81	3649,34	2572,78	1824,67	1459,74
6000	4797,49	3390,45	2390,27	1695,23	1356,18

 

     По результатам расчетов строим график зависимости эффективной силы тяги по разным передачам от числа оборотов двигателя (Рис. 5) – приведён в приложении.

Таблица 5 - Сопротивление движению автомобиля оказываемое дорогой ( ) и воздухом ( )

Параметр	Размерность	Скорость автомобиля
Скорость движения автомобиля (V)	м/сек	5	10	15	20	25	30	35	40	45
Коэффициент сопротивления качению  автомобиля (fv)	-	0,0122	0,013	0,014	0,015	0,017	0,019	0,022	0,025	0,028
Сила сопротивления воздуха (PBU)	кН	10,5	42,0	94,5	168,1	262,6	378,2	514,7	672,3	850,9
Сила сопротивления дороги (PДU)	кН	183,1	192,1	207,1	228,1	255,2	288,2	327,2	372,2	423,3
PBU + PДU	кН	193,6	234,1	301,7	396,2	517,8	666,4	841,9	1044,6	1274,2

 

     По результатам проведённых расчётов строится график силового баланса автомобиля (Рис. 6), на котором изображаются следующие кривые: , и _.

 

 

2.8. Динамический паспорт автомобиля

 

 

     Динамический паспорт представляет собой универсальную характеристику динамичности автомобиля. Величина динамического фактора при движении автомобиля, на какой то передаче при i – ой частоте вращения коленчатого вала рассчитывается по формуле

 

,

 

     Результаты расчётов величин заносятся в таблицу 6.

 

Таблица 6 - Значения динамического фактора ( ) по передачам

 

№ передачи	Показатель		Частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин
	Обозначение	Размерность	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000	5500	6000
1	Скорость движения автомобиля (V1i)	м/с	2,12	3,18	4,24	5,30	6,37	7,43	8,49	9,55	10,61	11,67	12,73
	Полная эффективная  сила тяги (РT1i)	H	5463,83	5697,07	5863,54	5963,24	5996,628	5963,24	5863,54	5697,07	5463,83	5163,81	4797,49
	Сила сопротивления воздуха (PBU)	H	1,89	4,26	7,57	11,82	17,03	23,17	30,27	38,31	47,29	57,22	68,10
	Динамический фактор (D1i)	-	0,3639	0,3793	0,3902	0,3965	0,3984	0,3958	0,3886	0,3770	0,3609	0,3402	0,3151
2	(V2i)	м/с	3,00	4,50	6,00	7,51	9,01	10,51	12,01	13,51	15,01	16,51	18,01
	(РT2i)	H	3861,36	4026,20	4143,85	4214,30	4237,899	4214,30	4143,85	4026,20	3861,36	3649,34	3390,45
	(PBU)	H	3,79	8,52	15,15	23,67	34,09	46,40	60,60	76,70	94,69	114,57	136,35
	(D2i)	-	0,2570	0,2677	0,2751	0,2792	0,2801	0,2777	0,2720	0,2631	0,2510	0,2355	0,2168
3	(V3i)	м/с	4,26	6,39	8,52	10,65	12,78	14,90	17,03	19,16	21,29	23,42	25,55
	(РT3i)	H	2722,26	2838,47	2921,41	2971,08	2987,72	2971,08	2921,41	2838,47	2722,26	2572,78	2390,27
	(PBU)	H	7,62	17,15	30,48	47,63	68,58	93,35	121,93	154,31	190,51	230,52	274,34
	(D3i)	-	0,1809	0,1880	0,1926	0,1948	0,1945	0,1917	0,1865	0,1788	0,1687	0,1561	0,1410
4	(V4i)	м/с	6,00	9,01	12,01	15,01	18,01	21,02	24,02	27,02	30,02	33,03	36,03
	(РT4i)	H	1930,68	2013,10	2071,92	2107,15	2118,95	2107,15	2071,92	2013,10	1930,68	1824,67	1695,23
	(PBU)	H	15,15	34,09	60,60	94,69	136,35	185,59	242,40	306,79	378,76	458,29	545,41
	(D4i)	-	0,1276	0,1319	0,1340	0,1341	0,1321	0,1280	0,1219	0,1137	0,1034	0,0910	0,0766
5	(V5i)	м/с	7,51	11,26	15,01	18,76	22,52	26,27	30,02	33,78	37,53	41,28	45,03
	(РT5i)	H	1544,55	1610,48	1657,54	1685,72	1695,16	1685,72	1657,54	1610,48	1544,55	1459,74	1356,18
	(PBU)	H	23,67	53,26	94,69	147,95	213,05	289,98	378,76	479,36	591,81	716,08	852,20
	(D5i)	-	0,1013	0,1038	0,1041	0,1025	0,0987	0,0930	0,0852	0,0754	0,0635	0,0495	0,0336