Тяговый расчет автомобиля

Цель тягового расчета – определение по исходным данным необходимой массы автомобиля, мощности двигателя, передаточных чисел трансмиссии и динамического фактора, обеспечивающих получение динамических показателей автомобиля, удовлетворяющих эксплуатационным качествам.

3.1. Определение массы автомобиля

Собственная масса автомобиля (кг) определяется как

, (3.1)

где m _г – номинальная грузоподъемность, по заданию m_Г = кг

- коэффициент грузоподъемности (для грузовых автомобилей = 0,9…1,2).

Полная масса груженного автомобиля (кг) вычисляется по формуле

(3.2)

где Г – коэффициент грузоподъемности по заданию;

75 – масса водителя, кг.

3.2. Определение мощности двигателя

Необходимая мощность двигателя(кВт) определяется из условия возможности движения автомобиля с заданной максимальной скоростью по заданной дороге при полном использовании грузоподъемности автомобиля:

, (3.3)

где Ψ_V = f – коэффициент суммарного сопротивления горизонтального участка пути, соответствующий движению на прямой передаче (по заданию)

V_max – максимальная скорость движения на прямой передаче, км/ч (по заданию);

К – коэффициент обтекаемости, Н∙с²/м⁴;

Для легковых к =0,2…0,35;

Для грузовых к =0,6…0,75;

Для тягачей с прицепом к =0,8;

F- площадь лобовой поверхности, м² (принимается по прототипу).

Площадь лобовой поверхности грузовых автомобилей (м²) можно определить по формуле

,где В – ширина колеи задних колес, м;

Н – габаритная высота, м.

- КПД трансмиссии (для грузовых 4К2 =0,85…0,88; для грузовых 4К4 =0,82…0,84)

3.3. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя

Внешняя скоростная характеристика представляет зависимость эффективной мощности N_е и крутящего момента М_к от частоты вращения n_e вала двигателя при полном газе.

Порядок расчета и построения внешней скоростной регуляторной характеристики дизеля приведен в теме 2 настоящих методических указаний.

Расчет текущей мощности по внешней скоростной характеристике производится по формуле (2.5), а крутящего момента по формуле (2.6).

При ручном счете внешних скоростных характеристик двигателей заполняется табл.3.1.

По данным табл.3.1 построить внешнюю скоростную характеристику двигателя, вид которой для дизельного двигателя приведен на рис.2.1, а карбюраторного на рис.3.1.

Таблица 3.1.

Внешняя скоростная характеристика двигателя

a=ne/nн	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,9	1,0	1,1
а^2
а^3
Ne/Nmax	(С1∙а + С2∙а^2 – С3∙а^3)
Ne, кВт
ne=anН,мин^-1
МК , Нм

Регуляторная ветвь дизеля или ограничительная карбюраторного двигателя строятся соединением прямыми линиями номинальных значений мощности и крутящего момента с нулевыми значениями при максимальной частоте вращения.

Рис. 3.1. Внешняя скоростная характеристика карбюраторного или дизельного двигателя.

3.4. Определение радиуса ведущих колес

Радиус ведущих колес определяется по профилю шины, которая выбирается в соответствии с нагрузкой, приходящейся на одно колесо при движении автомобиля с полной нагрузкой. Нагрузка на одно ведущее колесо (Н) определяется по формуле

, (3.4)

где - коэффициент нагрузки задних колес в статическом состоянии автомобиля;

=0,65 … 0,75 – грузовых автомобилей типа 4Х2;

= 0,5 … 0,6 – грузовых автомобилей типа 4Х4;

=1,1 … 1,3 – коэффициент увеличения нагрузки на заднюю ось при движении автомобиля;

n – число шин на ведущей оси.

По нагрузке на колеса выбрать шину по ГОСТ 5513-75 [2,4,5] и подсчитать радиус колеса по формуле (2.17).

3.5. Определение передаточных чисел трансмиссии

Передаточное число главной передачи определяется из условия движения автомобиля на высшей (прямой) передаче с максимальной заданной скоростью V_max

, (3.5)

где - передаточное число главной передачи. Передаточное число на первой передаче определяется из условия преодоления наиболее тяжелой дороги, реализация максимального динамического фактора (Ψ_max=D_max=..по заданию), а также из условия реализации возможностей сцепления ведущих колес.

Первое условие записывается уравнением

, (3.6)

где - сила сопротивления воздуха (Н), на первой передаче ею можно пренебречь,

, (3.7)

где - передаточное число коробки передач на первой передаче;

= - передаточное число трансмиссии на первой передаче;

М_Н – номинальный крутящий момент двигателя, Н∙м. Динамический фактор по двигателю не должен превышать динамический фактор по сцеплению колес с почвой

, (3.8)

где φ = 0,6-0,75 – коэффициент сцепления.

Приравнивая выражения (3.7) и (3.8), определим необходимое передаточное число трансмиссии на первой передаче

. (3.9)

Значения передаточных чисел трансмиссии на промежуточных передачах определяется из условия получения наибольшей интенсивности поэтапного разгона при переходе с передачи на передачу. При этом мощность двигателя на всех передачах должна быть одинаковой и по возможности наибольшей.

Интервал изменения частоты вращения коленчатого вала на всех передачах также будет одинаковым. Кроме того, передаточные числа трансмиссии должны обеспечивать равенство скоростей движения на предыдущей и последующей передачах [2,с.48]. Это требование выполняется, если передаточные числа трансмиссии или коробки передач подчиняются геометрической прогрессии:

, (3.10)

где z – число передач коробки,

q – знаменатель геометрической прогрессии.

Знаменатель геометрической прогрессии определяется по формуле

. (3.11)

Передаточные числа трансмиссии по передачам определяются по формуле

и т.д.

Автомобили средней и большой грузоподъёмности могут иметь ускоряющую передачу для движения с неполной нагрузкой в хороших дорожных условиях. Передаточное число коробки не входит в структуру ряда и принимается .

3.6. Расчет динамического фактора автомобиля

Текущее значение динамического фактора по передачам порожнего автомобиля в зависимости от крутящего момента двигателя рассчитывается по формуле

. (3.12)

При ручном счете динамического фактора по формуле (3.12) результаты расчетов заносятся в табл.3.2. При расчетах крутящий момент двигателя и частота вращения принимаются по данным табл.3.1.

Таблица 3.2.

Расчет динамического фактора. Передача первая

,Н·м

Так же производятся расчеты динамического фактора для остальных передач.

3.7. Построение динамической характеристики автомобиля

По данным табл.3.2 необходимо построить динамическую характеристику порожнего автомобиля. После чего преобразовать ее в универсальную, позволяющую находить динамический фактор и производить другие эксплуатационные расчеты для автомобиля и автопоезда любой массы.

Построенная характеристика дополняется шкалой Г грузоподъёмности, на которой откладываются значения коэффициента грузоподъёмности, определяемого по формуле

, (3.13)

где m_а – действительная масса автомобиля (автопоезда), кг.

В крайней справа точке откладывают максимальное значение =4.

Рис.3.2. Динамическая характеристика автомобиля.

Затем наносят на шкалы Г ряд промежуточных значений и проводят из них вниз вертикали до пересечения со шкалой V.

Вертикаль, проходящая через точку Г=2, принимается за вторую ось ординат характеристики. Так как динамический фактор при Г=2 вдвое меньше, чем у порожнего автомобиля, то масштаб динамического фактора на оси Г=2 будет в два раза больше, чем на оси Г=1.Соединяют одинаковые значения динамического фактора на шкале Г=1 и шкале Г=2 наклонными прямыми линиями. Точки пересечения этих прямых с остальными вертикалями образуют на каждой вертикали шкалу для соответствующего значения коэффициента нагрузки автомобиля Г.

3.8. Анализ динамической характеристики автомобиля

При анализе тягово-динамических качеств автомобиля по динамической характеристике (рис.3.2) необходимо:

1. Определить соответствие результатов расчетов проектному заданию:

а) определить D_max на первой передаче полностью груженного автомобиля. (Г по заданию) и сравнить с D_max по заданию

б) определить максимальную скорость движение полностью груженного автомобиля по грунтовой дороге и сравнить с V_max по заданию. Дать суждение о выполнении проектного задания.

2. Определить максимальную тяжесть дорог, по которым возможно движение порожнего (Г=1) и полностью груженного автомобиля (Г по заданию) на каждой передаче, т.е. определить Ψ_maxна каждой передаче при Г=1 и полностью груженном автомобиле.

3. Определить максимальный угол подъема дороги на каждой передаче порожнего и груженого автомобиля по грунтовой дороге.

4. Определить значение максимального ускорения разгона, на всех передачах порожнего и полностью груженного автомобиля по грунтовой дороге.

приложения

Приложение А

Коэффициенты сопротивления качению и сцепления тракторов

Тип пути	Колесные
Целина, плотная залежь	0.05-0.07	0.7-0.9	0.66-0,8
Стерня	0,08-0,1	0,6-0,80	0,6-0,65
Поле, подготовленное под посев	0,1б-0,18	0,4-0,6	0,35-0, 55
	Гусеничные
Целина, плотная залежь	0,06-0,08	1,0-1, 2	0,85-0,95
Стерня	0,06-0,08	0,8-1,0	0,75-0,85
Поле, подготовленное под посев	0,09-0,12	0,6-0,7	0,45-0,65

Приложение Б

Параметрырабочего цикла

Тип двигателя
Дизельный	20-40	0,11-0,125	700-900	0,03-0,06
Дизельный с наддувом	0-10	(0,75-0,95)РК	700-900	0,03-0,06
Карбюраторный	5-25	0,1-0,12	900-1100	0,04-0,08

Приложение В

Допустимая степень сжатия карбюраторных двигателей

Октановое число	66-72	73-76	77-80	81-90	91-100
	5,5-6,5	6,6-7,0	7,1-7,5	7,6-8,5	8,6-9,5

Приложение Г

Значения для различных величин λ и α

αº	Знак	λ	Знак	αº
0,312	0,295	0,278	0,250	0,238
	+ + + + + + +	0,000 0,637 1,007 1,000 0,726 0,363 0,000	0,000 0,629 0,998 1,000 0,734 0,371 0,000	0,000 0,622 0,990 1,000 0,742 0,379 0,000	0,000 0,609 0,977 1,000 0,755 0,391 0,000	0,000 0,604 0,971 1,000 0,761 0,396 0,000	- - - - - - -

Для промежуточных значений λ значения функции определяются путем линейной интерполяции

Приложение Д

Длина звена и число звеньев гусеницы, перематываемыхза один оборот ведущего колеса

Марка трактора	Т-70С	ДГ-75М ДТ-175С	Т-4А (Т-150)	Т-13О	Т-180
Класс тяги. кН			40(30)
, мм
	11,5				10,5

Рекомендуемая литература

1. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. - М.: Высшая школа, 1980.-400с.

2. Кутьков Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства.- М.: Колос, 2004.-504с.

3. Николаенко А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей.-М.: Колос, 1984.-335с.

4. Скотников В.А., Мащенский А.А., Солонский А.С. Основы расчета и теории трактора и автомобиля.-М.:Агропромиздат, 1986.-370с.

5. Справочные материалы по тракторам и автомобилям.-Омск: ОмСХИ, 1989.-47с.

Оглавление
		Лист
	Введение
	Тепловой и динамический расчет двигателя
	Тяговый расчет трактора
	Тяговый расчет автомобиля
	Приложения
	Рекомендуемая литература

Дата добавления: 2014-12-25