Експлуатаційні властивості автомобіля

Н (1.6)

де  m₁= - маса автомобіля, що припадає на передню вісь, m_1Б – аналогічний показник базового автомобіля.

- позначення  шини 175/70R13;

- максимальне навантаження на  шину G

- зовнішній діаметр шини без  навантаження D=580мм;

- статичний радіус r_ст=265мм;

- посадковий діаметр шини d=330;

- допустима швидкість руху V =50м/с.

- динамічний радіус r_g та радіус кочення колеса r_k із достатньою точністю приймають рівним r_ст = r_g= r_k=265мм.

Із  достатньою точністю радіус колеса r_k визначаємо за виразом

мм (1.7)

де  d – діаметр обода;

     D – зовнішній діаметр колеса без навантаження;

     - коефіцієнт вертикальної деформації.

    Для тороїд них шин - =0,85 0,87; для шин із регульованим тиском -

1.5 Вибір типу двигуна

Вибираємо бензиновий двигун  з обмежувачем частоти обертання колінчастого валу (так як обмежувач частоти обертання колінчастого валу застосовують на двигунах легкових автомобілів для підвищення надійності, оскільки при роботі двигуна з надмірно великою частотою обертання колінчастого валу збільшується зношування деталей, а також можлива їх поломка) з максимальною частотою обертання 5500 об/хв.

 

1.6 Вибір  габаритної висоти та коефіцієнта  опору повітря

           Габаритну висоту і колію передніх  коліс визначають за статистичними  даними найближчих аналогів.

           Приймаємо габаритну висоту Н=1800 мм, колію передніх коліс В=1500 мм, базу L=2700 мм орієнтуючись на дані основних аналогів.

           Для визначення К можна використовувати  [1, ст.21, табл. 4.3].

 

 

Таблиця 1.2 – Значення коефіцієнта опору повітря.

№ п/п	Тип автомобіля	Коефіцієнт опору повітря, К, н·с2/м4
1	Гоночний автомобіль	0,13 0,15
2	Легковий автомобіль (включаючи вантажні малої вантажопідйомності на їх базі) : з закритим кузовом з відкритим кузовом автобуси вагонного типу вантажні автомобілі з кузовом: бортова платформа фургон цистерна автопоїзди двохланкові: міжміські з бортовою платформою	0,20 0,35 0,40 0,50 0,30 0,40   0,55 0,70 0,38 0,45 0,40 0,50   0,56 0,60 0,60 0,75

 

1.7 Вибір  коефіцієнта корисної дії трансмісії.

 

Для легкових автомобілів та АТЗ  на їх базі – 0,9 0,92 [1, ст.22]. Приймаємо η=0,9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ТЯГОВИЙ  РОЗРАХУНОК І ВИЗНАЧЕННЯ ТЯГОВО-ШВИДКІСНИХ  ВЛАСТИВОСТЕЙ АВТОМОБІЛЯ.

2.1 Визначення максимальної потужності двигуна.

       Необхідну потужність двигуна Ν_V, (кВт) для руху АТЗ з максимальною швидкістю можна визначити з такого рівняння [1, ст.23]:

Ν_V =

+    

 кВт

де g = 9,81м/с²  - прискорення вільного падіння.

             Лобову площу F (м²)  визначають за формулою:

F =  (м²)                                                       (2.2)

де  – коефіцієнт заповнення лобової площі автомобіля і приймається = 0,7 0,9 ;

Ψ_v – коефіцієнт опору дороги при V_max ;

К – фактор опору повітря, Н· с²/м² ;

η – механічний ККД трансмісії.

             Максимальну потужність двигуна  N_max  визначаєм за Ν_V.

де  n_max – максимальна частота обертання колінчастого вала;

        n_N – частота обертання колінчастого вала при теоретичній максимальній потужності;

        n_V – частота обертання в режимі максимальної швидкості руху автомобіля;

        N_{e max} – теоретична максимальна потужність двигуна.

Для інжекторних  двигунів приймають:

n_max = n_N = n_o = 5500 об/хв                                                                                 (2.3)

N_max = N_{e max} = (1.1 1.2)·N_v =1,15·49,4=57 кВт                                               (2.4)

 

      

 

 

 

2.2 Побудова  зовнішньої швидкісної характеристики  двигуна.

           Для побудови зовнішньої швидкісної  характеристики поршневого двигуна  використовують емпіричну залежність, яка дозволяє за відомими координатами  однієї точки швидкісної характеристики (N_{e max} і n_N) побудувати всю криву потужності:

                                 N_e = N_{e max}

                                        (2.5)

             де N_e, кВт – поточне значення потужності двигуна, що відповідає частоті обертання колінчастого валу n, об/хв. ;

            А₁ і А₂ – емпіричні коефіцієнти, що характеризують тип двигуна (для карбюраторних двигунів А₁ = А₂ = 1, а для дизелів та інжекторів А₁ = 0,5; А₂= 1,5).

             Вибираючи поточні значення n, встановлюють діапазон частоти обертання колінчастого валу від n_min (n_min=(0.16 0.18)·n_N) до n_max, який розбивають на довільну кількість дільниць (рекомендується 6 8) з постійним інтервалом ∆ n, який сумірний 50 або 100:

                   n_min=(0.16

0.18)n_N =0,16·5500=880 об/хв.                            (2.6)

                                         ∆ n =

об/хв.                             (2.7)

            Визначивши N_e для прийнятих значень n, розраховують відповідні величини крутного моменту M_e , (Н·м)

                                                             M_e = 9550·                                       (2.8)

Приклад розрахунку:

При n_min=880 об/хв.

Результати  розрахунку заносимо в таблицю 2.2.1

 

  Таблиця 2.1 – Поточні значення  потужності і крутного моменту  двигуна

ne,об/хв	Ne, кВт	Ме, Н·м
880	6,515	70,706
1540	13,432	83,295
2200	21,432	93,034
2860	29,925	99,923
3520	38,319	103,961
4180	46,023	105,149
4840	52,447	103,486
5500	57	98,973

 

Рисунок 2.1 – Зовнішня швидкісна характеристика N=f(n)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2 – Зовнішня швидкісна характеристика M=f(n)

 

2.3 Визначення  передаточних чисел трансмісії.

       Розрахунок передаточного числа  головної передачі U_о здійснюється за формулою [1, ст.25]:

                   U_о = 0,377

                             (2.9)

де r_к – радіус кочення колеса, м;

U_кв,  – передаточне число коробки передач на найвищій передачі та роздавальної коробки чи подільника теж на вищій передачі.

         Передаточне число коробки передач  на вищій передачі для 3^-х вальних чотирьох- та п'ятиступеневих коробок передач приймають рівним 1,0 (пряма передача).

         Для двохвальних коробок (передньо- та задньоприводні легкові автомобілі) U_кв задають в діапазоні 0,95≤ U_кв≤ 1,05.

         Знаходження передаточного числа  першої ступені коробки передач  U_к1 здійснюється за умови подолання максимального сумарного дорожнього опору Ψ_max , при допущенні r_д = r_cт [1, ст.26].

                   U_к1 =

            (2.10)

         Значення  M_{e max} треба брати з зовнішньої швидкісної характеристики.

         Потім необхідно визначити передаточне  число першої передачі з умови  забезпечення стійкості мінімальної  швидкості руху АТЗ V_min в діапазоні швидкостей 5 8 км/год: 5 – беруть для вантажних, 8 – для легкових при стійкій частоті обертання колінчастого валу n_min = (0.15 0.18) n_N [1, ст.26].

                    U_к1 = 0,377

                  (2.11)

            З двох отриманих значень U_к1 (дві умови руху) необхідно вибрати більше значення. Отже приймаємо U_к1 = 3,31

            У подальшому визначаємо передаточні  числа проміжних передач за  формулою [1, ст.27]:

                                                      U_у =

                                            (2.12)

де  р – число передач, у – проміжний  номер передачі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4. Побудова динамічної характеристики.

 

            Динамічна характеристика розглядається  за теоретичними значеннями передаточних  чисел. Розрахунок треба виконувати  після компоновки коробки передач  і ведучого моста та коректування  передаточних чисел.

             При розрахунку динамічної характеристики  АТЗ для кожної її передачі  та поточних значень частоти  обертання колінчастого валу  визначають:

Приклад розрахунку: (I передача n=n_min=880об/хв)

Знаходимо швидкість  руху автомобіля:

 

де  U_Ti=U₀*U_i – передаточне число трансмісії;

r_Д =0,265м – динамічний радіус колеса.

Знаходимо повну тягову силу:

   

  де К_р=0,95 – коефіцієнт корекції зовнішньої характеристики;

      М_е – відповідні величини крутного моменту.

Знаходимо силу опору повітря:

                                (2.4.3)

де K_b = 0,21 – коефіцієнт обтічності;

     F = 2,11 – площа лобового опору.

Знаходимо потужність, що витрачається на подолання сили:

                                      (2.4.4)

Знаходимо динамічний характер:

                                          (2.4.5)

Знаходимо сумарну силу опору  кочення колес автомобіля:

                    (2.4.6)

  де f=0.01 - сумарний коефіцієнт опору кочення коліс

Знаходимо потужність, що використовує на подолання сили опору кочення:

                                  (2.4.7)

Знаходимо потужність трансмісії:

                    (2.4.8)

 

Результати  розрахунку заносимо в таблицю 3.1

 Таблиця 2.4.1 – Поточні значення динамічної характеристики автомобіля.

Показники	Передача	n об/хв
		880	1540		2200		2860		3520		4180			4840		5500
V, м/с	1	2.021	3.537		5.053		6.569		8.085		9.601			11.117		12.632
	2	2.731	4.779		6.827		8.875		10.923		12.971			15.019		17.067
	3	3.676	6.433		9.19		11.947		14.704		17.461			20.218		22.974
	4	4.956	8.672		12.389		16.106		19.823		23.539			27.256		30.973
	5	6.69	11.708		16.725		21.743		26.761		31.778			36.796		41.814
РТі, кН	1	2.752	3.243		3.622		3.89		4.047		4.094			4.029		3.853
	2	2.037	2.4		2.681		2.879		2.994		3.03			2.982		2.852
	3	1.514	1.783		1.992		2.139		2.225		2.251			2.215		2.119
	4	1.123	1.323		1.477		1.586		1.651		1.67			1.643		1.572
	5	0.832	0.98		1.094		1.175		1.223		1.237			1.217		1.164
Ме,Нм		70.706	83.295		93.034		99.923		103.961		105.149			103.486		98.973
D	1	0.161		0.187		0.205		0.216		0.219		0.214			0.201		0.181
	2	0.119		0.137		0.15		0.157		0.157		0.151			0.14		0.122
	3	0.089		0.101		0.11		0.113		0.112		0.106			0.095		0.079
	4	0.066		0.074		0.079		0.081		0.078		0.072			0.061		0.047
	5	0.049		0.054		0.057		0.057		0.053		0.046			0.036		0.023
Ne,кВт		6,515		13.432		21.432		29.925		38.319		46.023			52.447		57
NT, кВт		5.632		11.612		18.528		25.87		33.127		39.787			45.34		49.276
f		0,01
РK, кН		0,163
РB, кН		0.002		0.061		0.124		0.209		0.317			0.447		0.6		0.775
РK+ РB, кН		0.165		0.224		0.287		0.372		0.48			0.61		0.763		0.938
NK, кВт		0,329		1.908		2.726		3,544		4.362			5,18		5.998		6.816
NB, кВт		0.004		0.711		2.073		4.555		8.492			14.219		22.075		32.394
NB+NK, кВт		0.333		2,619		4,799		8,099		12,854			19.399		28.073		39.21