Расчет характеристик автомобиля со спроектированным двигателем

Исходные данные:

- Масса загруженного автомобиля

- База автомобиля

- Высота автомобиля

- Ширина автомобиля

- Шины 295/80 R22,5;

- Передаточные числа трансмиссии:

- первой передачи

- второй передачи

- третьей передачи

- четвертой передачи

- пятой передачи

- главной передачи

- Коэффициент аэродинамического сопротивления

- Максимальная мощность Nmax = 167 кВт при nN = 2300 об/мин;

- Максимальный крутящий момент Mmax = 952 Н·м при nМ = 1100 об/мин.

10.1 Силовой баланс автомобиля

Уравнение силового баланса является формой записи уравнения движения автомобиля. Оно связывает тяговую силу на ведущих колесах с силами сопротивления движению:

,

где Pт – тяговая сила;

Pк – сила сопротивления качению;

Pп – сила сопротивления подъему;

Pв –сила сопротивления воздуха;

Pи – приведенная сила инерции;

Pд =Pк +Pп – сила сопротивления дороги.

Для удобства решения и графического представления уравнение силового баланса может быть записано с использованием свободной силы тяги

;

Скорость автомобиля в зависимости от частоты вращения коленчатого вала:

,

где rк – радиус колеса.

– передаточное число трансмиссии;

uк – передаточное число коробки передач;

uг – передаточное число главной передачи.

Радиус колеса для грузового автомобиля принимаем r =0,493 м.

Сила тяги представляет отношение тягового момента, проводимого при равномерном движении к полуосям ведущих колес, к радиусу ведущих колес:

;

Сила сопротивления воздуха при установившемся движении:

где сх – коэффициент аэродинамического сопротивления;

F – площадь лобового сопротивления, вычисляем для данного автомобиля по формуле: ;

ρв – плотность воздуха (принимается равной 1,225 кг/м3);

– относительная скорость автомобиля при наличии встречного ветра; vв =0 м/с – скорость ветра.

Свободная сила тяги:

Вычисляем силу сопротивления дороги при равномерном движении:

где – вес автомобиля, α – угол продольного наклона дороги;

Коэффициент сопротивления качению – ().

Величина f0 зависит от типа и состояния дороги. Для рассматриваемого участка с асфальтовым покрытием примем f0 = 0,012.

Зависимость наносим на график тяговой характеристики.

Сила тяги по сцеплению:

,

где а=0,7 .L=3570 мм – расстояние от передней оси до центра масс;

h = 1300 мм – высота центра масс.

Величина свободной силы тяги:

Рсв.сц = Рт.сц - Рв = 129492 - 12,96=129479,04 Н.

Производим расчет по вышеприведенным формулам для режимов работы двигателя на различных оборотах и сводим результаты в таблицу 11.1.

Таблица 11.1