Наибольший продольный уклон, преодолеваемый автомобилем, определяется из условия его движения на подъём на III передаче. При этом принимается допущение, что движение автомобиля происходит с равномерной скоростью, т.е. ускорение равно нулю. Уравнение движения автомобиля в этом случае имеет вид:
Д=f – i (3.2)
где Д – динамический фактор; f – коэффициент сопротивления качению; i – продольный уклон дороги, ‰.
Наибольший продольный уклон при заданной скорости движения равен:
imax=Дmax – f (3.3)
Расчёт наибольшего продольного уклона для расчётного грузового автомобиля выполняется с использованием математической зависимости эффективной мощности двигателя от частоты вращения коленчатого вала, предложенной С.Д. Лейдерманом:
Nv=Ne max
(aλ+bλ2+λ3) (3.4)
где Ne max – максимальная мощность двигателя, кВт; λ – отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля со скоростью V к частоте вращения при максимальной скорости; a, b, c – эмпирические коэффициенты уравнения, значения которых для двигателей грузовых автомобилей равны единице (a=1, b=1, c=1).
Наибольший продольный уклон при движении автомобиля на III передаче определяется в следующей последовательности:
а) По графикам динамических характеристик автомобилей находится скорость автомобиля на III передаче VIII=32 км/ч.
б) Определяется частота вращения коленчатого вала двигателя при скорости автомобиля VIII формуле
(3.5)
где nv – частота вращения коленчатого вала, об/мин; VIII – скорость движения автомобиля, км/ч; i0 и ik3 – передаточные числа главной передачи и коробки передач; rk – радиус качения колёс автомобиля, м.
Определяется максимальная частота вращения коленчатого вала при движении автомобиля на прямой передаче по формуле
(3.6)
где nmax – максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя при движении автомобиля на прямой передаче; Vmax – максимальная скорость движения автомобиля на прямой передаче; i0 и ik4(5) – передаточные числа главной передачи и прямой передачи; rk – радиус качения колёс автомобиля, м.
в) Находится отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя при скоростях VIII и Vmax:
(3.7)
г) Определяется частота вращения коленчатого вала двигателя Nv по формуле (3.4):
д) Определяется необходимая для вычисления динамического фактора сила тяги при скорости автомобиля на III передаче:
(3.8)
где Ра – сила тяги, кН; Кр – коэффициент размерности (Кр=9,55); η – механический коэффициент полезного действия трансмиссии автомобиля (для грузовых двухосных принимается равным 0,9)
е) Определяется сила сопротивления воздуха по формуле
(3.9)
где PW - сила сопротивления воздуха, H; F - лобовая площадь автомобиля, F=0.77 BH; B - ширина автомобиля, м; H - автомобиля, м; K - коэффициент обтекаемости автомобиля, кг/м2 (K=0.6).
ж) Вычисляется динамический фактор по формуле:
(3.10)
где G - вес автомобиля, Н.
з) Определяется наибольший продольный уклон, который обеспечивает движение автомобиля с постоянной скоростью на III передаче:
imax=Д - fV =0,128-0,02=0,108 (3.11)
fV=f0(1+0.001(VIII - 50)) (3.12)
где f0 - коэффициент сопротивления качению при скорости до 50 км/ч для а/б покрытия принимают равным 0,01-0,02; fV - то же, при скорости движения автомобиля от 50 до 150 км/ч.
Полученное значение уклона проверяется по условию сцепления. Динамический фактор при мокром и грязном покрытии определяется по формуле
(3.13)
где φ - коэффициент сцепления колеса с покрытием (φ=0,2); Gсц - давление на заднюю ось, Н.
imax'=Дсц - fV =0,148-0,02=0,128 (3.14)
Для движения автомобиля без пробуксовки необходимо, чтобы выполнялось условие:
imax' > imax.
0,128 > 0,108 (3.15)
Условие выполнено.