Тяговый баланс автомобиля – это совокупность графиков зависимостей силы тяги на ведущих колесах Fк, Н (на различных передачах), а также суммы сил сопротивления качению Ff, Н и воздуха Fw, Н, от скорости движения автомобиля Va, км/ч.
Графики сил тяги на колесах автомобиля – Fк z = f (Va) строят для всех ступеней - z в основной коробке передач. оптоэлектроника оптоэлектроника раздел электроники в Москве
Расчет сил тяги на колесах для каждой передачи – Fк z производится по формуле, Н
, (2.1)
где h тр – коэффициент полезного действия трансмиссии;
UТР – передаточное число трансмиссии, которое определяется как произведение;
rк – радиус качения колеса, м.
UТР = UКПП × UГП × UРК, (2.2)
где UКПП – передаточное число коробки перемены передач;
UГП – передаточное число главной передачи;
UТР 1 = 6,5 ∙ 6,83 ∙ 1,0 = 44,395
UТР 1п = 6,5 ∙ 6,83 ∙ 1,98 = 87,9021
UТР 2 = 3,09 ∙ 6,83 ∙ 1,0 = 21,10
UТР 3 = 1,71∙ 6,83 ∙ 1,0 = 11,68
UТР 4 = 1,0 ∙6,83∙ 1,0 = 6,83
При расчетах радиусов качения колес, в качестве исходных данных, используют статический радиус – rстат.
Радиус качения колеса с радиальной шиной рассчитываем по формуле, м
rк = 1,04 × rстат, (2.3)
rк = 1,04 ∙ 0,505 = 0,5252 м.
Для упрощения расчетов определим КПД трансмиссии с учетом потерь на трение
hтр = 0,98К ×0,97L× 0,99M, (2.4)
где K – число пар цилиндрических шестерен в трансмиссии автомобиля, через которые передается крутящий момент на z-той передаче;
L – число пар конических или гипоидных шестерен;
M – число карданных шарниров.
Следует помнить, что КПД трансмиссии - h тр следует определять для каждой z - той передачи коробки перемены передач
hтр 1 = 0,982 ∙ 0,972 ∙ 0,996 = 0,851;
hтр 1п = 0,984 ∙ 0,972 ∙ 0,996 = 0,817;
hтр 2 = 0,982 × 0,972 × 0,996 = 0,851;
hтр 3 = 0,982 × 0,972 × 0,996 = 0,851;
hтр 4 = 0,972 × 0,996 = 0,886;
Расчеты зависимостей силы тяги на колесах автомобиля, от его скорости Fк z = f(Va), выполняют с использованием выражения 2.1. При этом, значения крутящего момента двигателя НЕТТО - Мe’ берутся из таблицы А 2 внешней скоростной характеристики двигателя для каждого значения частоты вращения ne коленчатого вала.
1-я передача
Fк 400 = (251,784 ∙ 0,851 ∙ 44,395) / 0,5252 = 18112,03 Н;
Fк п 400 = (251,784 ∙ 0,817 ∙ 87,9021) / 0,5252 = 34429,02 Н;
Полученные результаты расчета заносим в таблицу А 3.
Причем, для тех же значений частот вращения ne, рассчитывают скорость движения автомобиля на всех передачах по формуле, км/ч
, (2.5)
1-я передача
Va 400 = 0,377 ∙ ( 0,5252 ∙ 400 ) / 44,395 = 1,8 км/ч;
Va п 400 = 0,377 ∙ ( 0,5252 ∙ 400 ) / 87,9021 = 0,9 км/ч;
Полученные результаты расчета заносим в таблицу А 3.
Далее определяют силы сопротивления качению колес автомобиля по дорожному покрытию используя выражение, Н
, (2.6)
где ma – масса полностью загруженного автомобиля, ma = 5800 кг;
g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;
f – коэффициент сопротивления качению автомобильного колеса.
Величина коэффициента сопротивления качению колеса – f, зависит от скорости автомобиля. Для его определения используют выражение, предложенное Б.С. Фалькевичем
, (2.7)
где f0а – коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону, f0а = 0,018;
f0гр – коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге, f0гр = 0,03;
По асфальтобетону
f 10 км/ч = 0,018 ( 1 + 102 / 20000 ) = 0,01809;
По грунтовой дороге
f 10 км/ч = 0,03 ( 1 + 102 / 20000 ) = 0,03015;
По асфальтобетону
F 10 км/ч = 0,01809 ∙ 5800 ∙ 9,81 = 1029,3 Н;
По грунтовой дороге
F 10 км/ч = 0,03015 ∙ 5800 ∙ 9,81 = 1715,5 Н;
Полученные результаты расчета заносим в таблицу А 4.
Для расчета действующей на автомобиль силы сопротивления воздуха воспользуемся выражением вида, Н
, (2.8)
где Кв – коэффициент обтекаемости формы автомобиля;
Va – скорость автомобиля, км/час;
Sx – площадь МИДЕЛЯ, площадь проекции автомобиля на плоскость перпендикулярную продольной оси, м2.
При известном значении безразмерного коэффициента аэродинамического сопротивления Сх можно легко определить значение коэффициента обтекаемости Кв по выражению, предложенному академиком Е.А. Чудаковым