Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

 

Расчет внешней скоростной характеристики двигателя проектируемого автомобиля ведем по источнику [6] с. 26 – 27, а также при помощи компьютерной программы для данного расчета.

Согласно исходным данным получаем соответствующие параметры внешней скоростной характеристики.

Графический материал прилагается.

Подбор передаточных чисел трансмиссии

Передаточное число трансмиссии состоит из трех составляющих:

i_тр=i_k•i_д•i₀,

где i_k – передаточное число коробки передач (на высшей передаче), по НИИАТ i_k=1

i₀ – передаточное число главной передачи;

i_д – передаточное число в дополнительной коробке – делителе, i_д=1,25 (1 – 1.5).

Максимальную скорость автомобиль развивает на высшей передаче:

V=2•π•r_k•n_н/i_тр,

где r_k – радиус качения колеса.

Отсюда i₀=2•π•r_k•n_н/i_k•i_д•V.

Для определения радиуса качения колеса находится нормальная нагрузка на одну шину полностью нагруженного автомобиля:

 

;

,

 

где R_з1, R_п1 – нагрузка на одну шину задней и передней оси соответственно, Н;

m_а и m_г – масса автомобиля и груза соответственно, кг;

n_шз и n_шп – число шин задней и передней оси соответственно;

β – степень загруженности задней оси: β=R_з/R₀,

где R_з – масса, приходящаяся на заднюю ось автомобиля – прототипа с грузом (полная масса), кг.

R₀ – общая масса автомобиля-прототипа с грузом.

β= 3610/5170=0.698

По нагрузке на одну шину подбирается её модель. Принимаем шину 235–15/9,35–15, [1]

Затем определяется радиус качения колес с учетом коэффициента вертикальной деформации шины.

 

r_k=0.5•d+λ_см•H

 

где λ_см – коэффициент вертикальной деформации шины (коэффициент смятия); λ_см=0,8–0,85; [1]

принимаем λ_см=0,82

Н – высота профиля, м; Н=В•0,82=0,1927

d – посадочный диаметр обода, м; d=0,381 м;

r_k=0,5•0,381+0,82•0,1927=0,3485 м

 

i₀=2•π•r_k•n_Н/i_k2•V

 

n_H=2580 об/мин=43 об/с

V=70 км/ч=19,44 м/с

i_0(расч)=2•3,14•0,3485•43/19,44=4,84

уточним i_0(расч), принимаем z₁=15

 

z₂=z₁•i_0(расч)

 

z₂=15•4.84=72.6; принимаем z₂=73

i_0(уточ)=z₂/z₁

i_0(уточ)=73/15=4.86

Максимальная окружная сила, определяемая сцеплением колес с дорогой реализуется на низких передачах при малых скоростях движения, при которых

R_{k max}=φ•λ_k•G

 

где λ_k – коэффициент нагрузки ведущих колес движущегося автомобиля.

 

λ_k=K•λ_ст;

 

где К – коэффициент перераспределения нагрузки по осям при разгоне с максимальным ускорением, при приводе на заднюю ось К=1,05–1,12 [1]; принимаем К=1,08

 

λ_ст=G_B/G

 

λ_ст=0,698

λ_к=1,08•0,698=0,75

φ – коэффициент сцепления для сухой грунтовой поверхности, φ=0,65–0,7; принимаем φ=0,68

Максимальный динамический фактор автомобиля:

 

D_max=φ•λ_k

 

D_max=0,68•0,698•108=103

Отсюда передаточное число в КПП на первой передаче:

 

 

 

где z – число степеней коробки передач; z=4

Передаточные отношения на следующих передачах определяются по формулам:

i_k2 = i_k1/q = 10.6/2.2 = 4.8

i_k3 = i_k2/q = 4.8/2.2 = 2.2

i_k4 = i_k3/q = 2.2/2.2 = 1

Уточним передаточные числа:

Для первой передачи

i_k1^// = i_k1/i_k1^/ = 10.6 / 2 = 5.3

i_k1 = 10.6

i_k1^/ = 2

принимаем z₁ = 34

z₂ = z₁•i_k1^/ = 34•2 = 68

∑z = 34+68 = 102

z₃ = ∑z / (1+i_k1^//) = 102/(1+5.3) = 16.199 ≈ 16

z₄ = ∑z – z₃ = 102 – 16 = 86

i_k1^// = z₄ / z₃ = 5.375

i_k1(уточ) = i_k^/ • i_k1(уточ)^// = 2 • 5.375 = 10.75

Для второй передачи

i_k2^// = i_k2^/i_k1^/ = 4,8 / 2 = 2.4

i_k2 = 4.8

i_k2^/ = 2

∑z = 102

z₅ = ∑z / (1+i_k2^//) = 102 / (1+2.4) = 30

z₆ = ∑z – z₅ = 72

i_{k2 (уточ)}^// = z₆ / z₅ = 2.4

i_k2(уточ) = i_k2^/ • i_k2(уточ)^// = 2 • 2.4 = 4.8

Для третьей передачи

i_k3^// = i_k3 / i_k3^/ = 2.2 / 2 = 1.1

i_k3 = 2.2

i_k3^/ = 2

∑z = 102

z₇ = ∑z / (1+i_k3^//) = 102 / (1+1.1) = 48.57 ≈ 48

z₈ = ∑z – z₇ = 102 – 48 = 54

i_k3(уточ)^// = z₈ / z₇ = 1.1

i_k3(уточ) = i_k3 • i_k3(уточ)^// = 2 • 1.1 = 2.2

i_{тр (на 1)} = 10.75 • 1 • 4.84 = 52.03

i_{тр (на 2)} = 4.8 • 1 • 4.84 = 23.232

i_{тр (на 3)} = 2.2 • 1 • 4.84 = 10.65

i_{тр (на 4)} = 1 • 1 • 4.84 = 4.84