2.5. Расчёт скорости движения автомобиля

Для всех ступеней коробки передач и дополнительной коробки рассчиты­ваются значения скорости движения автомобиля в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя (по согласованию с руководителем рас­чёт может производиться только для высшей ступени дополнительной короб­ки).

Расчёт ведётся по формуле

где v - скорость автомобиля, км/ч;

n - частота вращения коленчатого вала дви­гателя, об/мин;

r_К - радиус качения, м;

и₀ - передаточное число главной переда­чи;

и_к - передаточное число рассчитываемой ступени коробки передач;

и_д - пе­редаточное число рассчитываемой ступени дополнительной (раздаточной) ко­робки.

Значения частоты вращения коленчатого вала берутся теми же, что и при построении внешней скоростной характеристики.

Рассчитанные значения v_t заносятся в столбец 4 табл. 2.1. Графики зави­симости скорости движения автомобиля от частоты вращения коленчатого вала двигателя представляют собой серию лучей, выходящих под разными углами из начала координат рисунок 2.2.

Рис. 2.2 Зависимости скорости движения автомобиля от частоты вращения коленчатого вала по передачам.

2.6. Тяговая характеристика и тяговый баланс автомобиля

Тяговая характеристика представляет собой зависимость силы тяги авто­мобиля от скорости движения по передачам. Значения силы тяги Р_Т рассчиты­ваются в отдельных точках по формуле

(2.26)

где М_К - крутящий момент двигателя, Нм;

η_Т - КПД трансмиссии.

Результаты расчёта Р_Т заносятся в столбец 7 табл. 2.1, и по ним строятся графики зависимости Р_Т =f(V) по передачам.

Тяговый баланс автомобиля описывается уравнением тягового или силово­го баланса

Р_Т = Рд + Рв + Ри , (2.27)

где Р_Т - сила тяги автомобиля, Н;

Р_д - суммарная сила сопротивления дороги, Н;

Р_в - сила сопротивления воздушной среды, Н;

Р_и - сила инерции автомоби­ля, Н.

Величина Р_д определяется по выражению

Р_д = G_aψ, (2.28)

где G_a - полный вес автомобиля, Н; ψ - суммарный коэффициент сопротивления дороги.

Суммарный коэффициент сопротивления дороги является величиной, за­висящей от скорости автомобиля. Однако учёт этой зависимости сильно ос­ложняет выполнение тягового расчёта и в то же время не даёт важного для практики уточнения. Поэтому при выполнении тягового расчёта рекомендуется принять значение ψ постоянным, равным тому значению, которое было рассчи­тано для максимальной скорости движения автомобиля при определении мощ­ности двигателя, необходимой для движения на режиме максимальной скоро­сти, т.е. принять везде ψ=ψ_v.

При каком-то одном выбранном значении ψ величина Р_д остаётся постоян­ной для всех расчётных точек на всех передачах. Поэтому значение Р_д подсчитывается один раз и в таблицу не заносится. На графике тяговой характеристи­ки зависимость P_Т=f(v) представляется в виде прямой, параллельной оси абс­цисс.

Рис. 2.3 Тяговая характеристика автомобиля.

Сила сопротивления воздушной среды Р_в составляет величину

(2.29)

где с_х - коэффициент продольной аэродинамической силы;

р_в - плотность воздуха, кг/м³ ;

к_в - коэффициент обтекаемости, кг/м³;

F - лобовая площадь авто­мобиля, м ;

v_в - скорость воздушного потока относительно автомобиля, км/ч.

При расчёте можно задать ρ_в=1,225 кг/м . Скорость воздушного потока обычно принимается равной скорости движения автомобиля.

Значения Р_в рассчитываются для всех точек и заносятся в столбец 5 табл. 2.1. График зависимости Р_в от скорости представляет собой параболу, проходящую через начало координат.

Для удобства дальнейшего анализа этот график смещают вверх на ве­личину, равную Р_д (в принятом для сил масштабе). Фактически при таком построении этот график выражает зависимость (P_в+P_d)=f(v).

Сила инерции автомобиля Р_и после расчёта Р_д и Р_в может быть определена как замыкающее слагаемое силового баланса

(2.30)

На графике значение Р_и определяется отрезком прямой, проведённой для нужного значения скорости параллельно оси ординат, между точками пересечения этой прямой графиков P_Т=f[v) и (P_д+P_в)=f(v). Если заданная скорость может быть обеспечена на нескольких передачах, то каждой из этих передач будет соответствовать своё значение силы инерции. Рассчи­танные значения Р_и следует занести в столбец 6 табл. 2.1.

Значение Р_Т заносится в столбец 7 табл. 2.1. Тяговая характеристика автомобиля представлена на рис. 2.3.