Тяговый расчет АТС

Применяемые обозначения:

N_e- мощность двигателя, кВт

М_е- крутящий момент двигателя, Н·м

V_a- скорость автомобиля, м/с

η_тр.- КПД трансмиссии

g_e- удельный расход топлива, г/(кВт·ч),

G_t- часовой расход топлива, Кг/ч,

i- передаточное число трансмиссии,

Р_k- касательная сила тяги, Н,

P_W- сила аэродинамического сопротивления, Н,

G_a- сила тяжести автомобиля, Н,

j- ускорение автомобиля, Н,

S- путь, пройденный автомобилем, м,

Q_s- расход топлива, кг/км, л/100 км,

D- динамический фактор,

ψ- коэффициент суммарного сопротивления.

- коэффициент учета вращающихся масс двигателя;

f - коэффициент сопротивления качению;

φ - коэффициент сцепления;

k - коэффициент сопротивления воздуха;

F- площадь лобовой поверхности;

3.1 Расчет потребной мощности двигателя

Коэффициенты сопротивления движению при поставленных условиях:

1) Режим№1: Пересеченная местность (грунтовая дорога после дождя), подъём 30°, скорость 5 км/ч (1,39 м/с), 300 кг груза

2) Режим№2: Сухая грунтовая дорога, подъём 0°, скорость 30 км/ч (8,33 м/с).

Рассчитаем снаряжённую и полную массу рассчитываемого автомобиля:

· Снаряженная масса=300 кг

· Грузоподъёмность=300 кг

· Полная масса=600 кг

Для определения потребной мощности двигателя сначала находят мощность двигателя при максимальной скорости движения, используя уравнение мощностного баланса автомобиля, представленное в развёрнутой форме.

Мощность при максимальной скорости

После определения мощности двигателя при максимальной скорости рассчитывают его максимальную мощность по формуле

Потребная мощность двигателя: Р_е = 8 кВт

Исходя из потребной мощности, выбираем двигатель ИЖ Планеты - 5
(Р_е = 16.2 кВт (20 л.с.))

Краткая техническая характеристика двигателя:

Тип двигателя одноцилиндровый двухтактный бензиновый

Номинальная мощность 16,2 кВт / 20 л.с. (при 4850 об./мин.)

Макс. крутящий момент 28,4 Нм

3.2 Расчет и построение внешней скоростной характеристики
двигателя.

На графиках отображаем изменение мощности, крутящего момента, удельного и часового расхода топлива в зависимости от оборотов двигателя

Где N_eN – номинальная мощность двигателя, кВт;

n_eN – номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1;

n_e – текущее значение частоты, мин^-1;

g_eN – удельный расход топлива при номинальной частоте, г/кВт∙ч;

а = 0,5; b = 1,5

Таблица 1 - Данные для построения внешней скоростной характеристики

n, мин-1	Ne, кВт	ge,г/кВт*ч	Gт, кг/ч	Ме, Н*м
	8,3	226,98	1,883934	39,62
	9,38	219,69	2,060692	39,8
	10,44	213,51	2,229044	39,86
	11,44	208,45	2,384668	39,71
	12,38	204,51	2,531834	39,39
	13,26	201,68	2,674277	38,95
	14,04	199,97	2,807579	38,29
	14,72	199,37	2,934726	37,47
	15,29	199,89	3,056318	36,49
	15,73	201,52	3,16991	35,33
	16,04	204,27	3,276491	34,03
	16,19	208,14	3,369787	32,54

Рис. 14 – Внешнескоростная характеристика

3.3 Определение передаточных чисел элементов трансмиссии.

Передаточное число трансмиссии на 1 передаче из условия движения в самых трудных дорожных условиях:

Где - максимальная сила тяги на первой передаче

- динамический радиус колеса

- номинальный крутящий момент двигателя

- статический радиус колеса

- коэффициент деформации шины (0,93 - 0,98)

Н – высота профиля шины

d – диаметр обода колеса

Выбираем шину 175/80 R16

Передаточное число трансмиссии на 1 передаче из условия сцепления

Итак, передаточное число трансмиссии на 1 передаче:

Определим передаточное число трансмиссии на высшей передаче:

Минимальное число ступеней в коробке передач:

Где n_eN – номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1;

- обороты двигателя при максимальном крутящем моменте, мин^-1;

Для обеспечения постоянства скорости движения АТС в момент перехода на смежную передачу и для одинаковой степени изменения нагрузки двигателя передаточные числа трансмиссии должны распределяться по закону геометрической прогрессии.

Из этого условия определяем передаточные числа в коробке передач:

· На первой передаче

· На второй передаче

· На третьей передаче

· На четвертой передаче

3.4 Расчет и построение тяговой характеристики АТС

Скорость движения АТС на всех передачах (в соответствии с принятой в п. 2 частотой вращения коленчатого вала) определяется по формуле:

Значение свободной силы тяги P_a АТС на всех передачах вычисляется по формуле:

,

где P_k – касательная сила тяги АТС определяется по формуле:

P_w – сила сопротивления воздушной среды определяется по формуле:

Рис.15 - Тяговая характеристика АТС

3. 5 Расчет и построение динамической характеристики АТС

,

Рис.16 Динамическая характеристика АТС

---

Дата добавления: 2015-08-27