Тепловой расчет двигателя автомобиля

i0 – передаточное число главной передачи;

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

Максимальную скорость автомобиль развивает на высшей передаче:

V=2•π•rk•nн/iтр,

где rk – радиус качения колеса.

Отсюда i0=2•π•rk•nн/ik•iд•V.

Для определения радиуса качения колеса находится нормальная нагрузка на одну шину полностью нагружен

ного автомобиля:

;

,

где Rз1, Rп1 – нагрузка на одну шину задней и передней оси соответственно, Н;

mа и mг – масса автомобиля и груза соответственно, кг;

nшз и nшп – число шин задней и передней оси соответственно;

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

где Rз – 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.

rk=0.5•d+λсм•H

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

принимаем λсм=0,82

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

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

rk=0,5•0,381+0,82•0,1927=0,3485 м

i0=2•π•rk•nН/ik2•V

nH=2580 об/мин=43 об/с

V=70 км/ч=19,44 м/с

i0(расч)=2•3,14•0,3485•43/19,44=4,84

уточним i0(расч), принимаем z1=15

z2=z1•i0(расч)

z2=15•4.84=72.6; принимаем z2=73

i0(уточ)=z2/z1

i0(уточ)=73/15=4.86

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

Rk max=φ•λk•G

где λk – коэффициент нагрузки ведущих колес движущегося автомобиля.

λk=K•λст;

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

λст=GB/G

λст=0,698

λк=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:

Dmax=φ•λk

Dmax=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:

ik2 = ik1/q = 10.6/2.2 = 4.8

ik3 = ik2/q = 4.8/2.2 = 2.2

ik4 = ik3/q = 2.2/2.2 = 1

Уточним передаточные числа:

Для первой передачи

ik1// = ik1/ik1/ = 10.6 / 2 = 5.3

ik1 = 10.6

ik1/ = 2

принимаем z1 = 34

z2 = z1•ik1/ = 34•2 = 68

∑z = 34+68 = 102

z3 = ∑z / (1+ik1//) = 102/(1+5.3) = 16.199 ≈ 16

z4 = ∑z – z3 = 102 – 16 = 86

ik1// = z4 / z3 = 5.375

ik1(уточ) = ik/ • ik1(уточ)// = 2 • 5.375 = 10.75

Для второй передачи

ik2// = ik2/ik1/ = 4,8 / 2 = 2.4

ik2 = 4.8

ik2/ = 2

∑z = 102

z5 = ∑z / (1+ik2//) = 102 / (1+2.4) = 30

z6 = ∑z – z5 = 72

ik2 (уточ)// = z6 / z5 = 2.4

ik2(уточ) = ik2/ • ik2(уточ)// = 2 • 2.4 = 4.8

Для третьей передачи

ik3// = ik3 / ik3/ = 2.2 / 2 = 1.1

ik3 = 2.2

ik3/ = 2

∑z = 102

z7 = ∑z / (1+ik3//) = 102 / (1+1.1) = 48.57 ≈ 48

z8 = ∑z – z7 = 102 – 48 = 54

ik3(уточ)// = z8 / z7 = 1.1

ik3(уточ) = ik3 • ik3(уточ)// = 2 • 1.1 = 2.2

iтр (на 1) = 10.75 • 1 • 4.84 = 52.03

iтр (на 2) = 4.8 • 1 • 4.84 = 23.232

iтр (на 3) = 2.2 • 1 • 4.84 = 10.65

iтр (на 4) = 1 • 1 • 4.84 = 4.84

5. Динамический расчёт автомобиля

Графическое изображение зависимости динамического фактора от скорости движения автомобиля называется динамической характеристикой автомобиля. Для построения теоретической динамической характеристики необходимы данные внешней скоростной характеристики двигателя [Me=f(n)], параметры ходовой части (rk) и передаточные числа трансмиссии (iтр).

На зависимости Me=f(n) выделяют не менее пяти точек. Для выделенных точек последовательно определяют:

1. Скорость движения автомобиля

V = 2 • π • rk • n / iтр

2. Силу сопротивления воздушного потока

Pw = k • F • V2

3. Касательную силу тяги на колесах

Pk = Me • iтр • ξтр / rk

4. Динамический фактор порожнего автомобиля

D = (Pk – Pw) / Ga

Каждая линия динамической характеристики автомобиля определяется не менее чем по пяти точкам. Вышеперечисленную последовательность повторяют для каждой передачи КПП, изменяя величину передаточного отношения трансмиссии.

Рассмотрим 1-ю передачу:

ik1 = 10.75; i0 = 4.84; rk = 0.3485; iтр = 52.03

Берем любые пять точек из данных внешней скоростной характеристики. Для них:

1. Ищем скорость движения автомобиля по заданным пяти точкам:

V1 = 2 • 3.14 • 0.3485 • 645 / 52.03 • 60 = 0.1666

V2 = 2 • 3.14 • 0.3485 • 1032 / 52.03 • 60 = 0.7235

V3 = 2 • 3.14 • 0.3485 • 1419 / 52.03 • 60 = 0.9948

V4 = 2 • 3.14 • 0.3485 • 1999 / 52.03 • 60 = 1.4014

V5 = 2 • 3.14 • 0.3485 • 2580 / 52.03 • 60 = 1.8087

Ищем силу сопротивления воздушного потока по заданным пяти точкам:

Pw(1) = 0.5 • 3.5 • (0.1666)2 = 0.2916

Pw(2) = 0.5 • 3.5 • (0.7235)2 = 0.916

Pw(3) = 0.5 • 3.5 • (0.9948)2 = 1.7319

Pw(4) = 0.5 • 3.5 • (0.4014)2 = 3.4369

Pw(5) = 0.5 • 3.5 • (0.8087)2 = 5.7249

2. Ищем касательную силу тяги по заданным пяти точкам:

Pk(1) = 196.56809 • 52.03 • 0.82 / 0.3485 = 24064.56

Pk(2) = 205.25848 • 52.03 • 0.82 / 0.3485 = 25128.47

Pk(3) = 206.49996 • 52.03 • 0.82 / 0.3485 = 25280.45

Pk(4) = 194.3955 • 52.03 • 0.82 / 0.3485 = 23798.58

Pk(5) = 165.53103 • 52.03 • 0.82 / 0.3485 = 20264.89

3. Ищем динамический фактор порожнего автомобиля по заданным пяти точкам:

 Скачать реферат