Тяговый расчет автомобиля ГАЗ 3307 (стр. 2 из 5)

, [Н]

m_a = 7850 [кг] - масса полностью загруженного автомобиля;

g = 9,81 [м/с²] - ускорение свободного падения;

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:

Коэффициент сопротивления качению колеса автомобиля рассчитываем для двух типов дорог с асфальтобетонным покрытием и для грунтовой дороги.

f ₀ = 0,018- коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону;

f ₀ = 0,03 - коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге.

Для расчета действующей на автомобиль силы сопротивления воздуха воспользуемся выражением вида:

, [Н]

К_в – коэффициент обтекаемости формы автомобиля;

S_x–площадь проекции автомобиля на плоскость перпендикулярную продольной оси, [м²].

При известном значении безразмерного коэффициента аэродинамического сопротивления С_х = 0,91 можно легко определить значение коэффициента обтекаемости К_в по выражению, предложенному академиком Е.А. Чудаковым:

К_в = 0,5 × С_х × r _в, [кг/м³]

r _в = 1,225 , [кг/м³] – плотность воздуха.

К_в = 0,5 × 0,91 × 1,225 = 0,557375 [кг/м³]

Для нахождения площади Миделя автомобиля S_x воспользуемся выражением:

S_x = 0,78 × Ва Н, [м²]

Ва = 1,630 [м] – колея передних колес

Н = 2,905 [м] - высота автомобиля.

S_x =1,630 × 2,905 = 4,73515 [м²]

Значение максимального значения скорости - V_{a max} выбираем таким, чтобы оно было примерно на 10% больше наибольшего значения скорости, определенного для высшей передачи.

На графике тягового баланса должны быть нанесены линии, показывающие предельные величины сил сцепления ведущих колес, полностью загруженного автомобиля с дорогой, при следующих значениях коэффициента сцепления:

- = 0,8 - сухой асфальтобетон;

- = 0,6 - сухая грунтовая дорога;

- = 0,4 - мокрый асфальтобетон;

- = 0,2 - укатанная снежная дорога.

Значения предельных сил сцепления ведущих колес автомобиля с дорогой определяются по формуле:

F_сц = m_к × g × j , [Н]

m_к = 5815 [кг] - масса автомобиля, приходящаяся на заднюю ось.

Сила сцепления при ведущей задней оси:

F_сц, Н	Коэффициент сцепления
45636,12	0,8
34227,09	0,6
22818,06	0,4
11409,03	0,2

График тягового баланса (Приложение) строим на основе данных, таблиц 4 и 5. На графике отмечаем два значения максимальных скоростей движения автомобиля V_a_max_. на дороге с асфальтобетонным покрытием для двух высших передач.

Таблица 5. Рассчитанные значения сил сопротивления движению заносим в таблицу 5.

V_а, [км/ч]	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130
f₁	0,018	0,01809	0,01836	0,01881	0,01944	0,02025	0,02124	0,02241	0,02376	0,02529	0,027	0,02889	0,03096	0,0332
F_f1, [H]	1386,1	1393,08	1413,87	1448,53	1497,04	1559,42	1635,66	1725,76	1829,72	1947,54	2079,23	2224,77	2384,18	2557,4
f₂	0,03	0,03015	0,0306	0,03135	0,0324	0,03375	0,0354	0,03735	0,0396	0,04215	0,045	0,04815	0,0516	0,0553
F_f2, [H]	2310,2	2321,80	2356,46	2414,21	2495,07	2599,03	2726,10	2876,26	3049,53	3245,90	3465,38	3707,95	3973,63	4262,4
F_w, [H]	0	20,3646	81,4584	183,281	325,833	509,115	733,126	997,866	1303,33	1649,53	2036,46	2464,11	2932,50	3441,6
F_w+F_f1, [H]	1386,1	1413,44	1495,33	1631,81	1822,87	2068,53	2368,78	2723,62	3133,05	3597,07	4115,69	4688,89	5316,68	5999,0
F_w+F_f2, [H]	2310,2	2342,17	2437,91	2597,48	2820,9	3108,15	3459,22	3874,1	4352,87	4895,44	5501,84	6172,07	6906,14	7704

3. Динамический фактор автомобиля

Динамический фактор автомобиля представляет собой совокупность динамических характеристик, номограммы нагрузок автомобиля и графика контроля буксования его колес. Динамический фактор автомобиля дает представление о динамических свойствах автомобиля при заданных дорожных условиях и нагрузке автомобиля.

Динамическая характеристика - это зависимость динамического фактора автомобиля с полной нагрузкой от скорости его движения D_i = f(V_a). Графики динамического фактора строят для тех же условий движения, что и графики тягового баланса, т.е. для каждой передачи i. Динамическим фактором D автомобиля называется отношение разности силы тяги и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля:

На графике динамической характеристики показываем также зависимость суммарного коэффициента сопротивления дороги y = f(V_a), который в случае разгона автомобиля на ровной, горизонтальной поверхности дороги численно равен коэффициенту сопротивления качению:

y = f + tga, где a - угол подъема дороги.

Суммарный коэффициент сопротивления дороги в нашем случае равен коэффициенту сопротивления качения.

Полученные при расчетах динамического фактора автомобиля данные заносим в таблицу 6.

Таблица 6. Значения параметров динамического фактора автомобиля на 1,2,3,4-ой передачах

пер-чи	n_е, об/мин	500	800	1100	1400	1700	2000	2300	2600	2900	3200	3500	3800
1	V_а, км/ч	2,256	3,609	4,962	6,316	7,669	9,023	10,376	11,729	13,083	14,436	15,790	17,143
	F_w, H	1,036	2,653	5,015	8,123	11,978	16,578	21,925	28,017	34,856	42,440	50,771	59,847
	D_i	0,252	0,264	0,273	0,277	0,278	0,275	0,267	0,256	0,241	0,222	0,199	0,172
2	V_a, км/ч	4,781	7,650	10,519	13,388	16,257	19,126	21,994	24,863	27,732	30,601	33,470	36,339
	F_w, H	4,656	11,919	22,534	36,501	53,820	74,491	98,514	125,89	156,61	190,69	228,12	268,91
	D_i	0,119	0,125	0,128	0,130	0,130	0,129	0,125	0,119	0,112	0,103	0,091	0,078
3	V_a, км/ч	8,640	13,824	19,008	24,192	29,376	34,560	39,744	44,928	50,112	55,296	60,480	65,664
	F_w, H	15,202	38,918	73,579	119,18	175,73	243,23	321,68	411,07	511,40	622,68	744,91	878,08
	D_i	0,066	0,069	0,070	0,071	0,070	0,069	0,066	0,062	0,056	0,050	0,042	0,034
4	V_a, км/ч	14,774	23,639	32,504	41,369	50,233	59,098	67,963	76,827	85,692	94,557	103,42	112,28
	F_w, Н	44,453	113,8	215,15	348,51	513,87	711,2	940,6	1202	1495,4	1820,8	2178,2	2567,6
	D_i	0,039	0,041	0,041	0,040	0,038	0,034	0,030	0,025	0,019	0,012	0,003	-0,006

Таблица 7. Значение коэффициентов суммарного сопротивления движению автомобиля

V_a, км/ч	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130
ψ₁	0,018	0,018	0,018	0,019	0,019	0,020	0,021	0,022	0,024	0,025	0,027	0,029	0,031	0,033
ψ₂	0,030	0,030	0,031	0,031	0,032	0,034	0,035	0,037	0,040	0,042	0,045	0,048	0,052	0,055

С изменением веса автомобиля динамический фактор изменяется, чтобы не пересчитывать при каждом изменении нагрузки автомобиля величину динамического фактора, динамическую характеристику дополняют номограммой нагрузок. Для этого мы должны на графике добавить еще одну шкалу D₀ динамического фактора для автомобиля в снаряженном состоянии.