Кинематический расчёт автомобиля

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ ВАЗ 2101

Передаточное число трансмиссии на j – ой передаче определяется выражением

i_j = i_КПj· i_ГПj,

i_ГП=4,3,

i_КП1=3,75; i_КП2=2,30; i_КП3=1,49; i_КП4=1,00.

i₁=3,75·4,3=16,125,

где i_КПj- передаточное число коробки передач на j – ой передаче;

i_ГПj- передаточное число главной передачи.

Угловая скорость вращения ведущих колес на j – ой передаче определяется как отношение, рад/с

,

где

- угловая скорость вращения вала двигателя, рад/с.

Угловая скорость вала двигателя определяется выражением, рад/с

,

где n – частота вращения вала двигателя, соответствующая номинальной мощности, об/мин.

n=5600 об/мин.

Скорость движения машины на j – ой передаче, м/с

V_j = ω_kj·r_k ,

V₁=36,35·0,226=8,22м/с,

где r_k – радиус качения ведущего колеса, м.

Радиус качения ведущих колес тороидных шин автомобиля определяется по формуле, м

,

r_k=0,3302/2+0,87·0,07=0,1651+0,0609=0,226м,

где d,в – диаметр обода колеса (посадочный диаметр шины) и ширина профиля шины, которые приведены в ГОСТ 17393-82, м;

d=0,3302м; в=0,07м.

– коэффициент деформации шины, зависящий от давления воздуха в шине и нагрузки на шину.

Для шин легковых автомобилей

= 0,87.

Крутящий момент на ведущих колесах на j – ой передаче

М_кj = M_дв · i_j ·η_j ,

М_к1=51,7·10³·16,125·0,9506=792,5 кН·м,

где M_дв – крутящий момент двигателя, кН · м;

η_j – КПД трансмиссии, учитывающий потери на трение в зубчатых передачах на j – ой передаче.

Крутящий момент двигателя определяется выражением, кН · м

,

М_дв=51,7·10³/586,13=88,2 Н·м,

где N_дв– номинальная мощность двигателя, кВт.

N_дв=47 кВт=+10%=47·1,1=51,7 кВт.

КПД трансмиссии зависит от числа пар шестерен, передающих крутящий момент на j – ой передаче. В общем случае

,

,

где η_ц – КПД цилиндрической пары шестерен;

η_k – КПД конической пары шестерен;

mиn – число цилиндрических и конических пар шестерен соответственно, передающих крутящий момент.

В расчетах принимают η_ц = 0,98 и η_k = 0,97.

Касательная сила тяги на ведущих колесах по двигателю на j – ой передаче определяется выражением, кН

,

Р_к1=792,5/0,226=3506,6 кН.

Касательная сила тяги на ведущих колесах по сцеплению вычисляется по формуле, кН

P_kφ = φ · G,

где G – суммарная вертикальная нагрузка на ведущие колеса автомобиля, кН;

G=m·g=740·9,8=7,25 кН;

j – коэффициент сцепления колес с опорной поверхностью.

Суммарная сила сопротивления качению, кН

P_f = f · G,

где f – коэффициент сопротивления качению колес по опорной поверхности.

Величины коэффициентов сопротивления движению и сцепления являются справочными данными и определяются в зависимости от качества и состояния дорожного покрытия или грунта; примерные их значения приведены в табл. 4.1. Результаты расчетов приведены в табл. 4.2.

Табл. 4.1. Справочные данные

Характер дорожного покрытия или грунта	Колесная машина		Гусеничная машина
	f	φ	f	φ
Грунтовая укатанная дорога: сухая	0,02…0,04	0,5…0,6	0,05…0,06	0,9…1,0
после дождя	0,04…0,08	0,3…0,5	0,06…0,08	0,5…0,6
Целина, плотная залежь	0,05…0,06	0,7…0,9	0,06…0,08	1,0…1,1
Скошенный луг	0,06…0,08	0,6…0,8	0,06…0,07	0,8…1,1
Стерня колосовых	0,08…0,10	0,6…0,7	0,07…0,09	0,7…0,9
Поле подготовленное под посев	0,14…0,18	0,4…0,6	0,09…0,12	0,6…0,7
Укатанная снежная дорога	0,03…0,04	0,3…0,4	0,06…0,08	0,5…0,8
Асфальто-бетонноеполотно	0,02…0,04	0,7…0,8	0,03…0,04	0,65

Табл. 4.2. Расчетные параметры

Номер j – ой передачи	1	2	3	4
iКП j	3,75	2,30	1,49	1,00
ij	16,125	9,89	6,407	4,3
ωkj , рад/с	36,35	59,26	91,48	136,31
Vj , м/с	8,22	13,4	20,67	30,8
Vj , км/ч	29,6	48	74,4	111
Мkj ,кНм	792,5	486,1	314,9	211,3
Рkj, кН	3506,6	2150,9	1393,4	935