Проектирование грузового автомобиля (стр. 2 из 8)
Коэффициент полезного действия трансмиссии ηтр характеризует потери мощности при передаче ее от двигателя к колесам.
Схема трансмиссии представлена на рисунке 1.
Рис.1 Схема трансмиссии автомобиля
Для выбранной компоновочной схемы ориентировочное значение КПД можно определить по формуле [2]:
,где z, k, n – соответственно число цилиндрических и конических шестерен и
число карданных шарниров, передающих нагрузку при прямолинейном движении.
В конструкции применяются 2 карданных шарнира, и 1 коническая и 0 цилиндрических шестерен. Тогда:
.1.1.7 Лобовая площадь автомобиля
Значение лобовой площади автомобиля
, м2, автомобиля выбираем ориентируясь на прототип. Для ориентировочной оценки 
используем зависимость: 
,
Где
– наибольшая колея автомобиля-прототипа, м; 
–габаритная высота автомобиля-прототипа, м; 
- поправочный коэффициент. Поправочный коэффициент принимаем 
.1.1.8 Коэффициент сопротивления воздуха
Коэффициент сопротивления воздуха
, Н×с2/м4: 
, (12)где
– плотность воздуха (для нормальных условий 
≈ 1,22 кг/м3).
– коэффициент обтекаемости, безразмерная величина, зависящая, главным образом, от формы автомобиля (определяется экспериментально путем продувки автомобиля в аэродинамической трубе). Для современных грузовых автомобилей коэффициенты могут принимать значения: 0,75 ÷ 1,30. Для снижения коэффициента используются кабины с обтекаемой формой, накладные элементы, обтекатели, регулируемые щитки, облицовка шасси и установка фартука под передним бампером[2]. С учетом этого примем коэффициент обтекаемости = 0,75.Снижения аэродинамического сопротивления автомобиля можно добиться за счет [8]:
1 оптимизации формы передка для безотрывного обтекания потоком воздуха (дает уменьшение Cx около 8–10% от первоначального состояния);
2 установки спойлера передка, согласовав его с формой передней части автомобиля (снижает Cx на 11–16%);
3 оптимизации формы стойки ветрового стекла. Влияние стойки ветрового стекла на аэродинамическое сопротивление очень сильно зависит от положения и формы ветрового стекла, а также от формы передка. (Дает снижение Cx до 7%);
4 оптимизация формы крыши. Увеличение выпуклости крыши может привести к уменьшению Cx;
5 оптимизация задка автомобиля (позволяет снизить Cx до 15% за счет изменения угла наклона панели задка и оформления кромок в районе задней части автомобиля);
6 установка элементов пола (наблюдается уменьшение Cx до 9%);
7 установка спойлера задка (дополнительное снижение Cx до 7% от исходного состояния).
1.2 Расчет максимальной мощности двигателя
1.2.1 Мощность, необходимая для движения автомобиля с заданной максимальной скоростью
Расчет мощности, необходимой для движения автомобиля с заданной максимальной скоростью, Nυ ведется по уравнению мощностного баланса для данного режима движения:
,
где
- мощность двигателя на режиме максимальной скорости автомобиля, кВт; 
- полный вес автомобиля, Н;
- суммарный коэффициент сопротивления дороги на режиме максимальной скорости;
max - максимальная скорость автомобиля, м/c;Vamax =115 км/ч = 31,94 м/с.
- коэффициент сопротивления воздуха, Н∙с2/м4;
- лобовая площадь, м2;
- КПД трансмиссии.Величина суммарного коэффициента сопротивления дороги в режиме максимальной скорости ψυ выбирается из соображений, что максимальная скорость развивается автомобилем на горизонтальном участке дороги с усовершенствованным покрытием, находящимся в хорошем состоянии. Для этих условий значение суммарного коэффициента сопротивления дороги ψυ может быть принято равным значению коэффициента сопротивления качению на указанной дороге fV. Согласно экспериментальным данным для асфальтированного шоссе
fV = 0,012 – 0,018.
Принимаем fV = 0,015.
кВт.
1.2.2 Максимальная мощность двигателя по условию обеспечения максимальной скорости автомобиля
Максимальная мощность
определяется по формуле С.Р. Лейдермана, связывающей мощность в произвольной точке внешней скоростной характеристики 
с максимальной мощностью двигателя 
: 
,где
ωe – текущее значение угловой скорости вращения коленчатого вала, рад/с.
ωN – скорость вращения коленчатого вала на режиме максимальной
мощности, рад/с.
Из
,где
– скорость вращения коленчатого вала двигателя при 
.Следует заметить, что для определения по формуле (15) максимальной мощности двигателя нет необходимости знать абсолютные значения
и 
, которые в большой степени сами зависит от максимальной мощности двигателя. Поэтому целесообразно пользоваться их относительными величинами. Так, для дизелей 
= 1.Для расчета эмпирических коэффициентов a, b, c следует, ориентируясь на современные модели двигателей. Значения эмпирических коэффициентов a, b и c можно принять:
для дизелей со способом смесеобразования «непосредственный впрыск топлива»: a = 0,53; b= 1,56; c = 1,09 .
1.2.3 Расчет мощности двигателя, необходимой для обеспечения заданного значения максимального динамического фактора на высшей передаче
Мощность для режима максимального динамического фактора на высшей передаче ND ,кВт. рассчитывается по формуле:
,
где D0max – заданное максимальное значение динамического фактора на
высшей передаче;
VaD – скорость автомобиля в режиме максимального динамического
фактора на высшей передаче, м/с.
Для дизелей:
. (17)Скорость вращения коленчатого вала двигателя при максимальном крутящем моменте, 
и скорость при максимальной мощности
связаны соотношением 
, где 
– коэффициент приспособляемости двигателя по скорости. При использовании формулы С.Р. Лейдермана величина принимается для дизелей = 1,4.