Проектирование грузового автомобиля (стр. 3 из 8)

ω_N = 314 рад/с;

ω_М = 157 рад/с;

1.2.4 Максимальная мощность двигателя по условию обеспечения заданного максимального значения динамического фактора на высшей передаче

Значение мощности

для дизелей определяется с помощью формулы С. Р. Лейдермана:

1.2.5 Окончательный выбор максимальной мощности двигателя.

Окончательно максимальная мощность двигателя выбираем как наибольшее значение из двух рассчитанных по описанной выше методике мощностей:

.

1.3 Расчет передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи

рассчитывается из условия обеспечения заданной скорости автомобиля по выражению:

где

– угловая скорость коленчатого вала двигателя, соответствующая

максимальной скорости движения автомобиля, рад/с;

– радиус качения колеса, м;

– заданная максимальная скорость движения автомобиля, м/с;

– передаточное число коробки передач.

Для прямой передачи в коробке передач

. [2]

– передаточное число дополнительной коробки передач.

1.4 Расчет передаточных чисел коробки передач

Передаточное число первой передачи

рассчитывается из условия преодоления заданного (для первой передачи) максимального сопротивления дороги, характеризующегося суммарным коэффициентом сопротивления дороги , по формуле:

,

где

– полный вес автомобиля, Н.

– максимальный крутящий момент двигателя, Н·м.

– КПД трансмиссии.

Значение максимального крутящего момента определяется из формулы:

где

– мощность двигателя при максимальном крутящем моменте, кВт.

– скорость вращения коленчатого вала двигателя при , рад/с.

Окончательная мощность двигателя

выбираем из условия обеспечения заданного максимального значения динамического фактора и .

= 48,796 кВт.

Рассчитанное значение

должно быть проверено по условию возможности реализации максимальной силы тяги по сцеплению колес с дорогой:

,

где

– максимальная сила тяги на первой передаче, Н;

– максимальная сила тяги, которая может быть реализована по

условиям сцепления колес с дорогой, Н.

Значение передаточного числа первой передачи по условиям сцепления колес с дорогой должно удовлетворять неравенству:

Условие по сцеплению колес с дорогой выполнено.

Максимальная сила тяги по сцеплению определяется по формуле:

,

где

– сцепной вес автомобиля (вес, приходящийся на ведущие колеса), Н.

φ – коэффициент сцепления колес с дорогой (φ = 0,8). [2]

Для автомобиля с задними ведущими колесами:

,

где

– вес, приходящийся на задние колеса, Н;

– коэффициенты перераспределения нагрузки на задние колеса при функционировании автомобиля на подъеме.

Значение коэффициента

находится по выражению:

,

где

– база автомобиля, м;

– высота центра масс автомобиля, м;

– коэффициент сцепления колес с дорогой.

– максимальный угол подъема, преодолеваемый проектируемым автомобилем.

Значения

и принимаются по прототипу: L = 3,800 м; =0, 85 м.

Максимальный преодолеваемый автомобилем угол подъема α находится по формуле:

где f – коэффициент сопротивления качению.

Принимается f = 0,015. [2]

Передаточные числа промежуточных передач рассчитываются из тех соображений, что общий ряд передаточных чисел коробки передач должен представлять собой геометрическую прогрессию. Тогда расчёт ведётся по формуле:

где U₁ – передаточное число первой передачи;

n – число ступеней переднего хода, включая прямую передачу (для трёхвальной коробки передач);

s – номер ступени, для которой рассчитывается передаточное число.

Передаточное число второй передачи:

Передаточное число третьей передачи:

Передаточное число четвертой передачи:

Передаточное число пятой передачи:

1.5 Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Под внешней скоростной характеристикой двигателя обычно понимают зависимость показателей его работы от угловой скорости выходного (коленчатого) вала при полной подаче топлива в дизелях или полном открытии дросселя в карбюраторных двигателях.

Для построения внешней скоростной характеристики может быть использована формула С.Р. Лейдермана:

Интервал скоростей движения на высшей передаче от

до разбивается на 7 промежутков, которые включают в себя:

ω_{е min} – минимальная устойчивая скорость вращения коленчатого вала (ω_{е min}=80 рад/с);

ω_М – скорость вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте двигателя;

ω_N – скорость вращения коленчатого вала при максимальной мощности двигателя.

По рассчитанным значениям мощности в каждой точке характеристики определяется крутящий момент двигателя: