Определение мощности двигателя автомобиля

1.1 Определение мощности двигателя автомобиля

В основу расчета кладется номинальная грузоподъемность автомобиля m_г в кг или автопоезда m_a.

Мощность двигателя N_v, необходимая для движения полностью груженого автомобиля со скоростью V_max в заданных дорожных условиях, характеризующих приведенным сопротивлением дороги ψ, определяется из зависимости:

,

где:m_o-собственная масса автомобиля, кг;P_w-сопротивление воздуха при движении с максимальной скоростью V_max;η_тр-КПД трансмиссии.

N_v=(0,04∙(9091+10000)∙9,81+2728,1)∙24/1000∙0,9408=260,7 кВт

Собственную массу автомобиля рассчитываем по следующей зависимости:

,

где:η_г-коэффициент грузоподъемности автомобиля. η_г=1,1m_г=10,0 т.

m_o=10000/1,1=9091 кг

Сопротивление воздуха зависит от плотности воздуха, коэффициента обтекаемости обводов и днища k_w ,площади лобовой поверхности автомобиля F и скоростного режима движения.

P_w=k_wρ_в FV²_max,

Где:ρ_в=1,293 кг/м³-плотность воздуха при температуре окружающей среды 15…25⁰С.

Коэффициент обтекаемости k_w=0.45…0,60;

P_w=0,55∙1,293∙6,66∙24²=2728,1 Н

Площадь лобовой поверхности подсчитаем по формуле:

F=BH ,

Где В-колея задних колес. В=1,85м.Н-высота автомобиля. Н=3,6м.

F=1.85∙3.6=6.66 м².

Вычислим КПД трансмисси по формуле:

η_тр=η_х∙η_гп ,

где: η_х=0,95…0,97-КПД двигателя на холостом ходу; η_гп=0,97…0,98-КПД главной передачи.

η_тр=0,96∙0,98=0,941

1.2 Выбор колесной формулы автомобиля и геометрических параметров колес

Количество и размеры колес (диаметр колеса d_к и масса, передаваемая на ось колеса) определяются исходя из грузоподъемности автомобиля.

При полностью груженом автомобиле 65…75%от общей массы машины m_а приходится на заднюю ось и 25…35% -на переднюю. Следовательно, коэффициенты нагрузки передних l_п и задних ведущих l_о колес составляют соответственно 0,25…0,35 и 0,65…0,75.

Автомобиль трехосный, тогда масса, приходящаяся на одно колесо задней тележки:

P_к=0.7∙m_г∙(1+1/η_г)/8

P_к=0.7∙10000∙(1+1/2)/8=1312,5 кг

Выбираем ширину профиля шин b_п=0,260 м и диаметр посадочного обода d_o=0,508 м.

Тогда расчетный радиус ведущих колес будет:

r_к=0,5d_o+0,85b_п ,

r_к=0,5∙0,508+0,85∙0,26=0,495 м

Определим распределение полной массы автомобиля, а также снаряженной массы через передний и задний мосты.

Распределение полной массы:

P_з=(m₀+m_г)·0,75=19091·0,75=14318,25 кг

P_п=(m₀+m_г)·0,25=19091·0,25=4772,75 кг

Распределение снаряженной массы:

P_з=(m₀+m_г·1,1) 0,75=20000·0,75=15000 кг

P_п=(m₀+m_г·1,1)·0,25=20000·0,25=5000 кг

1.3 Определение вместимости и геометрических параметров платформы

По грузоподъемности m_г выбираем вместимость платформы V_к в м³, из условия:

V_к=k_г∙m_г ,

k_г=0,6…0,75.

V_к=0,7∙10=7 м³

Подбираем внутренние размеры платформы автомобиля в м:b_к, h_к, l_к.

V_к=b_к∙h_к∙l_к

V_к=2,57∙0,5∙5,44=6,99 м³

Ширина платформы b_к=1,39∙В. В-колея автомобиля по задним колесам. b_к=1,39∙1,85=2,57 м.

Высота кузова: h_к=k_к∙m_г, примем коэффициент k_к=0,05 тогда h_к=0,05∙10=0,5 м.

Тогда длина платформы:

l_к=V_к/(b_к∙h_к) ,

l_к=7/(2,57∙0,5)=5,44 м

По внутренней длине l_к определим базу L (расстояние между осями передних колес и осью задней тележки):

L=k_L∙l_к ,

где: k_L=0,75…0,8.

L=5.44∙0.75=4.08 м.

1.4 Тормозные свойства автомобиля

Торможение – процесс создания и изменения искусственного сопротивления движению автомобиля с целью уменьшения его скорости или удержания неподвижным относительно дороги.

Тормозные свойства – совокупность свойств, определяющих максимальное замедление j_{т max} автомобиля при его движении на различных дорогах в тормозном режиме, предельные значения внешних сил, при действии которых заторможенный автомобиль надежно удерживается на месте или имеет необходимые минимальные установившиеся скорости при движении под уклон.

Тормозной режим – режим, при котором ко всем или нескольким колесам подводятся тормозные моменты.

Оценочными показателями эффективности рабочей и запасной тормозных систем является установившееся замедление j_{т уст} , соответствующее движению автомобиля при постоянном усилии воздействия на тормозную педаль, и минимальный тормозной путь S_{т min} – расстояние, проходимое автомобилем от момента нажатия на педаль до остановки.

Для автопоездов дополнительный оценочный показатель – время срабатывания тормозов t_ср – время от момента нажатия на тормозную педаль до достижения j_{т уст}.