 |
Определение основных параметров и расчет машин
|
|
|
|
Теоретические сведения и расчетные формулы
В случае движения автомобиля на подъём сила тяги должна быть достаточной для преодоления возникающих сопротивлений движению. Расчет тягового баланса автомобиля:
(1.1)
где: 
- Сила тяги груженного автомобиля, Н;
– Сила сопротивления качению колес автомобиля на прямом горизонтальном участке пути (сопротивление качению по деформации шин и дороги, трение шин о покрытие), Н;
– Сила сопротивления движению на подъемах и уклонах, Н;
– Сила сопротивления воздуха, Н;
- Сила инерции, возникающая при разгоне автомобиля, Н.
Нами рассматривается случай равномерного движения автомобиля. Это позволяет исключить составляющую 
из уравнения (1.1). Так как автомобиль работает в разных условиях, где рабочие скорости в невелики (не более 60 км/ч), величиной 
также пренебрегаем, тогда:
.
Сила тяги автомобиля. Н:
(1.2)
где: N – эффективная мощность двигателя, кВт, которая приводится в технических характеристиках машин (таблица 1.1);
-скорость движения автомобиля. км/ч);
– КПД передачи между двигателем и ведущими колесами; для автомобиля, =0.85…0.95.
Таблица 1.1. Техническая характеристика внедорожника УАЗ-3162
| 1 | Колесная формула | 4x4 (постоянный задний привод с жестко поключаемым передним мостом) | ||
| 2 | Количество мест | 5 +4 (на откидных сиденьях в багажном отсеке) | ||
| 3 | Габаритные размеры, мм | 4568х2080х1910 | ||
| 4 | Дорожный просвет, мм | 210 | ||
| 5 | Глубина преодолеваемого брода, м | 0.5 | ||
| 6 | Максимальный подъём, град | 30 | ||
| 7 | Масса снаряженного а/м, кг | 2040 | ||
| 8 | Полная масса, кг | 2840 | ||
| 9 | Грузоподъёмность, кг | 800 | ||
| 10 | Максимальная скорость, км/ч | 150 | ||
| 11 | Расход топлива при 90 км/ч, л/100 км
| 13,4 | ||
| 12 | Двигатель | ЗМЗ 409.10–10 | ||
| 13 | топливо | бензин АИ-92 | ||
| 14 | объём, л | 2,7 | ||
| 15 | мощность, л.с. (кВТ), нетто по ГОСТ 14846 | 128 (94,1) при 4400 об. мин. | ||
| 16 | MAX крутящий момент, Н.м. (кгс. м.) нетто по ГОСТ-14846 | 217,6 (22) при 2500 об. мин | ||
| 17 | Коробка передач | механическая, 5-ступенчатая, синхронизированная | ||
| 18 | Раздаточная коробка | двухступенчатая, косозубая | ||
| 19 | Тормозная система | передние тормоза – дисковые, задние – барабанные | ||
| 20 | Шины | 225/75R16 |
Сила сопротивления качению колес автомобиля, Н:
, (1.3)
где G – масса автомобиля, кг;
Q – масса перевозимого груза, кг;
– коэффициент сопротивления качению, который учитывает сопротивление перекатыванию колеса по покрытию.
Сила сопротивления подъему груженного автомобиля. Н:
(1.4)
где 
– уклон дороги; 
- угол подъема дорожного движения покрытия.
При малых углах подъема после расшифровки т принятых допущений уравнение тягового баланса для груженного автомобиля:
(1.5)
Максимально возможный подъем при движении груженного автомобиля определяется при полном использовании мощности двигателя на всех скоростях и по условиям сцепления колес с дорожным покрытием.
Максимально возможный подъем при движении груженного автомобиля определяется при полном использовании мощности двигателя определяется по формуле:
. (1.6)
Сила тяги автомобиля реализуется, в том случае, если между колесами и покрытием дороги существует достаточное сцепление, в противном случае колеса автомобиля при полном использовании начнут буксовать. Сила тяги ограничивается силой сцепления ведущих колес с дорогой:
,
или
(1.7)
где 
– сила тяги по сцеплению;
– коэффициент сцепления;
- сцепной вес автомобиля (
– для автомобилей с ведущей осью; 
– для автомобилей повышенной проходимости.
Максимально возможный подъем для груженного;
|
|
|
(1.8).
Пример расчета:
Дано:
Модель автомобиля-внедорожника УАЗ-3162
Тип покрытия или грунта:
Масса перевозимого груза Q, кг: 800
30
50
80
Решение:
1. Запишем уравнение тягового баланса для груженного автомобиля.
где: 
- Сила тяги груженного автомобиля, Н;
– Сила сопротивления качению колес автомобиля на прямом горизонтальном участке пути (сопротивление качению по деформации шин и дороги, трение шин о покрытие), Н;
– Сила сопротивления движению на подъемах и уклонах, Н;
– Сила сопротивления воздуха, Н;
1. - Сила инерции, возникающая при разгоне автомобиля, Н.
Так же рассмотрим случай равномерного движения, и этим самым исключаем составляющую из вышеприведенного уравнения. Так же пренебрегаем величиной 
, тогда:
.
Сила тяги автомобиля. Н:
где: N – эффективная мощность двигателя, кВт, которая приводится в технических характеристиках машин (таблица 1.1 N =94.1 кВт при 4400 об/мин );
- скорость движения автомобиля. км/ч);
– КПД передачи между двигателем и ведущими колесами; для автомобиля, 
=0.85…0.95.
Сила сопротивления качению колес автомобиля, Н:
,
где G – масса автомобиля, кг; (по таблице G = 2840 кг);
Q – масса перевозимого груза, кг;
– коэффициент сопротивления качению, который учитывает сопротивление перекатыванию колеса по покрытию (по таблице 1.2 для сухого асфальтобенной дороги f=0.015) тогда:
Сила сопротивления подъему груженного автомобиля. Н:
где – уклон дороги; 
- угол подъема дорожного движения покрытия.
При малых углах подъема после расшифровки т принятых допущений уравнение тягового баланса для груженного автомобиля:
или
.
Найдем максимально возможный подъем движении груженного автомобиля на скоростях, указанных в исходных данных:
а) Максимально возможный подъем при движении руженного автомобиля определяется при полном использовании мощности двигателя определяется по формуле:
Решение:
1. Запишем уравнение тягового баланса для груженного автомобиля.
тогда
откуда
Сила тяги автомобиля 
реализуется, в том случае, если между колесами и покрытием дороги существует достаточное сцепление. Сила тяги ограничивается силой сцепления ведущих колес с дорогой:
|
|
|
,
или
где 
– сила тяги по сцеплению;
– коэффициент сцепления;
- сцепной вес автомобиля ( – для автомобилей с ведущей осью; 
– для автомобилей повышенной проходимости.
Максимально возможный подъем для груженного вычисляем по формуле (1.8):
.
тогда
откуда
.
|
|
|
