Кинематическая схема автомобиля

Кинематическая схема автомобиля с приводом на передние колеса приведена на рис 2.

1 - двигатель (Д). Предназначен для преобразования тепловой энергии в механическую.

2 - сцепление. Для кратковременного разъединения двигателя от трансмиссии.

3 - коробка перемены передач (КПП). Для изменения крутящего момента (М), для разъединения Д от трансмиссии на длительный период и изменения направления движения автомобиля.

4 - главная передача. Изменение М по величине и направлению.

5 - дифференциал. Распределение М по полуосям.

6 - ведущие колёса.

7 - полуоси.

Трансмиссия - служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колёсам и для его изменения в соответствии с условиями движения, а также для отключения двигателя от ведущих колёс (рис. 3).

Крутящий момент на ведущих колёсах:

М_к = М_e • i_кп • i_гп • η_тр

Частота вращения ведущих колёс:

Мощность на ведущих колёсах:

Nк = Ne • η_тр,

где η_тр - КПД трансмиссии

i_кп - передаточное отношение коробки передач

i_гп - передаточное отношение главной передачи.

Целями тягового расчёта являются предварительный выбор тягово-скоростных свойств автомобиля с принятыми параметрами.

1. Выбор основных параметров автомобиля

1.1 Определение полной массы автомобиля и распределение ее по осям:

т_а = т₀ + т_гр + (q₀ + q_бг) N_сум ,кг,

где:

т₀ - масса снаряженного автомобиля (прототип);

т_гр - номинальная грузоподъемность автомобиля;

q₀ - расчетная масса пассажира;

q_бг - расчетная масса багажа;

Nсум - количество перевозимых пассажиров (суммарно) с учетом водителя;

Распределение массы по осям автомобиля:

т_а1 - масса приходящаяся на переднюю ось:

т_а1≈(46%)т_а

т_а2 - масса приходящаяся на заднюю ось:

т_а2 ≈( 54%) т_а

 

1.2 Расчет координат центра тяжести автомобиля:

- - расстояние от оси передней балки до центра тяжести автомобиля (см. Рис.4)

- расстояние от оси заднего моста до центра тяжести автомобиля;

h=0,25•B - высота центра тяжести (где B - высота автомобиля)

1.3 Выбор шин:

Определение осевой нагрузки, действующей на шину:

 

- нагрузка на шину переднего моста;

- нагрузка на шину заднего моста,

где:

i₁ - количество шин установленных на переднем мосту;

i₂ -количество шин установленных на заднем мосту;

i₁ = i₂ = 2

Маркировка шин:

175/70 R14 80 S

где:

175=В - ширина профиля, мм;

70=h - высота профиля мм, h = 0,7В

R - радиальный корд;

14 - посадочный диаметр d=14 дюймов;

80 - индекс грузоподъёмности;

Индекс грузоподъемности — принятое условное обозначение максимально допускаемой нагрузки на шину

индекс 75 — соответствует 387 кгс;

78—425;

80—450;

82—475;

84—500;

85—575;

88—560;

91—615;

92—630;

103—875.

S - индекс допустимой максимальной скорости движения = 180 км/ч.

Индекс скорости - принятое условное обозначение максимально допускаемой скорости в км/ч:

L—120;

Р—150;

Q—160

S—180.

 

Радиус качения колеса: ,

где Ɣ - коэффициент смятия шины = (0,92 - 0,94)

 

2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

Обычно внешнюю скоростную характеристику двигателя получают путём испытания двигателя на специальном стенде по стандартной методике. Внешнюю скоростную характеристику можно построить воспользовавшись формулой:

,

где N_еⁱ, ω_i - текущие значения мощности и угловой скорости,

ω =0,108n

N_max, ω_N - максимальные значения мощности двигателя и угловой скорости коленчатого вала при максимальной мощности (задаются), k, а, b, с - коэффициенты (табл.1)

Табл.1

Коэффициент	карбюраторный ДВС ДВС	Дизельный ДВС
а		0,87	0,6	0,7
b		1,13	1,4	1,3
с
ω/ωN		k
0,2	0,232	0,152	0,184	0,168
0,3	0,363	0,258	0,3	0,279
0,4	0,496	0,376	0,424	0,4
0,5	0,625	0,5	0,55	0,525
0,6	0,744	0,624	0,672	0,646
0,7	0,847	0,742	0,784	0,763
0,8	0,928	0,848	0,88	0,864
0,9	0,981	0,936	0,954	0,945
1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
1Д	0,98	-	—	-

 

где 1 - двигатель с неразделённой камерой сгорания 2 - двигатель с предварительной камерой сгорания 3 - двигатель с вихревой камерой сгорания.

Внешняя скоростная характеристика может быть задана таблично в относительных единицах:

Карбюраторные двигатели Табл.2

 

	ωmin						ωN	ωN	ωmax
n/nmах	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
Ne/Nmax	0,214	0,478	0,648	0,76	0,891	0,942	1,0	0,985	0,956

 

Дизельные двигатели Табл.3

 

n/nmах	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
Ne/Nmax	0,19	0,32	0,48	0,6	0,73	0,85	0,93	0,98	1,0

 

Порядок построения внешней скоростной характеристики:

В соответствии с заданием разность ω_N - ω_min делится на 10 интервалов и определяются текущие значения ω_min N_eⁱ. Затем определяются значения крутящего момента на коленчатом валу двигателя М_еⁱ.

Результаты расчётов заносятся в таблицу 4:

Табл.4