Тяговый и мощностной баланс автомобиля

 

Определение весовых параметров автомобиля

 

Определение полного веса автомобиля

 

Полный вес автомобиля определяется по следующим формулам:

 

для грузовых автомобилей:

, Н; (1.1)

для легковых автомобилей:

, Н; (1.2)

для автобусов городского типа:

, Н; (1.3)

для автобусов междугороднего типа:

, Н, (1.4)

где m_о - масса снаряженного автомобиля, кг;

m_п - масса пассажира (m_п = 75 кг);

m_г - масса груза (грузоподъемность по заданию), кг;

m_б - масса багажа (масса багажа для грузовых автомобилей и автобусов

городского типа принимают равной 5 кг, легковых автомобилей 10 кг,

автобусов междугородного типа 15 кг);

z - число мест для пассажиров (по заданию);

g - ускорение свободного падения, м/с².

Массу снаряженного автомобиля можно определить по следующим формулам:

для грузового автомобиля:

, кг; (1.5)

для легкового автомобилей и автобусов:

, кг, (1.6)

где К_Г - коэффициент грузоподъемности;

К_М - коэффициент использования массы.

Коэффициент грузоподъемности К_Г можно определить, используя данные Д. П. Великанова (см. приложение А, таблица А1).

Коэффициент использования массы К_М для автобусов определяется по таблице А2 (см. приложение А), для легковых автомобилей по таблице А3 (см. приложение А).

При определении снаряжённой массы автомобиля следует иметь в виду, что масса переднеприводных автомобилей и заднеприводных с задним расположением двигателя на 6…10 % меньше, чем заднеприводных с передним расположением двигателя.

При проектировании автомобиля стремятся уменьшить его массу, не снижая прочности, долговечности и безопасности, учитывая условия эксплуатации.

При выборе коэффициента использования массы необходимо помнить, что масса автомобиля в значительной степени влияет на топливную экономичность и разгонные качества автомобиля.

 

Распределение веса по осям автомобиля

 

Распределение веса по осям определяется по прототипу или приближенно для полностью груженого автомобиля по эмпирическим зависимостям:

для грузовых автомобилей и автобусов:

; ;

для заднеприводных легковых автомобилей:

;

для переднеприводных легковых автомобилей:

,

где G₁ и G₂ - вес автомобиля, приходящийся на переднюю и заднюю ось

соответственно.

Распределение веса по осям автомобиля необходимо знать для подбора шин и определения по их типу и размерам статического и динамического радиусов колеса, а также для определения максимально возможной силы тяги по сцеплению, выбора низшего передаточного числа трансмиссий (первой ступени коробки передач)

Выбор шин

 

Выбор шин во многом определяется типом автомобиля, дорожными, нагрузочными и скоростными условиями его эксплуатации. Для скоростных автомобилей целесообразно принимать шины с мелким рисунком протектора и относительно малыми радиусом и весом. Это позволит уменьшить потери на качение, снизить шумность, уменьшить величину неподрессоренных масс и снизить толчки и удары последних на подрессоренные массы. Указанные свойства больше всего проявляются на твердых дорогах. На влажных грунтовых дорогах с целью обеспечения лучшей проходимости для указанных автомобилей целесообразно применить шины с более крупным универсальным рисунком протектора.

Для автомобилей повышенной проходимости применяют шины большого диаметра с крупным самоочищающимся рисунком протектора. Это повышает проходимость в плохих дорожных условиях, однако приводит к ухудшению топливной экономичности, повышению шумности и вибрации.

Во всех случаях стремятся применить шины, обеспечивающие наименьшее сопротивление качению для данного автомобиля в типичных для него условиях эксплуатации.

Выбор шин осуществляется по наиболее нагруженному колесу. Для этого определяют нагрузку на колеса при полностью нагруженном автомобиле по формуле:

; ; (1.7)

где G₁ и G₂ – вес автомобиля, приходящийся соответственно на переднюю и

заднюю ось автомобиля, Н;

Z₁ и Z₂ – число шин на передней и задней осях соответственно;

g – ускорение свободного падения, м/с²

 

Число шин на задней оси для легковых автомобилей, особо малых автобусов (вместимостью до 10 человек) и грузовых малотоннажных автомобилей принимают равным Z₂ = 2.

По формуле (1.7) определяют нагрузку на одну шину передней и задней оси и выбирают из них наиболее нагруженную.

Пользуясь таблицами приложения краткого автомобильного справочника НИИАТ [5] или данными приложения А, по максимальной нагрузке подбирают шину. Выбор шин заключается в выборе радиуса колеса, рисунка протектора и максимальных нагрузок, учитывая при этом максимальную скорость движения и тип автомобиля.

В расчетно-пояснительной записке необходимо указать эти параметры с указанием маркировки шины, представив это в следующем виде:

Параметры колеса:

- маркировка шины;

- допускаемая нагрузка, кг;

- допускаемая максимальная скорость, км/ч;

- рисунок протектора;

- радиус колеса статический, r_ст, м.

При проведении тягово-динамических расчетов качения колеса r_к можно принимать равным статическому радиусу r_ст, т.е r_к» r_ст.

При малых проскальзываниях колеса это дает незначительную ошибку, приемлемую для инженерных расчетов.