Тяговый расчет автобуса ЛАЗ – 695Н «Львов»

- минимальному удельному расходу топлива ng ,   [об/мин].

При наличии на двигателе ограничителя или регулятора частоты вращения коленчатого вала, графики внешней скоростной характеристики: строят с учетом их работы. Для построения линий, иллюстрирующих работу ограничителя (регулятора) – следует учитывать, что он срабатывает не мгновенно, а линейно, до увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя на 5% от ее номинального значения nN .

В дальнейшем, регуляторная ветвь изображается также на графиках тягового и мощностного балансов, графиках динамического фактора и ускорений.

Рис 1 Внешняя скоростная харакеристика

2. Тяговый баланс автомобиля

Тяговый баланс автомобиля - это совокупность графиков зависимостей силы тяги на ведущих колесах Fк,  [Н]  (на различных передачах), а также суммы сил сопротивления качению Ff, [Н] и воздуха Fw, [Н], от скорости движения автомобиля Va, [км/ ч].

Графики сил тяги на колесах автомобиля - Fк i = f (Va) строят для всех ступеней - i в основной коробке передач. Для автомобилей, имеющих раздаточную коробку, строят  также дополнительный график для случая одновременного включения первой передачи (i = 1) в основной коробке передач и низшей - в раздаточной. При наличии делителя, кривые Fк i строят для всех возможных передаточных чисел в КПП, раздаточной коробке и делителе.

Расчет сил тяги на колесах для каждой передачи – Fк i произведем по формуле:

,   [Н]         (2.1)                                                   

где: ТР - коэффициент полезного действия трансмиссии;

UТР - передаточное число трансмиссии;

rк - радиус качения колеса,  [м].

Передаточное число трансмиссии автомобиля определим как произведение:

                          UТР = UКПП  UРК  UГП              (2.2)                           

где : UКПП - передаточное число коробки перемены передач;

UРК - передаточное число раздаточной коробки или делителя;

UГП - передаточное число главной передачи.

              При расчетах радиусов качения колес, в качестве исходных данных, используют статический радиус - rстат,. При этом следует учитывать, что радиус качения rк обычно несколько больше статического и определяется индивидуально для диагональных и радиальных шин.

Радиус качения колеса с диагональной шиной: rк = 1,02  rстат,  [м];

Радиус качения колеса с радиальной шиной:     rк = 1,04  rстат,  [м].

КПД  трансмиссии автомобиля определяется на основании потерь мощности на трение:

,                                     (2.3)

Часть мощности при этом затрачивается на преодоление сил трения в зацеплениях зубчатых шестерен коробки передач, главных передачах ведущих мостов, в карданных шарнирах и шлицах,  подшипниках и сальниках, расходуется на взбалтывание масла и на его разбрызгивание. Поэтому мощность Nк - подводимая к ведущим колесам автомобиля, меньше мощности развиваемой двигателем - Ne’ на величину вышеперечисленных потерь - NТP.  Таким образом, величина NТP - учитывает два вида потерь мощности: потери, вызванные наличием трения в зубчатых зацеплениях, шарнирах, подшипниках, а также гидравлические потери. Причем, потери мощности на преодоление трения в зубчатых зацеплениях, шарнирах и подшипниках пропорциональны моменту, передаваемому трансмиссией.

Для упрощения расчетов определим КПД трансмиссии с учетом потерь на трение:

тр = 0,98К 0,97L 0,99M                                                  (2.4)

где:  K - число пар цилиндрических шестерен в трансмиссии автомобиля, через которые передается крутящий момент на i-той передаче;

L - число пар конических или гипоидных шестерен;

M - число карданных шарниров.

                            Следует помнить, что КПД трансмиссии - тр следует определять для каждой i - той передачи коробки перемены передач, а также раздаточной коробки или делителя.

Таблица 3

Определение КПД трансмиссии

Расчеты зависимостей силы тяги на колесах автомобиля, от его скорости Fк i = f(Va),  выполняют с использованием выражения (2.1). Рассчитаем скорость движения автомобиля на всех передачах по формуле:

,     [км/ ч]                                                                                    (2.5)

Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля, рассчитанные для каждой передачи заносем в таблицу 5 .

Таблица 4

Определение радиуса качения колеса

Таблица 5

Определение силы тяги на ведущих колесах по передачам

Далее определяют силы сопротивления качению колес автомобиля по дорожному покрытию используя выражение:

  ,   [Н]                                         (2.6)

где:   ma - для условий данной курсовой работы, это масса полностью загруженного автомобиля,  [кг] (выбирается в соответствии с выданным заданием из таблицы 8.4);

g  = 9,81 -  ускорение свободного падения, [м/с2];

f  -  коэффициент сопротивления качению автомобильного колеса.

Величина коэффициента сопротивления качению колеса – f, зависит от скорости автомобиля. Для его определения используют выражение, предложенное Б.С. Фалькевичем:

  ,                                                                                  (2.7)

где: f 0 = 0,018- коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону;

      f 0 = 0,03 - коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге.

Для расчета действующей на автомобиль силы сопротивления воздуха воспользуемся выражением вида:

  ,   [Н]                                  (2.8)

где: Кв – коэффициент обтекаемости формы автомобиля,

Sx - площадь Миделя - площадь проекции автомобиля на плоскость перпендикулярную продольной оси,  [м2].                                         

При известном значении безразмерного коэффициента аэродинамического сопротивления Сх можно легко определить значение коэффициента обтекаемости Кв по выражению, предложенному академиком Е.А. Чудаковым:

Кв = 0,5  Сх   в,   [кг/м3]                                     (2.9)

где:  в = 1,225 , [кг/м3] – плотность воздуха.

              Для нахождения площади Миделя автомобиля Sx воспользуемся выражениями:

-для автобусов                          -  Sx = Ва  Н,            [м2];

где: Ва и Н - соответственно наибольшие ширина и высота автомобиля,  [м];

В - колея передних колес автомобиля, [м] (выбирается в соответствии с выданным заданием из таблицы 8.4).

Графики суммарных сил сопротивления движению, строят для случаев разгона автомобиля с полной нагрузкой для 2-х типов дорог.

Рассчитанные значения сил сопротивления движению занесем в таблицу 7.

Таблица 6

        Определение площади Миделя  автомобиля

Таблица 7

Определение суммарной силы сопротивления движению