Тяговый расчет автомобиля ГАЗ 3307 (стр. 1 из 5)

Наиболее полные сведения о параметрах двигателя дает его внешняя скоростная характеристика. Она представляющая собой зависимость эффективной мощности – Ne, [кВт]; эффективного крутящего момента – Me, [Н×м]; удельного расхода топлива – ge , [г/кВт×ч]; часового расхода топлива – Gт, [кг/ч], от частоты вращения коленчатого вала ne, [об/мин], при установившемся режиме работы двигателя и максимальной подаче топлива.

Определение текущего значения эффективной мощности от частоты вращения коленчатого вала двигателя, производится по эмпирической зависимости, предложенной С.Р. Лейдерманом:

где Nе max=84,5 [кВт] - максимальная эффективная мощность двигателя;

ne - текущая частота вращения, [об/мин];

nN=3200 [об/мин] - частота вращения при максимальной мощности;

Определяем значения наименьшей устойчивой – nemin , и максимальной – nemax, частот вращения коленчатого вала двигателя.

Полученный диапазон частот вращения коленчатого вала разбиваем на двенадцать значений через интервал в 300 [об/мин].

Для каждого значения ne, с использованием уравнения Лейдермана, определяем значения эффективной мощности двигателя Ne.

Часть мощности двигателя затрачивается на привод вспомогательного оборудования (генератор, насос системы охлаждения двигателя, компрессор, насос гидроусилителя руля и др.), и лишь оставшаяся мощность Ne¢ - мощность нетто, используется для движения автомобиля.

Для расчета графика эффективного крутящего момента используем выражение вида:

Часть эффективного крутящего момента двигателя – Me затрачивается на привод навесного вспомогательного оборудования, и лишь оставшаяся его часть, так называемый крутящий момент нетто – Мe¢, используется для движения автомобиля. Для определения момента нетто воспользуемся выражением:

Для расчета удельного расхода топлива бензиновых двигателей используют эмпирическую зависимость вида:

gemin =313 [г / кВт×ч] – минимальный удельный расход топлива.

Для определения часового расхода топлива воспользуемся формулой:

Полученные при расчетах данные заносим в таблицу 1.

На основе результатов расчетов таблицы, строим графики внешней скоростной характеристики двигателя (Приложение). На графике внешней скоростной характеристики отмечаем:

Максимальная мощность нетто - Nе¢, [кВт];

Максимальный крутящий момент нетто - Mе¢, [Н×м];

Минимальный удельный расход топлива - gе min, [г / кВт×ч];

Частоты ne вращения коленчатого вала двигателя, соответствующие:

- максимальной мощности двигателя nN , [об/мин];

- максимальному крутящему моменту nM, [об/мин];

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

Таблица 1. Параметры внешней скоростной характеристики двигателя марки ЗМЗ-53

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 в автомобиля Va, [км/ ч]. Графики сил тяги на колесах автомобиля строим для всех ступеней коробки перемены передач.

Кинематическая схема КПП и ГП.

Расчет сил тяги на колесах для каждой передачи – Fki производится по формуле:

hТР - коэффициент полезного действия трансмиссии;

UТР - передаточное число трансмиссии;

rк - радиус качения колеса, [м].

КПД трансмиссии автомобиля определяется на основании потерь мощности на трение:

hтр = 0,98 К ×0,97 L × 0,99 M

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.

Для определения К,L,M необходимо использовать кинематическую схему автомобиля, данные заносим в таблицу 2.

Передаточное число трансмиссии автомобиля определяется как произведение:

UКПП - передаточное число коробки перемены передач;

UРК - передаточное число раздаточной коробки или делителя;

UГП - передаточное число главной передачи.

Для определения этих значений также воспользуемся кинематической схемой автомобиля, полученные значения занесем в таблицу 3.

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. На автомобиле ГАЗ -3307 установлены радиальные шины, поэтому радиус качения колеса рассчитываем по следующей формуле:

rк = 1,04 × 0,465 = 0,4836 [м]

При расчетах зависимостей силы тяги на колесах автомобиля крутящий момент двигателя нетто - Мé берем из таблицы 1. Также для построения графика нам необходимо рассчитать скорость движения автомобиля на каждой передачи в зависимости от оборотов двигателя.

Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля, рассчитанные для каждой передачи, заносим в таблицу 4.

Таблица 4. Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля на четырех передачах

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