147496 (Определение основных параметров автомобиля ЗИЛ-131), страница 2

Передаточное число первой передачи в КПП определяют из условия обеспечения движения при заданном максимальном дорожном сопротивлении.

, (16)

где ψmax - максимальный коэффициент дорожного сопротивления (ψmax = 0,23); Tmax - максимальный момент двигателя, Н•м (Tmax = 410 Н•м), ηтр – КПД трансмиссии (ηтр = 0,9).

.

Полученное по формуле (16) значение iк1 необходимо проверить по условию отсутствия буксования:

, (17)

где Gсц – вес, приходящийся на ведущие колеса, Н; φ – коэффициент сцепления (φ = 0,7).

, (18)

.

Условие отсутствия буксования (17) выполняется.

Передаточное число любой передачи КПП можно определить по формуле:

, (19)

где n – число передач, исключая заднюю (n = 5), k – номер передачи.

Передаточное число второй передачи КПП:

Передаточное число третьей передачи КПП:

Передаточное число четвертой передачи КПП:

Пятая передача – прямая, передаточное число iк5 = 1.

Передаточное число задней передачи КПП:

, (20)

.

Максимальная скорость автомобиля при соответствующей передаче:

, (21)

;

;

;

;

;

.

7. Определение рабочего объема двигателя

Рабочий объем двигателя Vh определяется из условия обеспечения требуемой мощности:

, (22)

где z – тактность двигателя (z = 4); Pmax – максимальная мощность двигателя, Вт (Pmax = 108,1 кВт); pep – среднее эффективное давление при максимальной мощности, Па (pep = 0,6 МПа); np – частота вращения коленвала при максимальной мощности, об/с (np = 50 об/с).

.

Диаметр цилиндра:

, (23)

где i – число цилиндров (i = 8).

.

8. Геометрические характеристики проходимости автомобиля

К геометрическим характеристикам проходимости машины относятся:

-дорожный просвет δ, мм;

-углы въезда αП и съезда βП, град;

-радиусы продольной Rпр и поперечной проходимости Rпоп , м.

Дорожный просвет δ характеризует возможность движения автомобиля без задевания сосредоточенных на дороге препятствий. По [1] принят минимальный дорожный просвет δ = 245 мм.

Т.к. данный автомобиль повышенной проходимости, дорожный просвет увеличиваем на 25...30%:

Углы въезда αП и съезда βП характеризуют проходимость автомобиля по неровностям в момент въезда на препятствие и съезда с него. По [1] приняты αП = βП = 40˚ для автомобиля повышенной проходимости.

Радиусы продольной Rпр и поперечной проходимости Rпоп определяют очертания препятствия, преодолеть которые автомобиль может, не задевая его. В соответствии с рисунком 5 и рисунком 6, выполненными в масштабе 1:50, приняты Rпр = 2200 мм, Rпоп = 1100 мм.

Рисунок 5 – Определение продольной проходимости

Рисунок 6 – Определение поперечной проходимости

9. Построение динамической характеристики автомобиля

Удельная свободная сила тяги, расходуемая на преодоление дорожных сопротивлений и разгон автомобиля, называются динамическими факторами. Он определяется на каждой передаче при работе с полной нагрузкой и выдвинутой рейкой топливного насоса.

Для каждой из передач, задаваясь последовательно значениями частоты вращения, определены соответствующие им значение скорости, м/с:

, (24)

где nei – текущая частота вращения коленвала, об/с; iтрi = передаточное число трансмиссии на соответствующей передаче;

, (25)

На первой передаче: iтр1 = 4 • 1 • 7,6 = 30,4;

На второй передаче: iтр2 = 2,83 • 1 • 7,6 = 21,5;

На третьей передаче: iтр3 = 2• 1 • 7,6 = 15,2;

На четвертой передаче: iтр4 = 1,41• 1 • 7,6 = 10,7;

На пятой передаче: iтр5 = 1• 1 • 7,6 = 7,6.

Сопротивления от ветровой нагрузки FВ , Н:

, (26)

где kB – аэродинамический коэффициент обтекаемости, Н•с2/м4 (kB = 0,6 Н•с2/м4), A - лобовая площадь автомобиля, м2 (A = 5,41 м2).

Динамический фактор:

, (27)

где ηтр – КПД трансмиссии (ηтр = 0,9);

Ga – вес автомобиля, Н (Ga = 83280 Н).

Значения, необходимые для построения динамической характеристики рассчитываются по формулам 24 - 27. Результаты приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Расчет динамической характеристики

Так как для порожнего автомобиля D0 = Ga • D / G0 , то масштаб ординаты нужно уменьшить в Ga / G0 = 2,58 раз.

Динамический фактор ограничивается по сцепления:

, (28)

где Fφ – сила тяги по сцеплению, Н.

Так как при движении в условиях, когда может наступить буксование скорость машины невелика, то сопротивлением ветрового напора можно пренебречь (FВ = 0), то формула (28) принимает вид:

, (29)

где φ – коэффициент сцепления (φ = 0,7).

.

Вывод: для заданных дорожных условий, буксования не наступит при движении на любой передаче.

Динамическая характеристика приведена на рисунке 7.

Рисунок 6 – Динамическая характеристика автомобиля

10. Построение графика ускорения автомобиля

Важнейшим динамическим свойством автомобиля является способность к быстрому разгону.

Из уравнения тягового баланса ускорение определяется:

, (30)

где β – коэффициент учета вращающихся масс; ψ – суммарный коэффициент дорожных сопротивлений (ψ = 0,025 [2]); D - динамический фактор.

, (31)

где a – коэффициент дорожных сопротивлений (a = 0,06)

Значения, необходимые для построения графика ускорений рассчитываются по формулам 30 - 31. Результаты приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Данные для построения графика ускорений

График ускорений автомобиля приведен на рисунке 8.