Тяговый баланс автомобиля

При движении автомобиля тяговая сила на ведущих колесах и каждый данный момент равна сумме внешних сил сопротивления, т. е. силе сопротивления качению, силе сопротивления воздуха, силе сопротивления подъему и силе сопротивления разгону.

Максимальная тяговая сила достигается на первой передаче. На каждой из передач тяговая сила имеет максимальное значение при определенной скорости, снижаясь далее с повышением скорости движения.

Такой характер изменения тяговой силы определяется характером изменения крутящего момента Ме двигателя в зависимости от скорости вращения коленчатого вала.

Если на рис. 139 провести кривую, соответствующую силе сопротивления качению, от нее отложить значения силы сопротивления воздуха и провести кривую сумму этих сил, то получим график тягового баланса автомобиля.

Этот график показывает, что, например, при скорости υ1, отрезок аб равен силе Рƒ сопротивления качению, отрезок бв—силе Рw сопротивления воздуха, следовательно, отрезок ав равен сумме сил Рƒ и Pw.

Рис.139. График тягового баланса автомобиля ЗИЛ-130: I-V-кривые тяговой силы на первой, второй, третьей, четвёртой и пятой передачах коробки передач

Так как кривая суммы сил сопротивления движению в точке в пересекает кривую тяговой силы Рk, на V передаче, то в этой точке тяговая сила полностью затрачивается на преодоление сил сопротивления качению и сопротивления воздуха, т. е. автомобиль движется равномерно с максимальной возможной скоростью при заданных дорожных условиях (заданном коэффициенте сопротивления качению).

При скорости υ2 отрезок ав тоже равен сумме сил Pƒ и Рw, но в данном случае тяговая сила Рk больше указанной суммы сил. Отрезок вг представляет собой запас Рз тяговой силы, который может быть использован на ускорение движения автомобиля, преодоление подъёма и буксирование прицепа.

Таким образом, график тягового баланса автомобиля может быть использован для решения практических задач, т. е. для определения максимальной скорости движения автомобиля, максимального угла подъема дороги, веса буксируемого прицепа и ускорения автомобиля при разгоне.

При заданной скорости по графику ( см. рис. 139 ) определяем запас тяговой силы, который равен 240 кГ. Приближенно можно принять, что этот запас тяговой силы затрачивается на преодоление сопротивления движению прицепа.

Рз = 0,06·Gп =240 кГ, где Gп — полный вес прицепа.

2. Определим при той же скорости (35 км/ч) максимальную величину подъема, преодолеваемого автомобилем на пятой передаче.

Выше было указано, что сила сопротивления подъему равна произведению веса автомобиля на уклон i дороги. Тогда, приравнивая запас тяговой силы силе сопротивления подъему, получим

Рз = 240 = Gа, i, где Gа — полный вес автомобиля.

Источник

Тяговый баланс автомобиля

Кинематическая схема КПП и ГП.

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

, [Н]

КПД трансмиссии автомобиля определяется на основании потерь мощности на трение:

h_тр = 0,98 К ×0,97 L × 0,99 M

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

Передаточное число трансмиссии автомобиля определяется как произведение:

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

r_к = 1,04 × 0,465 = 0,4836 [м]

, [км/ ч]

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:

, [Н]

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

Коэффициент сопротивления качению колеса автомобиля рассчитываем для двух типов дорог с асфальтобетонным покрытием и для грунтовой дороги.

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

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

, [Н]

К_в – коэффициент обтекаемости формы автомобиля;

S_x–площадь проекции автомобиля на плоскость перпендикулярную продольной оси, [м 2 ].

При известном значении безразмерного коэффициента аэродинамического сопротивления С_х = 0,91 можно легко определить значение коэффициента обтекаемости К_в по выражению, предложенному академиком Е.А. Чудаковым:

К_в = 0,5 × 0,91 × 1,225 = 0,557375 [кг/м 3 ]

Для нахождения площади Миделя автомобиля S_x воспользуемся выражением:

Ва = 1,630 [м] – колея передних колес

S_x =1,630 × 2,905 = 4,73515 [м 2 ]

На графике тягового баланса должны быть нанесены линии, показывающие предельные величины сил сцепления ведущих колес, полностью загруженного автомобиля с дорогой, при следующих значениях коэффициента сцепления:

Значения предельных сил сцепления ведущих колес автомобиля с дорогой определяются по формуле:

Сила сцепления при ведущей задней оси:

График тягового баланса (Приложение) строим на основе данных, таблиц 4 и 5. На графике отмечаем два значения максимальных скоростей движения автомобиля V_{a max.} на дороге с асфальтобетонным покрытием для двух высших передач.

Таблица 5. Рассчитанные значения сил сопротивления движению заносим в таблицу 5.

Источник