Коэффициент перераспределения массы автомобиля на заднюю ось при разгоне

Коэффициент перераспределения массы автомобиля на заднюю ось при разгоне

7.5. Распределение массы между осями автомобиля

Масса автомобиля проявляется в виде нагрузки на оси. С осей на поверхность дороги должна передаваться движущая сила, и величина максимально передаваемой силы зависит от нагрузки на оси и коэффициента сцепления между шиной и поверхностью дороги. На сравнительно сухой дороге этот коэффициент составляет приблизительно 0,6, так что и максимальное тяговое усилие ведущей оси равно 60 % нагрузки на эту ось. Если масса распределена на обе оси равномерно, то максимальная сила тяги на горизонтальном шоссе составит 0,3 массы автомобиля; при большей силе, подводимой к колесам, начнется их пробуксовывание. Максимальная тяговая сила не зависит от мощности двигателя. Коэффициент сцепления приведен в табл. 4.

Таблица 4. Коэффициент сцепления между шиной и поверхностью дороги

( Примечание. Максимальный износ шины согласно правилам соответствует остаточной высоте протектора 1 мм.)

При движении на подъеме нагрузка на заднюю ось увеличивается и, наоборот, на спуске растет нагрузка на переднюю ось. При приводе или при торможении всех осей максимальная движущая и тормозная силы зависят от общей массы автомобиля.

Таким образом, масса автомобиля необходима для того, чтобы развить необходимую движущую силу или силу торможения. Это относится прежде всего к тягачам и тракторам. Тяговая сила трактора зависит от нагрузки на его ведущую ось и более сильный двигатель не увеличит ее. Поэтому иногда на колеса трактора или на площадку тягача устанавливают дополнительную нагрузку.

Выше уже было объяснено, что для экономичной эксплуатации автомобиля необходимо снизить его массу до минимума. Как же в таком случае обеспечить все необходимые качества автомобиля без увеличения его массы?

Обычно с легковыми автомобилями такие случаи не возникают, но этот пример очень наглядно показывает возникающие проблемы. Большая нагрузка на переднюю ось, когда она является ведущей, сильно отражается и на износе шин передних колес как при движении на подъеме с включенной первой передачей, так и в случае торможения при спуске. Износ шин передних колес в этих условиях обычно больше, чем задних. При задней ведущей оси и распределении массы по осям в соотношении 1 : 1 достигается равномерный износ шин передних и задних колес.

Существуют, однако, способы, позволяющие увеличить нагрузку на ту или иную ось без повышения общей массы автомобиля. В главе об аэродинамическом сопротивлении автомобиля были объяснены свойства спойлеров, с помощью которых можно увеличивать или снижать нагрузку на оси. Наиболее ярко это проявляется на больших скоростях автомобиля.

Нагрузку можно распределять на обе оси и, более того, изменять ее за счет изменения угла наклона спойлеров, аналогично рулям высоты у самолетов. Если говорить об увеличении нагрузки на оси при торможении, то увеличение аэродинамического сопротивления автомобиля при большем наклоне спойлера является полезным, так как возникающее аэродинамическое торможение облегчает нагрузку на тормоза колес и уменьшает нагревание шин при переносе тормозного усилия на поверхность дороги.

При ускорении автомобиля повышение аэродинамического сопротивления нежелательно. Поэтому нужно тщательно проанализировать, компенсируется ли увеличение аэродинамического сопротивления приростом движущей силы, возникающим благодаря увеличению прижатия колес к дороге. При разгоне автомобиля с места аэродинамическое воздействие в начальной фазе движения сравнительно невелико.

При движении по спрофилированному повороту (дороге с боковым уклоном) можно использовать центробежные силы для прижатия колес автомобиля к дорожному покрытию. Но и этот способ для легковых автомобилей не может быть использован, так как только на дорогах высших категорий повороты спрофилированы таким образом, что эффект центробежного прижатия автомобиля к дороге возникает лишь при скорости автомобиля не ниже 120 км/ч.

Не остается ничего иного, как примириться с тем положением, что экономичная эксплуатация автомобиля обусловливает его минимальную собственную массу и благоприятное соотношение полезной нагрузки и полной массы.

Источник

Тяговый расчет автомобиля

Расчет тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля. Определение полной массы автомобиля и распределение ее по осям. Расчет координат центра тяжести. Динамическая характеристика и определение времени разгона. Расчет основных параметров сцепления.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчет тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля

1.1 Определение полной массы автомобиля и распределение её по осям

1.2 Расчет координат центра тяжести автомобиля

1.4 Расчет скоростной характеристики двигателя

1.5 Определение передаточных чисел трансмиссии

1.5.1 Передаточное число главной передачи

1.5.2 Передаточные числа коробки передач

1.6 Расчет силового баланса автомобиля

1.7 Расчет мощностного баланса

1.8 Расчет динамического паспорта автомобиля

1.8.1 Динамическая характеристика автомобіля

1.8.2 Расчет номограммы нагрузок

1.8.3 Расчет графика контроля буксования

1.9 Определение ускорений, времени и пути разгона автомобиля

1.9.1 Определение ускорений

1.9.2 Определение времени разгона

1.9.3 Определение пути разгона автомобиля

1.10 Расчет топливной экономичности автомобиля

1.11 Сравнительная характеристика и анализ спроектированного автомобиля

2 Определение параметров сцепления

2.1 Параметры дисков

2.2 Диаметр вала сцепления

2.3 Удельная работа буксования

2.4 Расчет на нагрев

Тяговый расчет является необходимым элементом проектирования автомобиля. По результатам тягового расчета определяются основные динамические показатели автомобиля, дается оценка динамических качеств путем сравнения их с аналогичными показателями других существующих конструкций. В процессе выполнения тягового расчета определяются такие важные величины, как максимальная мощность двигателя, передаточные числа элементов трансмиссии.

1. Расчет тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля

1.1 Определение полной массы автомобиля и распределение её по осям

Полная масса автомобиля в соответствии с заданием равна m = 1660 кг

Распределение нагрузки по осям принимаем по 50%.

1.2 Расчет координат центра тяжести автомобиля

Расчет координат центра тяжести автомобиля производится по формулам:

а = m₂ Ч L/m = 830 Ч 2,552/1660 = 1,276 м

b = m₁ЧL/m = 830 Ч 2,552/1660 = 1,276 м

Высота центра тяжести над поверхностью дороги принимается для легковых автомобилей:

h = 0,25L = 0,25 Ч 2,552 = 0,638 м

Максимальная нагрузка m_ш на одну шину определяется из выражения:

где i₁ и i₂ соответственно количество шин, установленных на передней и задней осях.

Максимальная нагрузка на шину должна учитывать перераспределение массы автомобиля при интенсивном разгоне и экстренном торможении, которое учитывается коэффициентом перераспределения m_p.

Выбираем шины, которые рекомендует завод изготовитель: 175/70 R14

Выбрав размер и тип шины, определяют номинальный радиус колеса r_н, который в данном расчете принимают за радиус качения r, м:

где d и B соответственно диаметр обода и ширина профиля шины в дюймах.

1.4 Расчет скоростной характеристики двигателя

В случае, если максимальная мощность двигателя N_max известна по автомобилю-прототипу, внешнюю скоростную характеристику можно рассчитать по формуле Р.С. Лейдермана:

Максимальное число оборотов двигателя n_max принимается из следующих соотношений:

n_max = 1,1Ч 5250 = 5775 об/мин

Крутящий момент двигателя для принятых оборотов коленчатого вала определяется по формуле:

М_еmin = 9555,3Ч(16,93/1000) = 161,75 Нм

М_е1 = 9555,3Ч(36,25/2000) = 173,19 Нм

М_е2 = 9555,3Ч(54,78/3000) = 174,47 Нм

М_е3 = 9555,3Ч(64,69/4000) = 165,57 Нм

М_е4 = 9555,3Ч(74,41/5000) = 146,5 Нм

М_еN = 9555,3Ч(77,0/5250) = 140,14 Нм

М_еmax = 9555,3Ч(75,38/5775) = 124,73 Нм

Источник

Так как различие не большое, поэтому принимаем передаточные числа прототипа (КамАЗ-53212).

1.6. Определение основных показателей динамичности ТС

Все показатели динамичности выражаем в зависимости от скорости автомобиля:

Скорость автомобиля на первой передачи:

Аналогично рассчитываем все остальные передачи.

Тяговое усилие на ведущих колесах вычисляем по формуле:

Тяговое усилие на первой передачи:

Аналогично рассчитываем тяговые усилия на остальных передачах.

Динамический фактор рассчитываем по формуле:

Коэффициент учета вращающихся масс рассчитываем по формуле:

Коэффициент сопротивления качению fпринимаем равным 0,024, получаем:

1.7. Определение топливно-экономической характеристики ТС

Задаемся минимальным удельным расходом топлива g_{e min}=240 г/э*л.с.ч=240*1,36 г/э*кВт*ч и рассчитываем максимальный расход топлива.

Результаты всех остальных вычислений необходимых для построения графиков представлены в приложении, а графики представлены на листе А1 курсового проекта.

2.Расчет тормозного механизма на прочность и долговечность

2.1 Определение нагрузок на механизм для типовых случаев нагружения

Расстояние от центра тяжести до передней оси:

Расстояние от центра тяжести до задней оси:

где: -замедление при экстренном торможении (для грузовых автомобилей

Суммарный тормозной момент всех колесных тормозов автомобиля:

Коэффициент распределения тормозных сил:

где: высота центра тяжести, м.

Тормозной момент на колесе передней оси:

где: – количество тормозов на передней оси.

Тормозной момент на колесе задней тележки:

где: – количество тормозов задней тележки.

Тормозной момент колодки передней оси с кулачковым разжимающим устройством:

Тормозной момент колодки задней тележки с кулачковым разжимающим устройством:

Передаточное число активной колодки:

где: – коэффициент трения между накладкой и барабаном равен 0,35

;

Передаточное число пассивной колодки

Приводное усилие активной колодки передней оси:

Приводное усилие пассивной колодки передней оси:

Приводное усилие активной колодки задней тележки:

Приводное усилие пассивной колодки задней тележки:

Суммарная поверхность фрикционных накладок:

где:

Среднее удельное давление на колодки со стороны барабана:

Кинетическая энергия, поглощаемая тормозами автомобиля:

Удельная работа трения:

Коэффициент перераспределения масс для передней оси:

Коэффициент перераспределения масс для задней тележки:

Масса тормозного барабана:

Нагрев тормозного барабана передней оси при одном торможении:

При торможении температура переднего барабана превышает допустимую норму на 1,38.

Нагрев тормозного барабана задней тележки при одном торможении:

При торможении температура заднего барабана входит в допустимые значения.

Находим момент на валу разжимного кулака тормозного механизма передней оси:

где:

Находим момент на валу разжимного кулака тормозного механизма задней тележки:

Усилие на штоке тормозной камеры передней оси:

где: расстояние от оси вала разжимного кулака до оси штока тормозной камеры.

Усилие на штоке тормозной камеры задней тележки:

Давление воздуха в тормозной камере при торможении передней оси:

где:

Давление воздуха в камере недостаточно, следовательно берем камеру с меньшим поршнем типа 16 ().

Давление воздуха в тормозной камере при торможении задней тележки:

где:

Давление воздуха в камере недостаточно, следовательно берем камеру с меньшим поршнем типа 14 ().

2.2.Определение напряжения в опасном сечении деталей механизма.

2.2.1. Расчет тормозных колодок.

Нормальная реакция активной колодки передней оси:

где:

Нормальная реакция пассивной колодки передней оси:

Нормальная реакция активной колодки задней тележки:

Нормальная реакция пассивной колодки задней тележки:

Удельное давление для активной колодки передней оси:

Удельное давление на активной колодки передней оси превышает допустимую норму.

Удельное давление для пассивной колодки передней оси:

Удельное давление на пассивной колодки передней оси превышает допустимую норму.

Удельное давление для активной колодки задней тележки:

Удельное давление на активной колодки задней тележки практически соответствует норме.

Удельное давление для пассивной колодки задней тележки:

Удельное давление на пассивной колодки задней тележки практически соответствует норме.

2.2.2. Расчет вала тормозного кулака.

где:

Напряжение кручения не превышает максимально допустимое, что говорит о надежности и долговечности вала.

где:

Напряжение на втулке не превышает максимально допустимое.

Источник