2.3 Определение рассчитываемых исходных данных

Рассчитываемые исходные данные определяются на основе заданных и выбранных исходных данных.

2.3.1 Максимальная мощность двигателя

Необходимая максимальная мощность двигателя определяется из условия обеспечения максимальной скорости движения автомобиля при заданном дорожном сопротивлении _.

Поскольку при максимальной скорости движения ускорение АТС равно нулю, то исходя из уравнения мощностного баланса, необходимая мощность двигателя N_eV (кВт) при движении автомобиля массой G_a (кг) со скоростью V_max (м/с) определяется по выражению:

. (17)

Так как при максимальной скорости движения двигатель работает с максимальной частотой вращения, то:

- для двигателя без ограничителя, у которого максимальная частота вращения n_emax и частота при максимальной мощности n_N, не совпадают, максимальная мощность определяется из формулы Р. С. Лейдермана, [15]:

, (18)

где , (19)

, (20)

. (21)

- для двигателя с ограничителем, у которого частота срабатывания ограничителя n_еогр является максимальной частотой n_еогр = п_emaх, максимальной является мощность, которая была бы получена при отсутствии ограничителя. Мощность, соответствующая срабатыванию ограничителя - N_еогр из соображения обеспечения приемистости проектируемого АТС, принимается при расчете на 20…30% больше, чем мощность при максимальной скорости N_еV т. е. N_еогр = (1,2...1,3) N_еV.

Тогда, согласно формулы Р.С. Лейдермана:

. (22)

Коэффициенты а, b, с определяются согласно формул (19, 20, 21).

2.3.2 Внешняя скоростная характеристика двигателя

Для выполнения тягово-динамических расчетов и расчета топливно-экономической характеристики АТС необходимо использовать параметры скоростных характеристик двигателя, представляющих зависимость эффективной мощности N_e и крутящего момента М_к на коленчатом валу при установившемся режиме работы от частоты вращения n_e (N_e=f(n_e), M_к=f(n_e)).

Если известен двигатель, предполагаемый для установки на АТС, то для расчета необходимо использовать параметры скоростных характеристик, указываемые в технической документации на двигатель или справочной литературе, [4,5].

В курсовой работе при выполнении проектировочного тягового расчета АТС характеристики двигателя неизвестны, поэтому расчет необходимо вести по параметрам, приближенным скоростным характеристикам двигателя.

Основанием для построения приближенных скоростных характеристик является то, что внешние скоростные характеристики двигателей внутреннего сгорания могут быть представлены зависимостью в виде эмпирической формулы (19) Р.С. Лейдермана.

Методики расчета и построения внешней скоростной характеристики различны для двигателей без ограничителя частоты вращения и с ограничителем частоты вращения и подробно изложены в специальной литературе [7,8] и методических указаниях [16], которыми необходимо руководствоваться при выполнении курсовой работы.

2.3.3 Передаточные числа главной передачи

Передаточное число главной передачи U_Г определяется из условия обеспечения V_max на высшей передаче в коробке передач:

, (23)

где r_k - радиус качения (кинематический радиус) колеса, м. При выполнении тягового расчета допустимо принять r_к=r_c=r_д=r_cт (r_д - динамический радиус колеса; r_с - свободный радиус колеса; r_ст - статический радиус);

U_д.в. - передаточное число высшей передачи дополнительной коробки. Как правило, дополнительная коробка устанавливается в трансмиссии большегрузных и полноприводных АТС. Это может быть раздаточная коробка или демультипликатор. Подавляющее большинство дополнительных коробок двухступенчатые с прямой высшей передачей. Поэтому при выполнении тягового расчета, в случае отсутствия конкретных данных о дополнительной коробке и ее передаточных числах, принимаем, что U_д.в.=1. Аналогично поступают и при отсутствии дополнительной коробки в трансмиссии АТС, т.е. принимают при расчете U_Г, что U_д.в.=1.

U_к.в. - высшее расчетное передаточное число коробки передач. При использовании трехвалъных коробок передач на легковых заднеприводных автомобилях с передним расположением двигателя, как правило U_к.в.= 1. Для двухвальных коробок передач переднеприводных автомобилей и у заднеприводных автомобилей с задним расположением двигателя, обычно U_к.в.= 0,9...1,0. Некоторые переднеприводные автомобили имеют U_к.в.= 0,6...0,7. У грузовых автомобилей с числом передач не превышающим шесть, чаще всего U_к.в.=1,0, реже U_к.в.=0,6...0,8. При применении многоступенчатых коробок передач U_к.в.= 0,7...0,8.

Найденное передаточное число U_Г сравнивают с существующим передаточными числами автомобилей - аналогов. Так передаточное число легковых заднеприводных автомобилей находится в пределах U_Г = 3,1...4,9; переднеприводных U_Г = 3,7...5,1; грузовых АТС U_Г = 4,5…9,0.

Для получения достаточного дорожного просвета и простой конструкции главной передачи необходимо, чтобы передаточное число главной передачи, определенное расчетом, не превышало:

- для легковых АТС U_Г  5,0;

- для грузовых АТС с грузоподъемностью до 8 т U_Г  7,0;

- для грузовых АТС с грузоподъемностью свыше 8 т U_Г  9,0.

Если передаточное число главной передачи при расчете оказалось больше указанных предельных значений, нужно уменьшить отношение n_V/n_N и произвести заново подбор внешней характеристики двигателя.