Подбор размера шин и расчет радиуса качения

Для подбора шин и определения по их размерам радиуса качения колеса необходимо знать распределение нагрузки по мостам.

У легковых автомобилей распределение нагрузки от полной массы по мостам зависит в основном от компоновки. При классической компоновке на задний мост приходится 52…55% нагрузки от полной массы, для переднеприводных автомобилей 48%.

Радиус качения колеса r_к выбирается в зависимости от нагрузки на одно колесо. Наибольшая нагрузка на колесо определяется положением центра масс автомобиля, которое устанавливается по предварительному эскизу или прототипу автомобиля.

G2=Ga*48%=14000*48%=6720Н

G1=Ga*52%=14000*52%=7280Н

Следовательно, нагрузку на каждое колесо передней и задней оси автомобиля соответственно можно определить по формулам:

Р₁=G₁/2, (4)

Р₂=G₂/8. (5)

P1=7280/2=3360 Н

P2=6720/2=3640 Н

Расстояние от передней оси до центра масс найдем по формуле:

a=G2*L/Ga (6)

L-база автомобиля, мм.

a= (6720*2,46) /14000=1,18м.

Расстояние от центра масс до задней оси:

в=L-a (7)

в=2,46-1,18=1,27м

Тип шин (по таблице ГОСТов) - 165-13/6,45-13. По этим размерам можно определить радиус колеса, находящегося в свободном состоянии:

rc=d/2+b (8)

Где b-ширина профиля шины (165 мм)

d - диаметр обода шины (13 дюймов)

1дюйм=25,4мм

rc=13*25,4/2+165=330 мм

Радиус качения колеса rk определяется с учетом деформации, зависящей от нагрузки:

rk=0.5*d+ (1-k) *b (9)

где k - коэффициент радиальной деформации. Для стандартных и широкопрофильных шин k принимают 0,3

rk=0,5*330+ (1-0,3) *165=280мм=0,28м

Расчет внешней характеристики двигателя

Расчет начинается с определения мощности Nev, необходимой для обеспечения движения с заданной максимальной скоростью Vmax.

При установившемся движении автомобиля мощность двигателя в зависимости от дорожных условий может быть выражена следующей формулой (кВт):

N_ev=V_max* (Ga*ψ_v+K_в*F*V²_max) / (1000*η_т*K_p), (10)

где ψ_v - коэффициент суммарного дорожного сопротивления для легковых автомобилей определяется по формуле:

ψ_v=0,01+5*10 ^-6 *V²_max (11)

ψ_v=0,01+5*10 ^-6 *1764=0,018

K_в - коэффициент обтекаемости, К_в=0,3 Н*с²*м^-4

F - лобовая площадь автомобиля, м²

η_т - КПД трансмиссии=0,95

К_р - коэффициент коррекции=0,8

При рекомендуемых температурах масла в агрегатах механической трансмиссии ηт =0,8…0,95. Коэффициент коррекции в данном случае рекомендуется применять Kp=0,6…0,8.

Лобовую площадь для легкового автомобиля находим из формулы:

Fa=0,8*В*Н_г (12)

где В - габаритная ширина В=1650 мм

Н_г - габаритная высота Н_г= 1402 мм

Fa=0,8*1,65*1,4=1,848 м²

N_ev=42* (14000*0,018+0,3*1,848*42²) / (1000*0,95*0,8) =68,6 кВт

Частота вращения коленчатого вала двигателя

Частота вращения коленчатого вала двигателя n_v, соответствующая максимальной скорости автомобиля, определяется из уравнения мин^-1:

n_v= V_max*η_n (13)

где ηn - коэффициент оборотистости двигателя.

У существующих легковых автомобилей коэффициент оборотистости двигателя ηn лежит в приделах 30…35.

n_v=150*35= 5250 мин^-1

Максимальная мощность двигателя

Максимальную мощность двигателя найдем из формулы:

N_max=N_ev/ (a*n_v/n_N+b* (n_v/n_N) ²-c* (n_v/n_N) ³) (14)

где n_v/n_N-отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости движения автомобиля к частоте вращения при максимальной мощности двигателя;

a, b, c - коэффициенты, постоянные для каждого двигателя.

В случае прощеного расчета можно применять для бензиновых двигателей a=b=c=1.

Для построения внешней характеристики при известной мощности N_max и выбранных коэффициентах a, b, c, принимаем частоту вращения коленчатого вала при максимальной мощности от 5250 мин^-1

N_max=68,6/ (1*5250/5400+1* (5250/5400) ²+1* (5250/5400) ³) =68,7 кВт

Построение внешней характеристики двигателя

Внешнюю характеристику двигателя с достаточной для практических расчетов можно определить по формуле Лейдермана (кВт):

N_е = N_мах * [a * + b * () ² - c * () ³],

где n_Т - текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя выбирают произвольно через определенный интервал (например, 500, 1500, 2500 и т.д.), но так, чтобы полученных точек характеристики было не меньше семи.

N_e1=68,7* (1*500/5400+1 (500/5400) ²-1* (500/5400) ³) =6,9 кВт

N_e3=68,7* (1*1500/5400+1* (1500/5400) ²-1* (1500/5400) ³) =22,94 кВт

Аналогично проводим расчет для следующих значений nТ и результаты расчетов сводим в Таблицу 1.

Вращающий момент двигателя

Определим вращающий момент двигателя по формуле:

M_в=30*N_e/ (n_T*π) (16)

M_в1=30*6,9*1000/ (500*3,14) =131,93 кН*м

М_в3=30*22.94/ (1500*3,14) =146,12 кН*м

Аналогично проводим расчет для следующих значений n_Т и результаты расчетов сводим в Таблицу 1.

Таблица 1 - Внешняя характеристика двигателя

По полученным данным таблицы 1 строится внешняя скоростная характеристика рисунок 1.

Рисунок 1 - Внешняя скоростная характеристика двигателя

Выбор передаточных чисел

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: