Расчёт лесотранспортного автомобиля

 

  К основным параметрам двигателей относятся /2, с. 9/:

  1) Литровая мощность:

  

  где максимальная мощность двигателя;

          объём цилиндра;

          диаметр цилиндра;

          расстояние хода поршня;

          количество цилиндров. 

  2) Удельная масса двигателя:

  

  где сухая масса двигателя.

  3) Средняя скорость поршня:

  

  где частота вращения коленчатого вала.

  Допустимые  интервалы значений основных параметров дизельных двигателей для автомобилей отразим в таблице 1.4

Таблица 1.4 – Допустимые интервалы основных параметров

 дизельных двигателей  

 

  Отсюда  следует, что значения основных параметров находятся в допустимых пределах, и применение данного типа двигателя является экономически целесообразным. 

  

4.  Построение скоростной характеристики

 

  Скоростная  характеристика двигателя с некоторым  приближением может быть построена  по эмпирическим формулам С.Р. Лейдермана /2, с. 10/:

  

  

  

  

  где максимальная мощность двигателя,

         выбранная частота вращения коленчатого вала,

          частота вращения, соответствующая максимальной мощности,

         крутящий момент двигателя,

        удельный расход топлива при максимальной мощности,

        постоянные коэффициенты Лейдермана. 

  Значения  коэффициентов Лейдермана сведены в таблицу 1.5 

  Таблица 1.5 – Значения коэффициентов Лейдермана 

 

  Значения  частот вращения коленчатого вала принимаем  из допустимого диапазона  /2, с. 10/:

  

  Расчёт  параметров скоростной характеристики производим в Microsoft Office Excel и полученные данные отразим в таблице 1.6

                          Таблица 1.6 – Параметры скоростной характеристики

 

  По полученным значениям построим скоростную характеристику рисунок 1 

  

  Рисунок 1 – Скоростная характеристика двигателя 

  2. Выбор передаточных чисел трансмиссии. Тяговая и динамическая характеристики. Выбор основных узлов 

  2.1 Выбор  передаточного числа трансмиссии 

  Общее передаточное число силовой передачи на первой передаче вычисляется из условия преодоления груженой машиной максимальных дорожных сопротивлений /2, с. 15/:

  

  где динамический радиус колеса,

  Определим нагрузку на одно колесо:

  

  По нагрузке на колесо подбирается соответствующая  шина /2, прил. 6/. Принимаем шину с максимальной допускаемой нагрузкой

  Исходя  из этих данных, определим динамический радиус колеса:

  

  где ширина колеса (приблизительно равна высоте профиля шины),

         посадочный диаметр колеса,

          коэффициент деформации шины (  

  Отсюда  определим общее передаточное число  силовой передачи на первой скорости:

  

  Общее передаточное число трансмиссии на первой передаче из условия сцепления колес с  дорожным покрытием определяется по зависимости:

  

  где сцепной вес (равен весу груженого автомобиля для полноприводных автомобилей),

       коэффициент перераспределения массы автомобиля (для полноприводных автомобилей равен 1);

       коэффициент сцепления колес с дорожной поверхностью (для снежной укатанной дороги );

       угол наклона дороги ( , отсюда ). 

  Окончательный выбор передаточного числа трансмиссии  на первой передаче производится из условия: ; Принимаем

  Передаточное  число трансмиссии на высшей передаче определяется из условия обеспечения  движения машины без груза с максимальной скоростью:

  

  Для получения высокого КПД и скорости движения передаточное число на высшей передаче в коробке передач обычно принимают (с дизельными двигателями) , а в раздаточной коробке . Принимаем

  Передаточное  число главной передачи можно  определить по формуле:

  

  Значения  передаточных чисел главной передачи у выполненных моделей автомобилей  находятся в пределах: одинарные  передачи , двойные передачи .

  Определим минимальное число ступеней в  коробке передач:

  

  Число ступеней округляется до большего целого значения, т.е. принимаем 

  Определим знаменатель прогрессии для разбивки передаточных чисел в коробке  передач:

  

  Определим передаточные числа в коробке  передач:

  

  

  

  

  

  Расчётные значения передаточных значений коробки  передач обязательно корректируются с соблюдением условия:

  

;

  Корректированием  передаточных чисел удаётся обеспечить перекрытие кривых тяги на высших передачах, что особенно трудно достигнуть на автомобилях с дизельными двигателями.

  Принимаем откорректированные передаточные числа  коробки передач:

  

  Передаточное  число понижающей передачи раздаточной  коробки рассчитаем по зависимости:

  

  где знаменатель прогрессии передач.

  Зная  состав трансмиссии и передаточные числа её агрегатов, перед расчётом тяговой характеристики необходимо рассчитать фактический КПД трансмиссии, используя приведенные в таблице 2.1 данные по КПД трансмиссии. 
 
 
 

 Таблица 2.1 – Величины КПД трансмиссии лесовозных автомобилей

 

  

 

  2.2 Анализ  и построение характеристик 

  Тяговая характеристика представляет собой  графическую зависимость на различных  передачах  и является основным документом, характеризующим тягово-динамические качества машины. Для построения кривых необходимо определить на каждой передаче скорость движения и свободную силу тяги при соответствующей частоте вращения коленчатого вала двигателя.

  Скорость  движения машины определяется по формуле /2, с. 18/:

  

  где динамический радиус колеса,

          частота вращения вала двигателя,

          общее передаточное число трансмиссии на данной передаче. 

  Свободная сила тяги ( ) определяется:

  

  где касательная сила тяги,

  

  Сопротивление воздушной среды, (учитывается при ):

  

  Найденные значения занесем в таблицы 2.2 и 2.3 

Таблица 2.2 – Параметры тяговой характеристики на понижающей передаче