Тягово-динамический расчёт ЗИЛ 130

Продолжение таблицы 1.5.

1	v5	км/ч	18	28	39	49	59	69	79	90
	Pк5	Н	4002,9	4408,7	4676,7	4807,0	4799,7	4654,6	4371,8	3938,4

 

v	км/ч	2,0	14,6	27,1	39,7	52,3	64,9	77,4	90,0
Pw	Н	0,7	35,4	122,8	262,9	455,6	701,1	999,2	1350,0
Py	Н	2065,3	2078,5	2112,0	2165,5	2239,2	2333,1	2447,1	2581,2
PS	Н	2065,9	2113,9	2234,7	2428,4	2694,9	3034,2	3446,3	3931,2

По данным таблицы 1.5 строим график силового баланса (рис. 1.4).

1.5 Построение динамической характеристики

 

Динамическая характеристика представляет собой зависимость динамического  фактора D от скорости автомобиля:

.

Динамический фактор определяется по формуле:

,

где Р_к – полная окружная сила, Н; Р_W – сила сопротивления воздуха, Н; – свободная сила тяги, Н; R_a=103250 Н – суммарная нормальная опорная реакция всех колёс автомобиля.

Расчёт значения динамического  фактора ведём для w_е=62,8 рад/с, v_1min=2 км/ч. Определяем по лучевой диаграмме скорость автомобиля, затем по графику силового баланса находим значение Р_св=28397,2 Н, тогда .

При равномерном движении D=y, в этом случае динамический фактор определяет дорожное сопротивление, которое может преодолеть транспортное средство на соответствующей передаче при определённой скорости: , где i – коэффициент, сопротивления подъёму (в расчётах принимаем i=0); – коэффициент сопротивления качению.

Расчёт коэффициента сопротивления  качения f при v=12 км/ч:

.

Расчетные значения f заносим в таблицу 1.6.

Таблица 1.6.

Результаты расчета динамического  фактора

iк	Параметр	Ед. изм	1	2	3	4	5	6	7	8
	w	рад/с	68	106	144	182	220	258	296	335
7,44	v1	км/ч	2	4	5	7	8	9	11	12
	D1	-	0,288	0,318	0,337	0,346	0,346	0,335	0,315	0,284
4,1	v2	км/ч	4	7	9	12	14	17	19	22
	D2	-	0,159	0,175	0,186	0,191	0,191	0,185	0,174	0,156
2,29	v3	км/ч	8	12	17	21	26	30	35	39
	D3	-	0,089	0,098	0,103	0,106	0,105	0,102	0,095	0,085
1,47	v4	км/ч	12	19	26	33	40	47	54	61
	D4	-	0,057	0,062	0,065	0,067	0,066	0,063	0,058	0,050
1	v5	км/ч	18	28	39	49	59	69	79	90
	D5	-	0,038	0,041	0,043	0,043	0,041	0,037	0,032	0,025

Таблица 1.7.

Результаты расчета коэффициента сопротивления качения

v, км/ч	2	12	24	36	48	60	72	84	90
f	0,02	0,0201	0,0204	0,0208	0,0214	0,0222	0,0232	0,0244	0,025

 

По данным табл. 1.7 строим график f=f(v) (рис. 1.5), где пересечение кривой f=f(v) с кривой D=f(v) даст максимальную скорость автомобиля.

1.6 Определение ускорения автомобиля

 

Величину ускорения на каждой передаче можно определить по формуле:

 м/с²,

где величину (D-y) можно определить графически по динамической характеристике: ; g – ускорение свободного падения, м/с²; d – коэффициент учёта вращающихся масс, его величину определяют по эмпирическоё формуле: .

Расчёт d на первой передаче (i_к1=7,44):

.

Расчётные значения d на различных передачах заносим в табл. 1.8.

Расчёт ускорения автомобиля на первой передаче при w_е=68 рад/с. Находим значение (D-f) по графику динамической характеристики при скорости v, соответствующей w_е=68 рад/с: .

м/с².

Расчётные значения j заносим в табл. 1.8.

Таблица 1.8.

Результаты расчета ускорения

iк	d	Параметр	Ед. изм.	1	2	3	4	5	6	7	8
		w	рад/с	68	106	144	182	220	258	296	335
7,44	3,254	v1	км/ч	2	4	5	7	8	9	11	12
		j1	м/с2	0,808	0,896	0,954	0,983	0,981	0,949	0,888	0,793
4,1	1,712	v2	км/ч	4	7	9	12	14	17	19	22
		j2	м/с2	0,795	0,887	0,948	0,977	0,976	0,942	0,878	0,779
2,29	1,250	v3	км/ч	8	12	17	21	26	30	35	39
		j3	м/с2	0,538	0,607	0,652	0,671	0,666	0,637	0,582	0,501
1,47	1,126	v4	км/ч	12	19	26	33	40	47	54	61
		j4	м/с2	0,319	0,365	0,392	0,400	0,389	0,359	0,311	0,241
1	1,080	v5	км/ч	18	28	39	49	59	69	79	90
		j5	м/с2	0,164	0,190	0,199	0,193	0,170	0,131	0,075	0,001

 

По значениям табл. 1.8 строим графики  ускорения  (рис. 1.6).

 

1.7 Определение времени и пути разгона автомобиля

 

Для определения времени разгона  график обратных ускорений разбивается  на ряд интервалов скоростей, в каждом из которых определяется площадь, заключённая  между кривой величин, обратных ускорению  и осью абсцисс, эта площадь F_i времени движения.

Время движения в каждом интервале  определяется по формуле:

с,

где i – порядковый номер интервала; F_i – площадь, заключённая между кривой и осью абсцисс, мм²; а=20 мм в с²/м – масштабный коэффициент, показывающий количество мм на графике 1/j в с²/м; b=6 мм в м/с – масштабный коэффициент скорости, показывающий количество мм на графике скорости в 1 м/с.

При расчёте условно считается, что разгон на каждой передаче определяется при максимальной частоте вращения коленвала двигателя. Время переключения передач для карбюраторного двигателя с коробкой передач, оснащённой синхронизаторами равно 1¸1,5 с. Падение скорости за время переключения передач определяется по формуле:

 м/с,

где Dt_п=1¸1,5 с – время переключения передач; y – коэффициент суммарного дорожного сопротивления (при малых скоростях y=0,02); d'=1,04 – коэффициент, учёта вращающихся масс автомобиля, когда двигатель автомобиля отсоединён от колёс.

Падение скорости за время переключения передач очень мало:

м/с, поэтому оно не учитывается.

Время разгона на 15^-ти метровом интервале:

с.

Расчётные значения времени разгона  на различных интервалах заносим  в табл. 1.10.1, а на графике t=f(v) время разгона откладывается нарастающим итогом.

Таблица 1.9.1.

Результаты расчета времени  разгона

Интервал		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Fi	мм2	125	113	104	120	104	111	130	281	348	410	910	705	1000	1200	17778
t	с	1,04	0,94	0,87	1	0,87	0,93	1,08	2,34	2,9	3,42	7,58	5,88	8,33	10	14,6

 

Для определения пути разгона график времени разгона разбиваем на интервалы и подсчитываем площади, заключённые между кривой и осью ординат.

Путь разгона на каждом интервале  определяем по формуле:

 м,

где DS_i – путь разгона на i^-том интервале скоростей, м; F_i – площадь между кривой t=f(v) и осью ординат, мм²; с – масштабный коэффициент времени, показывающий количество мм на графике t=f(v) в 1 с, с=3,33 мм в 1 с.

Расчёт пути разгона на первом интервале:

м.

Значения DS_i заносим в табл. 1.10.2. Найденный в каждом интервале путь разгона последовательно суммируем и строим график S=f(v) (рис. 1.8).

Таблица 1.9.2.

Результаты расчета пути разгона

Интервал		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Fi	мм2	30	88	125	185	405	552	910	1350	1615	1805	4095	5750
Si	м	0,45	1,32	1,88	2,78	6,08	8,28	13,7	20,3	24,2	27,1	61,4	86,3

 

Все полученные графики при расчёте  тягово-динамических параметров автомобиля ЗИЛ-130-76 представлены на первом листе.

 

2. Расчёт сцепления и анализ  конструкции

2.1 Назначение сцепления. Требования к сцеплению

 

Сцепление предназначено для плавного трогания автомобиля с места, кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии при переключении передач и предотвращению воздействия на трансмиссию больших динамических нагрузок, возникающих на переходных режимах и при движении по дорогам с плохим покрытием. При конструировании фрикционных сцеплений помимо основных требований (минимальная собственная масса, простота конструкции, высокая надёжность и т.п.) необходимо обеспечить следующее: