1.2 Вывод

После анализа конструкции подвесок грузовых автомобилей сделано предложение о проектировании следующей подвески автомобиля.

Сзади – на упругих пневмоэлементах, с гасящим устройством - амортизатором.

В передней подвеске будет рассмотрен вариант установки малолистовой рессоры с гасящим устройством – амортизатором.

Для установки амортизаторов на мостах и раме автомобиля необходимо будет изготовить приливы или крепеж под кронштейны для закрепления амортизаторов через резинометаллическую втулку.

Анализ патентной информации показал, что проектируемая конструкция – патентно чистая.

Однако, исходя из опыта мирового автомобилестроения, пневматическая подвеска дороже любого своего аналога, поэтому в экономической части расчета необходимо будет произвести расчет целесообразности конструкции.

2 Тяговый расчет автомобиля

Задачей тягового расчета является нахождение основных параметров двигателя и трансмиссии, обеспечивающих автомобилю необходимые основные показатели тягово-скоростных характеристик: силы тяги на ведущих колесах, скорость и ускорение движения и другое, время и путь разгона автомобиля на горизонтальной дороге с нормальным покрытием.

Скоростная внешняя характеристика двигателя

Выполнение тягового расчета автомобиля начинается с выбора типа двигателя и определения его параметров. При этом необходимо учитывать назначение и компоновку автомобиля, условия работы двигателя на различных типах и модификациях автомобилей, согласовывать в процессе проектирования исходные данные с базовыми параметрами автомобилей.

Эффективная мощность двигателя необходимая для движения автомобиля массой М_а. = 44000 кг с установившейся скоростью движения V_max=100км/ч:

, (2.0)

где _v – коэффициент сопротивления дороги максимальной скорости автомобиля, на наивысшей передаче, который при скорости движения V_max = 150км/ч принимается _v = f₀  ( 1 + А  V_а² ) ;

А – постоянная величина А = (4…5)  10 ^{– 5} , принимаем А = 4  10 ^{– 5} ;

f₀ – коэффициент сопротивления качения при малых скоростях движения и для дорог с асфальтно-бетонным и цементно-бетонным покрытием, в хорошем состоянии принимается равным: f₀ = 0,01...0,015, в удовлетворительном состоянии f₀ = 0,015...0,02. В нашем случае принимаем f₀ = 0,01.

_v = 0,01  ( 1 + 4  10 ^{– 5}  100² ) = 0,0145

G_a. = gM_a. – полный вес автомобиля. G_a. = gM_a = 9,8144000 = 431200Н.

g = 9,81 - ускорение свободного падения.

M_a = 44000 кг – полная масса автопоезда.

К_а. – коэффициент сопротивления воздуха. Для нашего автомобиля принимаем К_а. = 0,65 , так как данный автомобиль является грузовым автопоездом.

F – площадь лобового сечения автомобиля. Для автомобилей она определяется по формуле (2.2) и должна находиться в пределах 1,8…2,5м².

F = ( 0,75…0,8 )  B_гH_г, (2.0)

где В_г – габаритная ширина автомобиля, B_г = 2,5 м; Н_г. – габаритная высота автомобиля, Н_г. = 2,8м.

Тогда, согласно формулы (1.2):

F = 0,75 2,5 2,8 = 5,25 м².

_тр. – КПД трансмиссии автомобиля. Для нашего автомобиля принимаем _тр. = 0,86.

K_p. – коэффициент коррекции, значение которого зависит от комплектации и стандартных условий стендовых испытаний. Предварительно примем K_p. = 0,98.

Подставив эти значения в формулу (2.1), получим:

302,3 кВт.

При эксплуатации часть мощности двигателя расходуется на неучтенных при снятии стендовой характеристики потребителей. Мощность, которая передается через трансмиссию на ведущие колеса меньше номинальной внешней характеристики двигателя. Максимальную мощность двигателя на внешней характеристике двигателя определим по эмпирической зависимости (2.3):

, (2.0)

где _max – отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости автомобиля n_v, к частоте вращения при максимальной мощности n_n, и равное для дизельного автомобиля  = 1.

a, b и c – коэффициенты, постоянные для данного двигателя. Так, как мы не имеем технической характеристики двигателя, то для нахождения этих коэффициентов воспользуемся формулами (2.4), которые определяют значения a, b и c по характерным точкам скоростной характеристики. При нахождении этих значений, учтем, что тип выбранного нами двигателя – дизельный.

Максимальную частоту вращения – n_v, определим по технической характеристике для данного двигателя, n_п = 2100 об/мин. Соответственно n_v = n_n   = 2100  1 = 2100 об/мин.

, (2.0)

, (2.0)

, (2.0)

где M_З – запас крутящего момента, который определяется по формуле (2.7):

, (2.0)

, (2.0)

M_N – крутящий момент при максимальной мощности двигателя.

K_N – коэффициент приспосабливаемости двигателя по частоте.

Так, как мы не знаем внешней характеристики двигателя, то рассчитаем коэффициенты a, b, c по существующим двигателям, аналогам, близким к проектируемому двигателю. Для двигателей:

M_З = 5...35

K_N =1,2…2,5

Для двигателя, который будет установлен на проектируемый автомобиль, примем следующие значения: M_З = 25, K_N =1,8.

При таких величинах M_З и K_N постоянные a, b, c будут равны:

0,611

1,778

1,389

Зная значения этих постоянных и параметра , рассчитаем максимальную мощность двигателя по формуле (2.3):

кВт.

Для определения других поточных значений мощности двигателя в различных точках кривой внешней скоростной характеристики двигателя необходимо найти 8…10 точек и применить эмпирическую формулу (2.6):

, (2.0)

где К_Д. – эмпирический коэффициент, значения которого зависят от принятых промежуточных значений частоты вращения коленчатого вала.

, (2.0)

Минимальная частота вращения коленчатого вала должна находиться в пределах от 400об/мин до 800об/мин, таким образом, принимаем n_min=420об/мин. Крутящий момент двигателя определим по соответствующим значениям мощности двигателя N_e и частоты вращения коленчатого вала n_e при помощи формулы (2.7):

Результаты вычислений по формулам (2.6) , (2.9) и (2.10) сведем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Внешняя скоростная характеристика двигателя

ne/nN	ne	Kd	Ne	Md
0,20	420	0,182	55,09	1252,64
0,31	660	0,325	98,12	1419,74
0,43	900	0,479	144,84	1536,96
0,54	1140	0,633	191,51	1604,30
0,66	1380	0,775	234,35	1621,75
0,77	1620	0,892	269,60	1589,33
0,89	1860	0,971	293,52	1507,03
1,00	2100	1,000	302,32	1374,84

По данным таблицы 1.1 строим внешнюю скоростную характеристику (рис. 2.1).