1.2.1 Выбор шин

Для выбора шин надо определить нагрузку, приходящуюся на одно колесо автомобиля. У грузовых автомобилей типа 4x2 на переднюю ось при полном использовании грузоподъемности приходится около 25—30% нагрузки. На задней оси этих автомобилей обычно монтируются четыре шины, каждая из которых испытывает большую весовую нагрузку, чем шина переднего колеса, поэтому выбор производится по весовой нагрузке, приходящейся на одно заднее колесо. Передние и задние колеса каждого автомобиля по конструкции почти всегда одинаковы и взаимозаменяемы. Разница состоит лишь во внутреннем давлении воздуха в шинах.

= 5465*0,60/2= 1639,5 кг.

По приложению подбирают тип и размеры автомобильных шин, удовлетворяющих нагрузке, приходящейся на колесо 220-508P (7.50R-20).

Определяют статический радиус колеса, который в дальнейшем условно считают равным радиусу качения 0,44 м.

1.3 Построение графика силового (тягового) баланса

Уравнение силового баланса имеет вид [2]:

, (1.7)

где, Р_т - тяговая сила на ведущих колёсах проектируемого АТС, Н;

Р_д - сила суммарного сопротивления дороги, Н;

Р_в - сила сопротивления воздушной среды, Н;

Р_и - сила сопротивления разгону, Н.

, (1.8)

где, М_к - крутящий момент двигателя, Нм;

U_к - передаточное число коробки передач проектируемого АТС;

U_г - передаточное число главной передачи проектируемого АТС;

U_д - передаточное число дополнительной (раздаточной) коробки проектируемого АТС;

r_д - динамический радиус колеса, м (в расчётах принимают, что r_д = r_ст = r_к).

(1.9)

где, Ψ - коэффициент суммарного сопротивления дороги. В настоящем расчёте принимается, что Ψ = Ψ_v и величина его не зависит от скорости движения АТС.

.

, (1.10)

Р_п = 0,5 ^. 3,6135 ^. (29)² = 1519,477.

Значения этой силы суммируются с соответствующими значениями Р_д.

, (1.11)

где, δ_вр - коэффициент учёта влияния вращающихся масс,[2]

δ_вр = 1,04 + 0,06 (U_кп)²;

j_a - ускорение АТС, м/с².

График силового баланса АТС представляет собой зависимость сил, входящих в уравнение (1.7), от скорости движения АТС.

Радиус колеса определяется размером шин. Выбор шин производится по наиболее нагруженным колёсам с учётом заданной максимальной скорости по таблицам источника [5]. На заднюю ось приходится 72 % массы, на переднюю ось – 28 % массы автомобиля. Определяем максимально нагруженные колеса с учетом распределения нагрузки на ось:

. Исходя из этой нагрузки выбираем радиус r_д = 0,400 м.

Нагрузка на шину определяется из условия выбранной компоновки проектируемого АТС. Распределение полной массы между осями необходимо знать: для подбора шин и определения по размеру шин расчётного радиуса колеса; для нахождения максимально возможной по сцеплению тяговой силы, значение которой используется при выборе передаточного числа коробки передач на низшей передаче. Шину необходимо подбирать так, что бы соблюдались условия: допустимая нагрузка на шину должна быть больше или равна нагрузке, приходящейся на наиболее нагруженное колесо, допустимая скорость шины должна быть больше или равна максимально возможной для проектируемого АТС.

Передаточное число главной передачи U_г определяется из условия движения АТС с максимальной скоростью по зависимости из [2]:

, (1.12)

где, U_кпв - передаточное число высшей передачи коробки передач проектируемого АТС.

Передаточное число U_кпв высшей передачи коробки передач зависит от некоторых конструктивных особенностей коробки передач, всей трансмиссии в целом и находится в пределах 0.6... 1. Задаем передаточное отношение высшей передачи U_кпв = 1

,

Из соображения получения достаточного дорожного просвета и простой конструкции главной передачи передаточное число главной передачи, полученное при расчёте, не должно превышать значения: U_г = 7,0.

Передаточное число коробки передач на первой (низшей) передаче АТС обычной проходимости определяется из условия преодоления заданного максимального суммарного сопротивления дороги и проверяется на отсутствие буксования ведущих колёс по условию сцепления шин с хорошей дорогой

(1.12)

Передаточные числа промежуточных передач коробки передач распределяются по закону геометрической прогрессии

, (1.13)

где, U_кп - передаточное число промежуточной передачи коробки передач проектируемого АТС;

m - номер передачи в коробке передач;

n - число ступеней в коробке передач. Берём равным пяти.

Теоретически выбранные передаточные числа затем корректируются при компоновке и проектировании коробок передач. У большинства АТС передаточные числа передач, ближайших к высшим, выполнены с отклонением от геометрического ряда в сторону уменьшения.

Сила тяги Р_т на ведущих колёсах проектируемого АТС определяется по уравнению (1.8) для каждой передачи и каждого принятого значения частоты вращения коленчатого вала двигателя и соответствующих им значений крутящего момента.

(1.14)

Скорость АТС определяется для каждой передачи и каждого, принятого ранее, значения частоты вращения коленчатого вала двигателя по выражению

(1.15)

Результаты расчёта графика силового баланса заносят в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 – Результаты расчёта тягово-скоростных свойств АТС

	nk	хв^-1	900	1400	1800	2000	2200	2500	2500
	Mk	Нм	370,510	384,075	376,323	366,247	352,036	322,969	269,141
		кВт	33,819	34,917	56,304	70,930	76,701	81,097	84,547
Uкп1=4,241	Va	м/с	2,118	3,294	4,235	4,706	5,176	5,882	5,882
	Pт	Н	14881,40	15426,23	15114,90	14710,17	14139,41	12971,93	10809,95
	Рп	Н	8,101	19,603	32,406	40,007	48,408	62,511	62,511
	D	-	0,357	0,370	0,362	0,352	0,338	0,310	0,258
	ja	м/с^2	1,339	1,388	1,358	1,319	1,264	1,153	0,949
	1/ja	с^2/м	0,747	0,720	0,737	0,758	0,791	0,867	1,053
Uкп2=2,62	Va	м/с	3,604	5,606	7,208	8,009	8,810	10,011	10,011
	Pт	Н	8743,54	9063,65	8880,73	8642,93	8307,58	7621,63	6351,36
	Рп	Н	23,47	56,79	93,87	115,89	140,23	181,08	181,08
	D	-	0,209	0,216	0,211	0,205	0,196	0,179	0,148
	ja	м/с^2	1,228	1,271	1,238	1,198	1,143	1,033	0,839
	1/ja	с^2/м	0,815	0,786	0,808	0,835	0,875	0,968	1,192
Uкп3= 1,619	Va	м/с	6,13	9,54	12,27	13,63	14,99	17,04	17,04
	Pт	Н	5137,25	5325,33	5217,85	5078,14	4881,10	4478,08	3731,73
	Рп	Н	67,98	164,50	271,92	335,71	406,21	524,54	524,54
	D	-	0,122	0,124	0,119	0,114	0,107	0,095	0,077
	ja	м/с^2	0,854	0,872	0,830	0,791	0,739	0,638	0,493
	1/ja	с^2/м	1,170	1,147	1,204	1,264	1,353	1,568	2,028
Uкп4=1	Va	м/с	10,44	16,24	20,88	23,20	25,52	29,00	29,00
	Pт	Н	3018,38	3128,88	3065,74	2983,65	2867,88	2631,08	2192,57
	Рп	Н	196,92	476,51	787,70	972,47	1176,68	1519,48	1519,48
	D	-	0,068	0,064	0,055	0,048	0,041	0,027	0,016
	ja	м/с^2	0,461	0,425	0,345	0,288	0,219	0,095	0,001
	1/ja	с^2/м	2,169	2,354	2,901	3,476	4,562	10,501	698,488

Рисунок 1.3 – График силового баланса для АТС, которое имеет двигатель с ограничением оборотов