Конструкция, расчёт и потребительские свойства автомобиля: Методические указания к практическим занятиям и для самостоятельной работы студентов, страница 26

ЗАДАЧА 13

Двигатель автомобиля развивает максимальную частоту вращения до n_дв=2860 мин^-1 и максимальный крутящий момент M_emax=785 Нм при n_M=1500 мин^-1. Коэффициент запаса по сцеплению β=1,5. Трёхвальная коробка передач имеет передаточное число на первой передаче i_кп1=7,82, а на высшей  - i_кпв=1. Раздаточная коробка передач имеет i_р.н.=1,692 и i_р.в.=0, 917. Главная передача имеет i_гл=7,22. Карданный вал представляет собой трубу с наружным диаметром D_кар=65 мм и толщиной стенки –δ=2,5 мм длиною 1,425 м. Рассчитать максимальную частоту вращения карданного вала и сравнить её с критической частотой. Сделать выводы. Определить угол закручивания карданного вала при передаче максимального крутящего момента, а также определить осевое усилие в шлицах карданной передачи при следующих условиях: 1) хорошей смазки – μ=0,04…0,06; 2) при плохой смазке – μ=0,11…0,12 и 3) в случае заедания при недостаточной смазки – μ=0,4…0,5. Наружный диаметр шлицов D_ш.н.=52 мм, а внутренний – d_ш.в.=44 мм.

Тема 3: «Силовой и мощностной
балансы автомобиля»

Силы, действующие на автомобиль при его движении. Сила сцепления колёс автомобиля с дорогой. Силы сопротивления движению автомобиля. Тяговый и мощностной балансы автомобиля.

Методические указания

Уравнение силового баланса можно представить в следующем виде:

                                                                             (3.1)

Тяговое усилие, развиваемое колесами автомобиля, должно быть равным сопротивлению дороги, воздуха и сил инерции (при ускорении или замедлении движения автомобиля). Здесь Р_ψ = Р_ƒ ± Р_α – сопротивление дороги; Р_W – сопротивление окружающего воздуха; P_j – силы инерции (как поступательно движущихся масс, так и вращательно движущихся масс).

При качении колес автомобиля возникает сила сопротивления качению. Для характеристики этого сопротивления используется коэффициент сопротивления качению ƒ. При малых скоростях движения (до 10…15 м/с) он в основном зависит от состояния и типа дороги и его можно считать постоянным (см. табл. 2.1). В случае движения автомобиля с большой скоростью он возрастает (сказывается конструкция шин и их работа). Для его определения в таких случаях может использоваться ряд эмпирических формул, например:

                                ,                               (3.2)

где ƒ₀ – коэффициент сопротивления дороги при движении автомобиля с малой скоростью; V – скорость автомобиля, км/ч. При движении автомобиля по дороге с асфальто- или цементобетонным покрытием хорошего качества используется следующая формула

                                ƒ= (32 + V)/2800.                             (3.3)

В приближенных расчетах возрастание ƒ от скорости можно не учитывать.

Сила сопротивления качению автомобиля может быть рассчитана по формуле

                                Р_ƒ = ƒ G_а,                                         (3.4)

где G_а – вес автомобиля в Н.

Условие движения автомобиля без буксования (без скольжения) ведущих колес

                                Р_т ≤ Р_φ,                                            (3.5)

где Р_т – тяговое усилие, развиваемое колесами автомобиля, Н; Р_φ = φ·G_сц.– сила сцепления шин с дорогой, Н; G_сц. – сцепной вес автомобиля, т.е. вес, приходящийся на ведущие колеса автомобиля, Н; φ – коэффициент сцепления, характеризующий взаимодействие шины и дороги. Он зависит, в основном, от состояния дороги, хотя конструкция шины также оказывает влияние на его значение. Различают  и  - соответственно коэффициент продольного и поперечного сцепления: . С увеличением скорости автомобиля φ_х обычно уменьшается.