«`html

Тяговый расчет автомобиля с механической трансмиссией

Цель тягового расчета

Тяговый расчет автомобиля позволяет определить:

• динамические качества автомобиля на подъем (разгонную способность);
• максимальную скорость движения по подъему;
• время разгона и пути, проходимые автомобилем на данном подъеме;
• удельный расход топлива при движении на подъеме.

Исходные данные для тягового расчета

Для проведения тягового расчета необходимы следующие исходные данные:

• масса автомобиля;
• мощность двигателя;
• передаточные числа трансмиссии;
• диаметр колес;
• коэффициент сопротивления качению;
• удельная мощность двигателя;
• градиент подъема.

Теория тягового расчета

Движение автомобиля на подъеме происходит при равновесии сил, действующих на автомобиль:

• сила тяги на ведущих колесах F_т;
• сила сопротивления качению F_к;
• сила сопротивления воздуха F_а;
• сила инерции F_и.

Уравнение равновесия сил имеет вид:
$$Sigma F_x = F_т — F_к — F_a — F_и = 0$$

Сила тяги на ведущих колесах

Сила тяги на ведущих колесах определяется по формуле:
$$F_т = eta_{тр} cdot eta_{пер} cdot eta_{дв} cdot M_{dv} / r$$

где

• η_тр — коэффициент эффективности трансмиссии;
• η_пер — коэффициент эффективности главной передачи;
• η_дв — коэффициент эффективности двигателя;
• M_dv — крутящий момент двигателя;
• r — радиус колеса.

Сила сопротивления качению

Сила сопротивления качению определяется по формуле:
$$F_к = G cdot f$$

где

• G — масса автомобиля;
• f — коэффициент сопротивления качению.

Сила сопротивления воздуха

Сила сопротивления воздуха определяется по формуле:
$$F_а = 0,5 cdot rho cdot C_x cdot A cdot v^2$$

где

• ρ — плотность воздуха;
• C_x — коэффициент аэродинамического сопротивления;
• A — площадь миделя автомобиля;
• v — скорость автомобиля.

Сила инерции

Сила инерции определяется по формуле:
$$F_и = m cdot a$$

где

• m — масса автомобиля;
• a — ускорение автомобиля.

Порядок проведения тягового расчета

Тяговый расчет автомобиля проводится в следующем порядке:

1. Определяется сила тяги на ведущих колесах;
2. Определяется сила сопротивления качению;
3. Определяется сила сопротивления воздуха;
4. Определяется сила инерции;
5. Составляется уравнение равновесия сил и решается относительно ускорения;
6. Определяется скорость движения автомобиля;
7. Определяется время разгона и путь, проходимый автомобилем.

Пример тягового расчета

Приведем пример тягового расчета для автомобиля массой 1500 кг с двигателем мощностью 80 л.с. Передаточные числа трансмиссии:

• u₁ = 4;
• u₂ = 2,5;
• u₃ = 1,5;
• u₄ = 1.

Диаметр колес 0,65 м. Коэффициент сопротивления качению 0,012. Удельная мощность двигателя:
$$e = P_{dv} / m = 80 cdot 735,5 / 1500 = 38,6 кВт/т$$

Рассчитаем силу тяги на ведущих колесах:
$$eta_{тр} = 0,95$$
$$eta_{пер} = 0,97$$
$$eta_{дв} = 0,3$$
$$M_{dv} = 95 cdot 60/2pi = 290 Нм$$

Сила тяги на ведущих колесах:
$$F_т = 0,95 cdot 0,97 cdot 0,3 cdot 290 / 0,325 = 2552 Н$$

Рассчитаем силу сопротивления качению:
$$F_к = 1500 cdot 9,81 cdot 0,012 = 176,6 Н$$

Рассчитаем силу сопротивления воздуха (при скорости 50 км/ч):
$$rho = 1,29 кг/м^3$$
$$C_x = 0,3$$
$$A = 2 м^2$$
$$F_а = 0,5 cdot