Расчет динамического фактора автомобиля КрАЗ-257Б1
Расчет
динамического фактора автомобиля КрАЗ-257Б1
Автомобиль КрАЗ-257Б1
Выпускается Кременчугским автомобильным заводом
с 1977 г. Кузов - деревянная платформа с тремя открывающимися бортами (боковые
борта сдвоенные). Кабина - трёхместная.
С 1965 по 1977 г. Выпускался автомобиль
КрАЗ-257, который отличался отКрАЗ -257Б1 главным образом отсутствием
раздельного привода тормозов.
Модификация - КрАЗ -257Б1С северный для работы
при температуре доминус 600 С. Отличие - двойное остекление, теплоизоляция
кабины и аккумуляторных батарей, шины и резинотехнические изделия из
морозостойких материалов.
Таблица 1 - Техническая
характеристика автомобиля
|
Общая
характеристика
|
|
Название
|
КрАЗ-257Б1
|
|
Разработчик
и изготовитель
|
Кременчугский
автомобильный завод
|
|
Тип
шин
|
320-508Р
(12,00-20)
|
|
Статический
радиус шин
|
508±5
|
|
Масса-габаритные
характеристики
|
|
Полная
масса, кг
|
22500
|
|
Грузоподъёмность,кг
|
12000
|
|
Допустимая
масса прицепа, кг
|
20000
|
|
Длина,
мм
|
9640
|
|
Ширина,
мм
|
2650
|
|
Высота,
мм
|
2670
|
|
Двигатель,
ходовая часть и динамические характеристики
|
|
Двигатель
|
ЯМЗ-238,
дизельный, 4-такт. 8-цилиндровый, V-образный
|
|
Рабочий
объём, л
|
14,86
|
|
Порядок
работы цилиндров
|
1-5-4-2-6-3-7-8
|
|
Мощность
двигателя, л.с. (кВт)
|
240
(176,5) при 2100 об/мин
|
|
Коробка
передач
|
5-х
ступ.с синхронизаторами наII, III, IV и Vпередачах
|
|
Передаточные
числа коробки передач
|
5.26;
2.90; 1.52; 1.00; 0.66;З.Х.-5.48
|
|
Передаточные
числа главной передачи
|
8.21
|
|
Сцепление
|
двухдисковое
сухое
|
|
Главная
передача
|
двойная:
пара конических и пара цилиндр.шестерен
|
|
Подвеска:
|
|
Передняя
|
на
двух прод. полуэлипт. рессорах, армотизаторыгидравл., телескоп
|
|
Задняя
|
балансирная
на двух прод.полуэлипт. рессорах с реактивными штангами
|
|
Максимальная
скорость, км/ч
|
68
|
|
Объём
топливных баков, л
|
330
|
|
Расход
топлива на 100 км, л
|
38
|
|
Радиус
поворота, м
|
14,7
|
|
Тормозной
путь со скоростью 40 км/ч
|
18,4
|
Задача№1. Расчёт динамического
фактора автомобиля
В данной задаче необходимо вычислить
динамический фактор, выражающий удельную (приходящую на единицу веса) силу тяги
автомобиля, которая может расходоваться на преодолении дорожных сопротивлений.
Также будет необходимо построить динамическую характеристику автомобиля,
указанную в задаче.
Динамический фактор определяется как разница
между силой тяги на ведущих колёсах автомобиля и сопротивлением воздушной
среду, отнесённых к весу автомобиля. Это выражается в следующих формулах.
а) - для гружёного автомобиля:
где 
сила тяги на колесе, Н;
сила сопротивления воздушной среды,
Н;
полная масса автомобиляавтомобиля,
кг;
g - ускорение
свободного падения, 
.
Полная масса автомобиля - сумма
собственной массы автомобиля и массы груза в нём, масса водителя и пассажиров в
кабине из расчёта 75 кг на человека.
Собственная масса автомобиля - масса
автомобиля в снаряжённом состоянии без нагрузки. Слагается из сухой массы
автомобиля, массы топлива, охлаждающей жидкости, запасного колеса (колёс),
инструмента, принадлежностей и обязательного оборудования (огнетушитель, лента,
дуги и т.д.) без массы водителя и пассажиров в кабине.
Сухая масса автомобиля - масса не
заправленного и не снаряжённого автомобиля.
б) - для автомобиля в порожном
состоянии
где 
собственная масса автомобиля.
Динамическая характеристика выражает
зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля. Для
построения этого графика необходимо заполнить таблицу.
Таблица 2 - Таблица динамических
характеристик
|
|
S,    V, км/ч  , об/мин  , %  , %  , Вт  , H
 , H
 
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
I
ПЕРЕДАЧА
|
5,26
|
10
|
2490.17
|
119,31
|
92,58
|
163404
|
50974,11
|
25,37
|
0,2310
|
0,5062
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
5,26
|
8
|
1992,13
|
94,86
|
97,94
|
172873
|
66159,33
|
16,23
|
0,3001
|
0,6572
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
5,26
|
6
|
1494,10
|
71,14
|
83,59
|
147537
|
75283,87
|
9,13
|
0,3414
|
0,7479
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
5,26
|
4
|
996,06
|
47,43
|
58,54
|
103334
|
79093,13
|
4,05
|
0,3587
|
0,7858
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
5,26
|
2
|
498,03
|
23,71
|
25,57
|
45137
|
69097,73
|
1,01
|
0,3134
|
0,6865
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
II
ПЕРЕДАЧА
|
2,90
|
4
|
552,53
|
26,31
|
29,47
|
52015
|
39812,39
|
4,06
|
0,1805
|
0,3955
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
2,90
|
6
|
823,74
|
39,22
|
48,83
|
86200
|
43985,74
|
9,13
|
0,1994
|
0,4369
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
2,90
|
8
|
1098,32
|
52,30
|
64,14
|
113218
|
43329,10
|
16,23
|
0,1964
|
0,4303
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
2,90
|
10
|
1372,90
|
65,37
|
78,10
|
137860
|
42207,64
|
25,37
|
0,1913
|
0,4191
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
2,90
|
12
|
1647,49
|
78,45
|
90,52
|
159784
|
40766,63
|
36,53
|
0,1847
|
0,4047
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
III
ПЕРЕДАЧА
|
1,52
|
6
|
434,40
|
20,69
|
21,04
|
37135
|
18948,93
|
9,13
|
0,0859
|
0,1882
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
1,52
|
8
|
575,67
|
27,41
|
31,11
|
54926
|
21020,42
|
16,23
|
0,0953
|
0,2087
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
1,52
|
10
|
719,59
|
34,26
|
41,39
|
73070
|
22371,36
|
25,37
|
0,1013
|
0,2220
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
1,52
|
12
|
863,51
|
41,11
|
51,28
|
90522
|
23095,52
|
36,53
|
0,1046
|
0,2291
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
1,52
|
14
|
1007,43
|
47,97
|
59,16
|
104433
|
22838,20
|
49,72
|
0,1033
|
0,2264
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
1,52
|
16
|
1151,35
|
54,82
|
67,05
|
118343
|
22645,20
|
64,94
|
0,1024
|
0,2244
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
IV
ПЕРЕДАЧА
|
1,00
|
12
|
571,58
|
27,22
|
30,83
|
38396
|
13882,29
|
36,53
|
0,0628
|
0,1376
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
1,00
|
14
|
662,78
|
31,56
|
37,34
|
65908
|
14413,27
|
49,72
|
0,0651
|
0,1427
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
1,00
|
16
|
757.46
|
36,06
|
44,10
|
77844
|
14895,75
|
64,94
|
0,0673
|
0,1474
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
1,00
|
18
|
40,57
|
50,66
|
89424
|
15210,22
|
82,20
|
0,0686
|
0,1503
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
1,00
|
20
|
946,83
|
45,08
|
55,85
|
98576
|
15090,13
|
101,48
|
0,0680
|
0,1489
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
1,00
|
22
|
1041,51
|
49,59
|
61,03
|
107727
|
14991,88
|
122,79
|
0,0674
|
0,1477
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
V ПЕРЕДАЧА
|
0,66
|
18
|
565,86
|
26,95
|
30,43
|
53708
|
9135,27
|
82,20
|
0,0410
|
0,0892
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
0,66
|
20
|
624,91
|
29,75
|
34,63
|
61133
|
9358,37
|
101,48
|
0,0420
|
0,0920
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
0,66
|
22
|
687,40
|
32,73
|
39,10
|
69011
|
9603,99
|
122,79
|
0,0430
|
0,0942
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
0,66
|
24
|
749,89
|
35,70
|
43,56
|
76890
|
9808,68
|
146,13
|
0,0438
|
0,0960
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
0,66
|
26
|
812,38
|
38,68
|
48,02
|
84768
|
9981,88
|
171,50
|
0,0445
|
0,0975
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
0,66
|
28
|
874,87
|
41,66
|
51,90
|
91620
|
10018,16
|
198,90
|
0,0448
|
0,0976
|
|
0,4572
|
5,48
|
8,21
|
|
0,66
|
30
|
937,36
|
44,63
|
55,33
|
97660
|
9966,69
|
228,33
|
0,0442
|
0,0968
|
1. 
- статический радиус шин под
нагрузкой, м
2. 
- площадь лобового сопротивления
S=0,775·B·H,
где
В, Н - габариты автомобиля - высота и ширина, м
3. 
- передаточное число главной
передачи
4. 
- передаточные числа для каждой
передачи
5. Скорость для
каждой передачи (достаточно пяти значений). Значения скорости отличаются на 2 -
4 - 5 км/ч. Для первой передачи скорость определяем по формуле:
затем после динамического фактора, начальная
скорость для последующих передач выбирается по графику.
6. 
- скорость вращения коленчатого
вала двигателя при соответствующей скорости движения автомобиля, об/мин.
Определяется для каждой передачи (
по следующей формуле:
где
- передаточные числа главной
передачи и коробки передач.
7. 
- отношение частоты вращения
коленчатого вала двигателя, к её же максимальному значению 
, %. Определяется для каждой
скорости движения, 
8. 
- отношения мощности двигателя к её
максимальному значению, %. Расчёт производить с использованием метода
интерполяции
автомобиль
динамический фактор передача
9. 
- мощность двигателя, Вт:
где
- максимальная мощность двигателя,
Вт
10. 
- сила тяги, приходящаяся на одно
колесо, Н:
где 
- КПД трансмиссии. Для автомобилей с
одинарной главной передачей КПД принять равным 0,85÷0,9.
11. 
- сила сопротивления воздушной
среды, Н. Зависит от скорости движения автомобиля V, км/ч; его
лобовой площади S, 
; коэффицента обтекаемости k, Н·
(принять равным 0,6÷0,8)
12. Динамический
фактор (
) для загруженного автомобиля:
где - сила тяги на колёса, Н;
- сила сопротивления воздушной
среды, Н;
- полная масса автомобиля, кг;
- ускорении свободного падения, м/с2
13. Динамические
факторы (
) для порожнего автомобиля:
где 
- собственная масса автомобиля, кг
Примеры расчётов таблицы для каждой
передачи
Для I передачи:
1. Для расчёта используем формулу:
м
. Площадь лобового сопротивления S
рассчитывается по формуле:
S=0,775·B·H
S=0,775·2,65·2,67=5,48
м2
где Н - ширина автомобиля, м;
В - высота автомобиля, м;
. Передаточное число главной
передачи , из «Краткого автомобильного
справочника» [КАС]
Для данного автомобиля передаточное
число главной передачи 
.
. Передаточное число первой передачи
, из [КАС].
Для данного автомобиля передаточное
число первой передачи =5,26.
. Скорость для каждой передачи V.
Для первой передачи определяем по
формуле:
где
об/мин для данного автомобиля
. Скорость вращения коленчатого вала
двигателя при соответствующей скорости движения автомобиля, об/мин:
где - передаточные числа главной
передачи и коробки передач.
. Отношение частоты вращения
коленчатого вала двигателя, к её максимальному значению :
где
об/мин для данного автомобиля
. Отношение мощности двигателя к её
максимальному значению
. Расчёт производить с помощью
метода интерполяции:
_92-100= -8%
120-100=20%
,57- 100=18,57
(-0,4)= -7,42
,42+100=92,58
. - мощность двигателя, Вт:
Макс. мощность 176,5 кВт переводим в
Вт - 176500 Вт
. - сила тяги, приходящаяся на одно
колесо, Н:
где - КПД трансмиссии. Для автомобилей с
одинарной главной передачей КПД принять равным 0,85÷0,9.
- КПД трансмиссии =0,85
. - сила сопротивления воздушной
среды, Н. Зависит от скорости движения автомобиля V, км/ч; его
лобовой площади S, ; коэффицента обтекаемости k, Н·. Примем равным k=0,6
12. Динамический фактор () для загруженного автомобиля:
где - сила тяги на колёса, Н;
- сила сопротивления воздушной
среды, Н;
- полная масса автомобиля, кг;
- ускорении свободного падения, м/с2
. Динамические факторы () для порожнего автомобиля:
где - собственная масса автомобиля, кг
Для II
передачи:
4. Передаточное число второй
передачи , из [КАС].
Для данного автомобиля передаточное
число второй передачи =2,90.
. Скорость для каждой передачи V
Начальная скорость для второй
передачи выбирается по графику V=4км/ч
. Скорость вращения коленчатого вала
двигателя при соответствующей скорости движения автомобиля, об/мин:
. Отношение частоты вращения
коленчатого вала двигателя, к её максимальному значению :
. Отношение мощности двигателя к её
максимальному значению. Расчёт производить с помощью
метода интерполяции:
_50-20= 30%
40-20=20%
,31-20=6,31
= 9,47
,47+20=29,47%
. - мощность двигателя, Вт:
. - сила тяги, приходящаяся на одно
колесо, Н:
. - сила сопротивления воздушной
среды, Н. Зависит от скорости движения автомобиля V, км/ч; его
лобовой площади S, ; коэффицента обтекаемости k, Н·. Примем равным k=0,6
12. Динамический фактор () для загруженного автомобиля:
13. Динамические факторы () для порожнего автомобиля:
Для III
передачи:
4. Передаточное число третьей
передачи , из [КАС].
Для данного автомобиля передаточное
число третьей передачи =1,52.
. Скорость для каждой передачи V
Начальная скорость для третьей
передачи выбирается по графику V=6 км/ч
. Скорость вращения коленчатого вала
двигателя при соответствующей скорости движения автомобиля, об/мин:
. Отношение частоты вращения
коленчатого вала двигателя, к её максимальному значению :
. Отношение мощности двигателя к её
максимальному значению. Расчёт производить с помощью
метода интерполяции:
_50-20= 30%
40-20=20%
,69-20=0,69= 1,04
,04+20=21,04%
. - мощность двигателя, Вт:
. - сила тяги, приходящаяся на одно
колесо, Н:
. - сила сопротивления воздушной
среды, Н. Зависит от скорости движения автомобиля V, км/ч; его
лобовой площади S, ; коэффицента обтекаемости k, Н·. Примем равным k=0,6
12. Динамический фактор () для загруженного автомобиля:
13. Динамические факторы () для порожнего автомобиля:
Для IV
передачи:
4. Передаточное число четвёртой
передачи , из [КАС].
Для данного автомобиля передаточное
число четвёртой передачи =1.
. Скорость для каждой передачи V
Начальная скорость для четвёртой
передачи выбирается по графику V=12 км/ч
. Скорость вращения коленчатого вала
двигателя при соответствующей скорости движения автомобиля, об/мин:
. Отношение частоты вращения
коленчатого вала двигателя, к её максимальному значению :
. Отношение мощности двигателя к её
максимальному значению. Расчёт производить с помощью
метода интерполяции:
_50-20= 30%
40-20=20%
,22-20=7,22= 10,83
,83+20=30,83%
. - мощность двигателя, Вт:
. - сила тяги, приходящаяся на одно
колесо, Н:
. - сила сопротивления воздушной
среды, Н. Зависит от скорости движения автомобиля V, км/ч; его
лобовой площади S, ; коэффицента обтекаемости k, Н·. Примем равным k=0,6
12. Динамический фактор () для загруженного автомобиля:
13. Динамические факторы () для порожнего автомобиля:
Для V
передачи:
4. Передаточное число четвёртой
передачи , из [КАС].
Для данного автомобиля передаточное
число пятой передачи =0,66.
. Скорость для каждой передачи V
Начальная скорость для пятой
передачи выбирается по графику V=20км/ч
. Скорость вращения коленчатого вала
двигателя при соответствующей скорости движения автомобиля, об/мин:
. Отношение частоты вращения
коленчатого вала двигателя, к её максимальному значению :
. Отношение мощности двигателя к её
максимальному значению. Расчёт производить с помощью
метода интерполяции:
_50-20= 30%
40-20=20%
,95-20=6,95= 10,43
,43+20=30,43%
. - мощность двигателя, Вт:
. - сила тяги, приходящаяся на одно
колесо, Н:
. - сила сопротивления воздушной
среды, Н. Зависит от скорости движения автомобиля V, км/ч; его
лобовой площади S, ; коэффицента обтекаемости k, Н·. Примем равным k=0,6
12. Динамический фактор () для загруженного автомобиля:
13. Динамические факторы () для порожнего автомобиля:
