Calculul de tractiune al autovehicului de proiectat

Calculul de tractiune al autovehicului de proiectat

1.Determinarea parametrilor necesari calculului de tractiune

1.1.Determinarea coeficientului de rezistenta la rulare a pneurilor

Rezistenta la rulare depinde de numerosi factori cum ar fi constructia pneului,viteza de deplasare,presiunea aerului din pneu,incarcarea radiala a pneului,rularea cu deviere,momentul aplicat rotii,calea de rulare.Coeficientul de rezistenta la rulare se determina pe cale experimentala pe baza rezultatelor obtinute propunandu-se numeroase formule empirice cele mai simple dintre ele referindu-se la viteza de deplasare:

f= V +

unde reprezinta coeficientul de rezistenta la rulare la viteza mica,iar [h/km] si [h²/km²] coeficienti de influenta ai vitezei care pot fi alesi din tabele standardizate.Astfel,pentru anvelopa radiala cu sectiune joasa avem [h/km] si [h²/km²].

Pentru mai multe valori ale vitezei se va contura graficul lui f=f(V) valorile fiind centralizate in tabelul 1.

Tabel 1

1.2.Determinarea ariei sectiunii transversale maxime a autovehiculului.

Determinarea ariei sectiunii transversale maxime se poate face f prin planimetrarea conturului delimitat din vederea din fata a desenului de ansamblu.In figura 1 se pot observa toate dimensiunile necesare determinarii ariei transversale maxime.Aceasta arie poate fi calculata astfel:

[m²]    

unde =0.89 este un coefficient de forma, este latimea automobilului, este inaltimea automobilului, inaltimea marginii inferioare a barei de protectie fata de cale,=2 reprezinta numarul de pneuri iar reprezinta latimea sectiunii anvelopei.

[m²]

In urma planimetrarii s- a obtinut valoarea sectiunii transversale maxime =2.39[m²].

1.3.Determinarea coeficientului de rezistenta al aerului

Avand in vedere faptul ca forma caroseriei automobilului ce urmeaza a fi proiectat este foarte apropiata de cea a modelului similar ales se poate conveni ca acesta sa aiba o valoare a coeficientului de rezistenta al aerului apropiata de cea a acestui model:

Valoarea aceasta a fost aleasa din intervalul [0.30;0.50] tinandu-se cont atat de valoarea acestuia la modelul similar dar si de valoarea ariei transversale care situeaza autoturismul in categoria celor cu caroserie inchisa.

1.Determinarea randamentului transmisiei

Puterea dezvoltata de motor este transmisa la rotile motoare prin intermediul transmisiei pentru a propulsa autovehiculul.Intotdeauna acest fenomen are loc cu pierderi prin frecare la nivelul transmisiei,pierderi ce sunt caracterizate de -randamentul transmisiei.Pentru un autoturism,valoarea adoptata pentru acesta este

Cele mai mari pierderi sunt datorate frecarilor rotilor dintate existente in transmisie. Randamentul cutiei de viteze creste odata cu momentul transmis si scade odata cu cresterea turatiei.Valoarea randamentului transmisiei difera de la caz la caz,acesta valoare aleasa fiind o valoare medie constanta.

2.Determinarea rezistentelor la inaintare si a puterilor corespunzatoare in functie de viteza autovehiculului

Pentru a determina rezistentele la inaintare si a puterilor corespunzatoare vom apela la bilantul de tractiune si la cel de putere(lucrarea bibliografica 2).

Bilantul de tractiune:

Bilantul de puteri:

unde este forta de tractiune, rezistenta la rulare, rezistenta la panta, rezistenta din partea aerului, rezistenta la demarare,iar puterea la roata, puterea necesara invingerii rezistentei la rulare, puterea necesara invingerii rezistentei la panta, puterea necesara invingerii rezistentei din partea aerului si puterea necesara invingerii rezistentei la panta.

Pentru calculul rezistentelor la inaintare si a puterilor se vor considera urmatoarele situatii de deplasare a autovehiculului:deplasarea in palier() cu si fara vant,deplasarea in panta maxima de priza directa impusa prin tema( fara vant,deplasarea in panta maxima a drumului modernizat, (p_max = 7.9%). Deoarece deplasarea autovehiculului se considera cu viteza constanta rezulta ca rezistenta la demarare si respectiv puterea la demarare este nula:

Cazul 1: deplasarea in palier() cu si fara vant

Tinand cont de faptul ca atunci rezistentele ce trebuiesc determinate sunt avand valoarea 0.Cunscand acestea bilanturile de tractiune si de puteri devin:

si

Se vor lua in considerare trei cazuri de deplasare:

1.Deplasare fara vant: si =V[km/h]

2.Deplasare cand vantul bate din fata :V_v = 15 km/h si    V_x = V - V_v[km/h]

3.Deplasare cand vantul bate din spate: V_v =    -15 km/h si V_x = V + V_v[km/h]

Rezistenta la rulare poate fi determinata folosin urmatoarea relatie:

[daN] unde    (7)

f este coeficientul de rezistenta la rulare , greutatea totala a automobilului.

Cum atunci relatia lui devine:

   

Puterea necesara invingerii rezistentei la rulare poate fi determinata cu urmatoarea relatie de calcul:

   

Spre exemplu,pentru o viteza de 25 km/h obtinem:

si

Pentru determinarea rezistentei din partea aerului si a puterii necesare pentru invingerea acesteia se vor utiliza urmatoarele relatii:

   

unde k este coeficientul aerodinamic:k=0.06125 0.35=0.021 kgf

   

Toate valorile rezistentelor si a puterilor ce trebuiesc calculate sunt centralizate in tabelul 2 precum si sumele acestora:

Tabelul 2.Valorile rezistentelor si puterilor necesare invingerii acestora in palier

Pe baza rezultatelor obtinute s-au intocmit urmatoarele grafice :

Grafic 1.Rezistentele la inaintare pentru deplasarea autovehiculului in palier

V[km/h]

Din acest grafic putem constata faptul ca rezistenta aerului este mai mica la viteze mici,dupa care acesta creste rapid odata cu cresterea vitezei ajungand sa depaseasca de cateva ori rezistenta la rulare.

In graficul 2 se poate observa variatia puterilor necesare pentru invingerea rezistentelor mentionate mai sus.

Grafic 2.Puterile necesare pentru invingerea rezistentelor la inaintare pentru deplasarea autovehicului in palier

V[km/h]

Grafic 3.Suma rezistentelor la inaintare pentru deplasarea autovehiculului in palier

V[km/h]

Grafic Suma puterilor necesare invingerii rezistentelor la inaintare

V[Km/h]

Cazul 2: deplasarea in panta maxima de priza directa () fara vant

In acest caz, rezistentele care trebuiesc determinate sun rezistenta la rulare,rezistenta la panta si rezistenta aerului.

Conditiile de deplasare sunt iar unghiul pantei se calculeaza cu expresia:

Rezistenta la rulare se va calcula folosind urmatoarea relatie:

[daN]

Puterea necesara invingerii rezistentei la rulare se determina astfel:

Spre exemplu,pentru o viteza de 25 km/h obtinem:

si

Rezistenta la panta se poate obtine folosin relatia de calcul:

Daca se calculeaza valoarea acesteia se observa ca aceasta este constanta:

Puterea necesara invingerii rezistentei la panta se va determina astfel:

Pentru determinarea rezistentei din partea aerului si a puterii necesare pentru invingerea acesteia se vor utiliza urmatoarele relatii:

unde k este coeficientul aerodinamic:k=0.06125 0.35=0.021 kgf

Se tine cont de faptul ca

Toate valorile rezistentelor si a puterilor ce trebuiesc calculate sunt centralizate in tabelul 3 precum si sumele acestora:

Tabel 3.Valorile rezistentelor si puterilor necesare invingerii acestora la deplasarea in panta maxima de priza directa

Pe baza valorilor din tabelul 3 s-au intocmit urmatoarele grafice:

Grafic 5.Rezistentele la inaintare pentru deplasarea autovehiculului in panta maxima de priza directa

V[km/h]

Grafic 6.Puterile necesare invingerii rezistentelor la inaintare la deplasarea autovehiculului in panta maxima de priza directa.

V[km/h]

Analizand graficele de mai sus putem face precizarea ca si in acest caz rezistenta aerului are valori mici la viteze mici acesta crescand foarte repede odata cu cresterea vitezei.Rezistenta la panta este mai mare decat celelalte rezistente pe aproape tot intervalul de viteza,cand se ajunge la viteza maxima rezistenta aerului luand valori mai mari.

Cazul 3: deplasarea in panta maxima a drumului modernizat, (p_max = 9%)

In acest caz, rezistentele care trebuiesc determinate sun rezistenta la rulare,rezistenta la panta si rezistenta aerului.

Conditiile de deplasare sunt iar unghiul pantei se calculeaza cu expresia:

Rezistenta la rulare se va calcula folosind urmatoarea relatie:

[daN]

Puterea necesara invingerii rezistentei la rulare se determina astfel:

Spre exemplu,pentru o viteza de 25 km/h obtinem:

si

Rezistenta la panta se poate obtine folosin relatia de calcul:

Daca se calculeaza valoarea acesteia se observa ca aceasta este constanta:

Puterea necesara invingerii rezistentei la panta se va determina astfel:

Pentru determinarea rezistentei din partea aerului si a puterii necesare pentru invingerea acesteia se vor utiliza urmatoarele relatii:

unde k este coeficientul aerodinamic:k=0.06125 0.35=0.021 kgf

Se tine cont de faptul ca

Toate valorile rezistentelor si a puterilor ce trebuiesc calculate sunt centralizate in tabelul 4 precum si sumele acestora:

Pe baza valorilor din tabelul 4 s-au intocmit urmatoarele grafice:

Grafic 7.Rezistentele la inaintare pentru deplasarea autovehiculului in panta maxima a drumului modernizat

V[km/h]

Grafic 8.Puterile necesare invingerii rezistentelor la inaintare la deplasarea autovehiculului in panta maxima de priza directa.

V[km/h]

Analizand graficele de mai sus putem face precizarea ca si in acest caz rezistenta aerului are valori mici la viteze mici acesta crescand foarte repede odata cu cresterea vitezei.Rezistenta la panta este mai mare decat celelalte rezistente pe aproape tot intervalul de viteza,cand se ajunge la viteza maxima rezistenta aerului luand valori mai mari.