Universitatea "TRANSILVANIA" Ex. - calcul tractiune - 2 Prof.dr.ing. Ion Preda Calculul dinamic al autovehiculului Dimensiuni predefinite kg 1kg = s 1s = m 1m = min 60 s = hr 3600 s = km 1000 m = rpm 0.105 s 1 − = kph 1 km hr ⋅ = N 1N = W 1W = J 1J = Dimensiuni definite rot 2 π ⋅ rad ⋅ := rot 6.28 = rpm 1 rot min ⋅ = Organizarea generala a autovehiculului Date impuse prin tema Viteza maxima v max 190 km hr := Numarul de locuri N loc 5 := Adoptarea maselor Pe baza marimilor statistice obtinute de la modelele asemanatoare, prezentate in tab.1 s-au adoptat urmatoarele dimensiuni: Numarul de locuri in fata N locf 2 := Masa unei persoane m 1p 75kg := Masa bagajelor unei persoane m b1 20kg := Masa proprie a autovehiculului m 0 1310kg :=
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Universitatea "TRANSILVANIA" Ex. - calcul tractiune - 2 Prof.dr.ing. Ion Preda
Calculul dinamic al autovehicululuiDimensiuni predefinitekg 1kg= s 1 s= m 1 m=
min 60 s= hr 3600 s= km 1000 m= rpm 0.105 s 1−= kph 1
kmhr
⋅=N 1 N= W 1W= J 1 J=
Dimensiuni definite
rot 2 π⋅ rad⋅:= rot 6.28=
rpm 1rotmin
⋅=
Organizarea generala a autovehiculului
Date impuse prin tema
Viteza maxima vmax 190kmhr
:=
Numarul de locuri Nloc 5:=
Adoptarea maselor Pe baza marimilor statistice obtinute de la modelele asemanatoare, prezentate in tab.1s-au adoptat urmatoarele dimensiuni:
Numarul de locuri in fata Nlocf 2:=
Masa unei persoane m1p 75kg:=
Masa bagajelor unei persoane mb1 20kg:=
Masa proprie a autovehiculului m0 1310kg:=
Universitatea "TRANSILVANIA" Ex. - calcul tractiune - 3 Prof.dr.ing. Ion Preda
Masa pasagerilor din fata (fara sofer) mpf Nlocf 1−( )m1p:= mpf 75 kg=
Masa pasagerilor din spate mps Nloc Nlocf−( )m1p:= mps 225 kg=
Masa tuturor pasagerilor mp Nloc m1p:= mp 375 kg=
Masa bagajelor mb Nloc mb1⋅:= mb 100 kg=
Masa utila mu mp mb+:= mu 475 kg=
Masa totala a vehiculului incarcat mi m0 mu+:= mi 1785 kg=
Greutatea totala a autovehiculului incarcat Gi mi g⋅:= Gi 17505 N=
ηGmu
m0:= ηG 0.36=Coeficientul de utilizare a greutătii
Adoptarea dimensiunilor de gabarit ale automobilului
ampatamentul Lam 2642 mm⋅:=
ecartamentul Bec 1525mm:=
înăltimea totală Hin 1430mm:=
Repartitia maselor - Autovehicul incarcat
Se adopta raportul dintre greutatea statica repartizata pe puntea din fatasi greutatea totala (autovehicul incarcat)
wi 0.48:=
Greutatea ce revine puntii din fată
G1i wi Gi⋅:= G1i 8402 N=
Greutatea ce revine puntii din spate
G2i Gi G1i−:= G2i 9103 N=
Greutatea repartizată pe o roată a puntii din fată are valoarea
Gr1iG1i
2:= Gr1i 4201 N=
Greutatea repartizată pe o roată a puntii din spate are valoarea
Gr2iG2i
2:= Gr2i 4551 N=
Distanta pe orizontala de la centrul de greutate la puntea din spatebi Lam wi⋅:= bi 1.27m=
Distanta pe orizontala de la centrul de greutate la puntea din fataai Lam bi−:= ai 1.37m=
Inaltimea centrului de greutate hi 0.8 m⋅:=
Universitatea "TRANSILVANIA" Ex. - calcul tractiune - 4 Prof.dr.ing. Ion Preda
Repartitia maselor - Autovehicul descarcat
Determinarea pozitiei centrului de greutate pentru autovehiculul descarcat:mi ai⋅ md ad⋅
x
mx ax⋅( )∑+=x este o masa oarecare ce poate fi descarcata
coeficientul de deformare a rotii λ 0.96:= De dezvoltat calculul razei dinamice a rotii
Raza dinamica a rotilor rd λ r0⋅:= rd 303 mm⋅=
Momentul de inertie al tuturor rotilor (4 roti) Jr 5 kg⋅ m2⋅:=
Universitatea "TRANSILVANIA" Ex. - calcul tractiune - 6 Prof.dr.ing. Ion Preda
Caracteristicile transmisiei autovehiculului
randamentul estimat ηest 0.92:=
Caracteristicile aerodinamice ale autovehiculului
coeficientul de rezistentă aerodinamicacx 0.5:=
Aria suprafetei frontale a autovehiculului
Saer Bec Hin⋅:= Saer 2.18m2=
De dezvoltat calculul ariei frontale pentru diferite forme
Conditiile de deplasareCoeficientul rezistentei totale a drumului
ψ f α, ( ) f cos α( )⋅ sin α( )+:=
Conditiile normale de deplasare (pe drum)Conditiile aerodinamice pentru obtinerea vitezei maxime
densitatea aerului (la 1 atmosfera si 15 gr Celsius)
ρaer 1.225kg
m3:=
Coeficientul aerodinamic al autovehiculului va avea valoarea
kaerρaer cx⋅
2:= kaer 0.306
kg
m3⋅=
Conditiile de drum pentru obtinerea vitezei maxime drum orizontal asfaltat de buna calitate
αv 0:= unghiul panteifV 0.014:= coeficientul de rezistentă la rulareψv ψ fV αv, ( ):= ψv 0.014= coeficientul rezistentei totale a drumuluiμV 0.9:= coeficientul de aderentă a solului - asfalt uscat
Cele mai grele conditii normale de deplasare (pe drum)
αmaxN 27deg:= 100 tan αmaxN( )⋅ 50.95= % unghiul maxim al pantei pe drumfN 0.02:= coeficientul de rezistentă la rulare pe drum de pamantψmaxN ψ fN αmaxN, ( ):= ψmaxN 0.472= coeficientul rezistentei totale a drumuluiμN 0.85:= coeficientul de aderentă al drumului de pamant
Cele mai grele conditii dificile de deplasare (in teren)αmaxR 42deg:= 100 tan αmaxR( )⋅ 90.04= % unghiul maxim al pantei in terenfR 0.03:= coeficientul de rezistentă la rulare in terenψmaxR ψ fR αmaxR, ( ):= ψmaxR 0.691= coeficientul rezistentei totale a terenuluiμR 0.8:= coeficientul de aderentă in teren
Universitatea "TRANSILVANIA" Ex. - calcul tractiune - 7 Prof.dr.ing. Ion Preda
Coeficientul shimbarii dinamice a sarcinii la puntile motoare la limita de aderentaRelatii de calcul
mmn μ α, hg, ( )Lam
Lam μ hg⋅+cos α( )⋅= la puntea din fata - 2 punti, tractiune pe fata
mnm μ α, hg, ( )Lam
Lam μ hg⋅−cos α( )⋅= la puntea din spate - 2 punti, tractiune pe spate
mmn μ α, hg, ( ) cos α( )= insumat de la ambele punti - 2 punti, tractiune integrala
la puntea din fata - 2 punti, tractiune integralammm1 μ α, hg, a, ( )
Lam a− μ hg⋅−( )Lam a−
cos αmaxN( )⋅=
la puntea din spate - 2 punti, tractiune integralammm2 μ α, hg, a, ( )
a μ hg⋅−( )a
cos αmaxN( )⋅=
Conditii normale (pe drum)
mNmniLam
Lam μN hi⋅+cos αmaxN( )⋅:= mNmni 0.71= tractiune pe fata
mNnmiLam
Lam μN hi⋅−cos αmaxN( )⋅:= mNnmi 1.2= tractiune pe spate
mNmm cos αmaxN( ):= mNmm 0.89= tractiune integrala
Conditii dificile (in teren)
mRmniLam
Lam μN hi⋅+cos αmaxR( )⋅:= mRmni 0.59= tractiune pe fata
mRnmiLam
Lam μN hi⋅−cos αmaxR( )⋅:= mRnmi 1= tractiune pe spate
mRmm cos αmaxR( ):= mRmm 0.74= tractiune integrala
Pentru autovehiculul considerat (4x4):mNi mNmm:= mNi 0.89=
mRi mRmm:= mRi 0.74=
Rampele maxime ce ar putea fi urcate (conditii de aderenta)presupunand ca vehiculul nu se rastoarna si neglijand rezistenta la rulare
αmaxmn μ hg, a, ( ) atan μLam a−
Lam μ hg⋅+⋅
⎛⎜⎝
⎞⎟⎠
:= tractiune pe fata
tractiune pe spateαmaxnm μ hg, a, ( ) atan μ
aLam μ hg⋅−
⋅⎛⎜⎝
⎞⎟⎠
:=
αmaxmm μ( ) atan μ( ):= tractiune integrala
Universitatea "TRANSILVANIA" Ex. - calcul tractiune - 8 Prof.dr.ing. Ion Preda
Universitatea "TRANSILVANIA" Ex. - calcul tractiune - 14 Prof.dr.ing. Ion Preda
Determinarea rapoartelor de transmitere din cutia de vitezeAdoptarea unui raport de transmitere pentru cutia de viteze si pentru cutia de distributie
Se adoptă raportul treptei în care se obtine viteza maximăicvV 1:= pentru priza directa
Raportul de transmitere al reductorului in gama normalaicdN 1.07:=
Raportul de transmitere al transmisiei principaleRaportul de transmitere al transmisiei principale
i0nvmax rd⋅
icvV icdN⋅ vmax⋅:= i0 2.294=
Raportul de transmitere al primei trepte a cutiei de viteze
Raportul de transmitere al treptei întâi trebuie să se încadreze între următoarele valori:
Ga ψmax⋅ rd⋅
MM ηtrN⋅ i0⋅ icd⋅icv1≤
mN Ga⋅ μ⋅ rd⋅
MM ηtrN⋅ i0⋅ icd⋅≤
Gi ψmaxN⋅ rd⋅
MM ηtrN⋅ i0⋅ icdN⋅3.267=
mNi Gi⋅ μN⋅ rd⋅
MM ηtrN⋅ i0⋅ icdN⋅5.244=
icv1Gi ψmaxN⋅ rd⋅
MM ηtrN⋅ i0⋅ icdN⋅:= icv1 3.267=
Din necesitatea de a proteja motorul si ambreajul, precum si pentru a se putea realizaviteze mici de deplasare pe drum in treapta intai se adopta
icv1 3.6:=
Calculul initial al rapoartelor de transmitere ale treptelor de vitezăse face initial prin metodaetajării in progresie geometrică. Se alege o ratie initiala a progresiei in care vor fi realizaterapoartele de transmitere ale cutie de viteze.
q0nN
nM 1000rotmin
⋅+
:= q0 1.53=
Numărul treptelor de viteze necesar pentru demaraj (fara o eventuala treapta economica)
Ntr 1
lnicv1
icvV
⎛⎜⎝
⎞⎟⎠
ln q0( )+:= Ntr 4.02=
Se adopta numărul treptelor de viteză de mers inainte (cu o treapta economica)Ntr 5:=
Valoarea ratiei geometrice va fi q
Ntr 2−icv1
icvV:= q 1.533=
Universitatea "TRANSILVANIA" Ex. - calcul tractiune - 15 Prof.dr.ing. Ion Preda
Rapoartele de transmitere initiale ale trepteloricv4 icvV:= icv4 1=
icv3 icvV q⋅:= icv3 1.533=
icv2 icvV q2⋅:= icv2 2.349=
icv5 0.82 icvV⋅:= icv5 0.82=
De dezvoltat calculul raportului de transmitere al treptei economicevE n( ) n
rdicv5 icdN⋅ i0⋅
⋅:=
Prez5 n( ) fv Gi⋅ kaer Saer⋅ vE n( )2⋅+⎛⎝
⎞⎠
vE n( )
ηtrE⋅:= fv
Valorile optimizate ale rapoartelor treptelor de viteze: