Журнал Моделист-конструктор №9 - Столяров Ю.С.
Скачать (прямая ссылка):
Какую динамическую характеристику (максимальную скорость, способность разгоняться, количество перевозимого полезного груза) можно получить?
Мотоколяска развивает скорость до 65 км/час при полном весе около 600 кг. Значит, если построенная на агрегатах мотоколяски машина будет весить не более 600 кг при полной грузоподъемности, то динамика сохранится; если же полный вес микроавтомобиля будет равен 500 кг, то его динамика улучшится.
В теории автомобиля динамичность оценивается динамическим фактором D (см. таблицу 1), впервые предложенным академиком Е. Чудаковым. Динамический фактор при движении по ровной дороге с равномерной скоростью определяется по формуле:
G
где
D — динамический фактор,
Р(/ — тяговая сила на колесе автомобиля (кг),
Pw —сила сопротивления воздуха (кг),
G — полный вес автомобиля (кг).
Сопротивление воздуха особенно заметно влияет на этот коэффициент при скоростях более 100 км/час. Так как для самодельных микроавтомобилей ГАИ установлена максимальная скорость 75 км/час, то величиной Pw можно пренебречь. Тогда формула примет вид:
-J*. 100%. О
Тяговая сила Pt легко подсчитывается по формуле
_ Kl}max
•• .. pd^-:--\
г*
»тр 1
если известны:
радиус колеса — /к , максимальней крутящий момент двигателя Мкршах
\
общее передаточное число силовой передачи /о (куда входит передаточное число выбранной передачи коробки перемены передач 4л, передаточное число моторной передачи двухтактного мотоциклетного двигателя /м , передаточное число главной передачи її л, передаточное число задней передачи /вх, то есть от двигателя на входной вал главной передачи; {O=zkFT • 1м • і\л • 'вх.' 7JTp). Кстати, эти данные всегда есть в технических паспортах мотоколясок. 7jtP — коэффициент полезного действия трансмиссии (потери на трение и др.), в среднем равный 0,9.
Если известна мощность двигателя Ne и соответствующее ей число оборотов в минутах Л коленчатого вала, то тяговая сила подсчитывается так:
N.
^ = 716.2.-*. f-Tlw (кг)
Таким образом, зная две любые характеристики, можно найти третью. Например, известно Л» на какой-либо передаче и соответствующий ей динамический фактор D1 тогда находим силу P и по ней подбираем двигатель и т. д.
Однако тяговая сила на колесе Ptj не должна быть больше некоторой величины 7* = <p«/?f ибо в противном случае машина просто будет буксовать, то есть
где
R—часть полного веса автомобиля, приходящаяся на ведущие колеса;
(f—коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой (берется из таблицы 2). Максимальная скорость Утл\ определяется по формуле
V
max
п " "шах , . .
0,377- -(км/час),
где
Г* — радиус колеса в м;
/Гшач — число оборотов в минуту, соответствующее максимальной мощности, умноженное на коэффициент 1,1.
Таблица 1
Передачи Коэффициент динамичности I)
м 11 кроа в г ом обили легковые
Первая Втрая Третья Четвер! ая 25-400? 15•V0 8% 4- 7? 25-407., 8-15%,
Таблица %
Коэффициент сцен л ей и и
Условия движения на мокром
на сухом
грунте грунте
Асфальт 0,7-0,8 0,3—С ,4
Щебеночное шоссе 0,6-0,7 0,3-0,4
Грунтовая дорога 0.5-0,6 0,3-0.,4
Глина 0.5—0,6 0,3—0,4
Песок 0,5-0,6 0.4-0.5
Обледенелая дорога 0,2-0,3 —.
Дорога, покрмгая снегом С ,2—0.4 —
Трава 0.2-0,.3
А как ориентировочно прикинуть величину ожидаемой ІЛпах.если у нас вес машины стал не 600, а 500 кг? Рассматривая выражение для Pj, видим, что его можно выразить через скорость:
PdmHK - 716,2 = 716,2-/VrmM-— =
"mux''>
]
л'
стах
= 716.2-^,,^0.377 — - = 270 ,
Ш.ІЧ UlJX
ТО есть P1,
шах
N
270 глмх
V
(кг)
шах
тогда при Gx— 600 кг и (/. = 500 кг и одном и том же D получим:
—. откуда Р. =—— (кг)
P
G1 О,
г1
Подставив значение Pd, определим I'max на прямой передаче:
270 /V,m;ix 270 N,
шах &
шах
шах,
или
V -G1
"и\ '65¦COO
IHdX
G,
500
= 78 км час.
Таким образом, пользуясь формулами, можно быстро определить: какой по весу автомобиль нужен для имеющегося двигателя; какой требуется двигатель для проектируемого нового автомобиля; максимальную скорость или тяговое усилие, исходя из веса; вес, исходя из максимальной скорости и тягового усилия.
Все это не только поможет сделать конструкцию грамотно, но и предостережет от лишних материальных затрат и труда. Если нам удастся выполнить проект микроавтомобиля с предполагаемым полным весом в 500 кг, то получим хорошую динамику.
Теперь в зависимости от динамических свойств нужно выбрать кузов. Мотоколяска СЗА без полезной нагрузки весит 455 кг, из которых 180 кг — кузов. На долю остальных деталей и узлов приходится 275 кг. Всегда стремятся снаряженный вес иметь как можно меньше, а полезную нагрузку — больше.
Если два человека весят 150 кг, то на кузов придется 125 кг. Вот предел, к которому мы должны стремиться при его изготовлении. Кузов может быть металлическим, деревянным, пластмассовым и из папье-маше. Менее желателен металлический. Во-первых, он тяжел, во-вторых, требует специальных работ. Из остальных материалов можно сделать легкие, красивые, отвечающие требованиям технической эстетики кузова. Но и из них более предпочтительны пластмассовый или из папье-маше.
