Расчет крутящего момента на колесе. Правильный Тюнинг. расчёты. Всем удачных поездок

Признаки беременности после имплантации эмбриона

Мы перестали спорить в курилках на технические темы. А жаль. Какой нормальный мужик откажется побазарить о том, как распределяется по колесам крутящий момент мотора? Или хотя бы постоять рядом, храня молчанье в важном споре. Не сериалы же нам обсуждать!

Про мощности и скорости спорить неинтересно, а вот момент - дело другое! Разброд мнений здесь гарантирован. По секрету скажем, что даже «доценты с кандидатами» сгоряча давали противоположные ответы на простые, казалось бы, вопросы. В итоге истину удалось постичь только после длительной дискуссии с представителями заводов ГАЗ и УАЗ и нескольких профильных вузов, а также в результате консультаций с зарубежными коллегами.

Обеспечивает питание всех 4 колес равномерно и постоянно, без разницы в скорости вращения из стороны в сторону. Обеспечивает питание всех 4 колес равномерно, но может быть проецировано спереди назад или сбоку в зависимости от системы, в которой автомобиль оборудован.

Понимание того, что означают эти буквы и цифры на вашей шине, имеет решающее значение для безопасности и производительности. Это высота шины от борта до протектора по отношению к ширине. Как правило, физический размер на автомашине является наиболее распространенным. Как видно из рисунка, он сначала появляется в поршневом двигателе на коленчатом валу, который должен быть усилен в коробке передач. Конечно, весь привод должен быть установлен на это увеличение. Грузовые трансмиссии часто имеют в четыре раза больше размера пассажирского автомобиля с несколькими дополнительными зубьями.

Предлагаем всем желающим попытаться найти правильные ответы в предложенных нами ситуациях. А предварительно перечислим условия, которые следует учитывать при выборе правильного варианта.

Во всех ситуациях условно считаем, что трение и прочие потери отсутствуют как класс. Нагрузки на колеса - одинаковые. Продольная и поперечная развесовки - равномерные. Условия сцепления шин с покрытием - одинаковые, если иное не оговорено. Все дифференциалы - симметричного типа. Момент, передаваемый двигателем на конкретный дифференциал, условно принимаем за 100%.
* Для разминки - первый вопрос. В нем скрыта маленькая «нехорошесть»: если ответ на него останется непонятен, то ко второму вопросу переходить бессмысленно.

Условные обозначения.

Крутящий момент встречается везде, где один вал или колесо или рычаг включаются. Как и в рулевом управлении, где вы даже поддерживаете гидравлику или потребности. Однако следует не только смотреть на приводные зубчатые, цепные или ременные колеса. Крутящий момент важен для механика, потому что его нужно учитывать при затягивании винтов. Поэтому он использует монтажный инструмент, в котором предохранитель уже установлен с высоким крутящим моментом. Конечно, это должно быть установлено в соответствии с соответствующим винтом.

Слишком плотный болт колеса может предотвратить успешное изменение колеса при пробое. И наоборот, конечно, затягивание колесных болтов на коммерческих транспортных средствах иногда бывает затруднительным. Поэтому динамометрические ключи длиной 2 метра не являются редкостью. Таким образом, здесь не так важно сильное направление. В лучшем случае ориентация, указывающая на то, как вал вращается. Сила, таким образом, становится крутящим моментом, когда она воздействует на вращающийся компонент через рычаг.

ВОПРОС № 1

Автомобиль сел на брюхо и беспомощно крутит ведущими колесами в воздухе. Чему при этом приблизительно равен момент на маховике двигателя?

Б - зависит от оборотов

В - заявленной паспортной величине

Г - зависит от включенной передачи

Правильный ответ : А

Тем, кому непонятен ответ, поясняем: момента без сопротивления не бывает! Представьте себе электрическую розетку, рядом с которой стоит неподключенный утюг. Напряжение в розетке есть, но отдаваемый ток - нулевой. Так и здесь: двигатель не совершает никакой полезной работы, колеса не встречают сопротивления, а потому и момент отсутствует.

Кроме того, крутящий момент становится силой, учитывая время его применения на валу. Крутящий момент увеличивается либо с силой, действующей на рычаг, либо с самим рычагом. Остановка достигается на рычаге, когда правый и левый крутящий момент отменяют друг друга.

Поэтому в какой-то момент кулачок должен применять такой же крутящий момент по плунжерам, что и пружина клапана над клапаном. Для большинства водителей дифференциал и его работа остаются скрытыми. Однако для внедорожников это важная часть автомобиля. Тип и количество встроенных дифференциалов значительно определяют, с какими препятствиями может справиться транспортное средство. Но что такое дифференциал и как он работает? Что такое блокировка дифференциала и какие существуют типы? Мы разъясняем это в этой серии статей.

* Если это понятно, то даем задание более сложное - уже с участием дифференциала. Тем, кто подзабыл, что это такое, рекомендуем заглянуть в подсказку ниже.

C чем его едят

Автомобиль ВАЗ‑2107 едет по кругу на четвертой передаче. Как приблизительно распределены моменты на его задних колесах?

А - поровну

Б - обратно пропорционально частоте вращения каждого из колес

Этот раздел посвящен нормальному открытому дифференциалу и 100-процентной блокировке. Какие блокировки дифференциала существуют и когда они используются, вы узнаете в следующей статье. В автомобиле есть источник питания, двигатель. При крутящем моменте двигателя транспортное средство преодолевает сопротивление, которое противодействует ему. Этот крутящий момент должен быть распределен по меньшей мере на два, в полноприводных транспортных средствах на всех колесах.

Крутящий момент должен проходить равномерно на оба колеса оси, иначе силы действуют на одну сторону транспортного средства. Это отрицательно повлияло бы на поведение вождения, например, «руля» осей. Дифференциал находится в корпусе ведомых мостов. Он равномерно распределяет входящий крутящий момент на оба колеса оси. Кроме того, он уменьшает скорость на входе и увеличивает крутящий момент.

В - в зависимости от силы сцепления с дорогой и от нагрузок

Г - прямо пропорционально частоте вращения каждого из колес

Правильный ответ : А

Моменты распределены поровну: по-другому симметричный дифференциал просто не умеет себя вести. Напоминаем, что трение и прочие потери мы условились не учитывать

*Если и это понятно, то усложняем вопросы.

За красной крышкой установлен дифференциал задней оси. Другая задача дифференциала - это компенсация скорости между двумя ведущими колесами оси. Баланс между двумя колесами необходим, потому что в кривых внутреннее и внешнее колеса вращаются с разной скоростью. Поскольку наружные колеса должны преодолевать большее расстояние, чем внутренние колеса, в одно и то же время.

Если колеса были жестко соединены осью, транспортное средство сопротивлялось рулевому управлению. При поворотах шины будут протираться к земле. Дифференциал позволяет колесам одной оси вращаться с разной скоростью, даже если они подключены к общему источнику питания.

ВОПРОС № 3

У ВАЗ‑2107 при включенной передаче одно ведущее колесо вывешено в воздухе. Как приблизительно распределены моменты на задних колесах, если принять момент, поступающий от двигателя, за 100%?

А - 100% на вращающемся колесе и 0% на неподвижном

Б - на обоих колесах момент равен нулю

В - в зависимости от сцепления неподвижного колеса с дорогой

Во всех автомобилях, когда поворот между передней и задней осью также осуществляется с разной скоростью. Задняя ось работает на меньшем радиусе, чем передняя ось. Тот, кто уже вытащил трейлер со своей машиной, будет знать этот эффект. Прицеп проходит через кривые ближе, чем тягач. Поэтому в автомобилях с постоянным полным приводом необходим дифференциал между передней и задней осями.

Тяга на всех колесах Представьте себе автомобиль с постоянным полным приводом, четыре колеса которого находятся на асфальте. Водитель сцепляется с шестерней и дает сцепление. Как только он закрыл сцепление, столько же крутящего момента создается на ведомых колесах, что автомобиль начинает двигаться.

Г - пропорционально оборотам двигателя

Правильный ответ: Б

Почему нулю, если колесо крутится? Дело в том, что полезной работы двигатель не совершает. Висящее колесо не испытывает сопротивления, а потому и момент на нем нулевой. На неподвижном колесе, само собой, момент также равен нулю.

*Теперь переходим к полноприводным автомобилям : здесь к межколесным дифференциалам добавлен межосевой.

Колесо без сцепления Теперь водитель водит в рельеф и блокирует оси. Затем это происходит, и колесо висит на воздухе на несколько сантиметров. На этом колесе невозможно закрепить крутящий момент, потому что нет сопротивления, которое тормозит его. Поскольку сопротивление в точке контакта шин и грунта приводит к возникновению крутящего момента в первую очередь.

Если теперь все дифференциалы разблокированы по всему транспортному средству, этот крутящий момент почти равен максимальному крутящему моменту для всех колес. В результате автомобиль остается, несмотря на все колеса, и вращается только колесо в воздухе. В воздухе даже не должно быть колеса. Достаточно того, что колесо не имеет достаточного контактного давления на землю, например, при запутывании. Если он находится на скользких поверхностях, таких как грязь или песок, может быть невозможно создать достаточный крутящий момент.

ВОПРОС № 4

Chevrolet Niva едет по кругу на четвертой передаче. Включена блокировка межосевого дифференциала. Каково приблизительное соотношение моментов на всех колесах, если принять момент, поступающий от двигателя, за 100%?

А - по 25% на каждом

Б - по 50% на каждом

В - пропорционально оборотам двигателя

Г - на колесах каждой оси моменты делятся поровну, а распределение по осям - в зависимости от нагрузок и сил сцепления

Возможны разные скорости, но без разного момента. Для того, чтобы автомобиль двигался, он требует как крутящего момента, преодолевающего сопротивления, так и поворота. Хотя открытый дифференциал допускает разную скорость на обоих колесах, но возможны разные моменты.

Таким образом, при постоянном четырехколесном транспортном средстве с открытыми дифференциалами общий крутящий момент распределяется на каждые 25% на каждом колесе. Максимальный крутящий момент, который может быть задан для всех колес, равен крутящему моменту колеса с самой низкой тягой.

Правильный ответ : Г

Межколесные дифференциалы на каждой из осей делят моменты поровну, как и в предыдущих примерах. Если бы межосевой дифференциал оставался свободным, каждому колесу досталось бы по 25% крутящего момента. Но водитель его заблокировал, а потому распределение между осями стало зависеть от конкретной дорожной ситуации. В пределе (колеса одной из осей стоят на сухом асфальте, а колеса другой - на гладком льду) практически весь момент реализуется на асфальте.

Открытые дифференциалы, все колеса с тягой. Открытые дифференциалы, колесо без тяги. Внедорожник, тяга одного или нескольких колес быстро теряется. При открытых дифференциалах автомобиль останавливается из-за отсутствия крутящего момента. Это большая слабость этого дифференциала.

Решение: Дифференциальная блокировка Чтобы облегчить эту слабость открытого дифференциала, существуют дифференциальные типы с эффектом блокировки. Замок получается в случае потери тяги на хотя бы одном колесе, достаточный крутящий момент на других колесах. Автомобиль может продолжаться.

*А теперь предположим, что мы немножко застряли.

ВОПРОС № 5

У вседорожника Chevrolet Niva при включенной передаче одно ведущее колесо вывешено в воздухе. Водитель заблокировал межосевой дифференциал. Как приблизительно распределены моменты на всех четырех колесах?

А - на вывешенном колесе 0%, на втором колесе той же оси 0%; на другой оси моменты на каждом из колес равны половине момента, поступающего на ее дифференциал от двигателя

Барьерный эффект получается по-разному и может иметь разную высоту. Простейшим и наиболее эффективным барьером является дифференциал Спер, 100-процентный барьер. Ограниченный дифференциал скольжения является стандартным для большинства внедорожных транспортных средств. По сравнению с другими дифференциалами барьерного типа они просты и поэтому относительно недороги. На каждой оси и в центральном дифференциале между осями.

Защитник может в какой-то мере компенсировать недостающие замки осей благодаря очень высокой запутанности. Внедорожные транспортные средства, механический четырехколесный привод которых должен быть вручную включен, не имеют центрального дифференциала.

Б - на вывешенном колесе 0%, на остальных - по 33,3% момента, поступающего от двигателя

В - на всех колесах по 25% момента, поступающего от двигателя

Г - в зависимости от нагрузок и сил сцепления

Правильный ответ : А

Висящее в воздухе колесо не работает - следовательно, момент на нем нулевой. То же относится к другому колесу на этой оси: незаблокированный межколесный дифференциал обеспечил равенство. А вот другая ось работает в штатном режиме. И ненулевые моменты на ее колесах при свободном межколесном дифференциале равны между собой.

В переключаемом приводе на четыре колеса передняя и задняя оси жестко соединены, что соответствует заблокированному центральному дифференциалу. Поэтому привод на четыре колеса можно использовать в этих транспортных средствах только на поле и на земле с плохой тягой. Вождение с активированным дифференциалом с ограниченным скольжением на грунте с хорошей адгезией приводит к повреждению.

Область применения, преимущества и недостатки Ограниченный дифференциал скольжения является первым выбором для серьезного внедорожного вождения. Любой, кто хочет или должен работать через чрезвычайно сложную местность, не может избежать этого типа блокировки, по крайней мере, в одной оси и центральном дифференциале.

*Теперь попробуем заблокировать межколесный дифференциал!

ВОПРОС № 6

Полноприводный вседорожник едет по кругу на четвертой передаче. Включена блокировка заднего дифференциала. Межосевой дифференциал не заблокирован. Каково приблизительное соотношение моментов на колесах?

А - на каждом по 25% момента, поступающего к межосевому дифференциалу от двигателя

В повседневной жизни на дороге существует ограниченный дифференциал проскальзывания, в отличие от других типов блоков, совершенно бесполезных, поскольку они не могут использоваться там. Преимущества этого барьера - это простая структура и свобода от износа. Если блокировка активирована, она работает немедленно и постоянно.

Недостатком, однако, являются несуществующие повседневные выгоды и риск разрушения дифференциала, если водитель не отключает барьер на асфальте. Другим недостатком является то, что, поскольку барьер является электромагнитным или воздушным давлением, доступ к линиям должен быть помещен в дифференциальный корпус. При жестком внедорожном использовании эти кабели могут быть повреждены. При односторонней потере тяги транспортное средство имеет тенденцию поворачиваться к стороне без тяги, что требует противодействия.

Б - на каждом по 50% момента, поступающего от двигателя

В - зависит от оборотов мотора

Г - на передних колесах по 25%. Остальные 50% распределяются между задними колесами пропорционально нагрузке на них и силам сцепления.

Правильный ответ : Г

Благодаря работающему межосевому дифференциалу задний мост получает столько же ньютон-метров, сколько и передний. Но реальное соотношение моментов на его колесах уже зависит от конкретной дорожной ситуации, поскольку блокированный межколесный дифференциал ничего не выравнивает. Если одно из колес зависнет в воздухе, то всё достанется второму колесу, а если сцепление одинаковое, то и дележ будет равным. Поэтому соотношение моментов определяется нагрузками и силами сцепления. ;

Воздушный замок требует компрессора, но это часто является частью фиксированного оборудования. В противном случае это может быть нарушено блокировкой. Эффект дифференциала с ограниченным скольжением Давайте рассмотрим движущие ситуации образца автомобиля, используя 100-процентные замки, в то время как одно колесо все еще плавает в воздухе. Во-первых, мы допускаем взаимоблокировку между осями, что означает, что передняя и задняя оси жестко взаимосвязаны.

На задней оси крутящий момент натягивает сопротивление сцепления двух колес с хорошим захватом и может вступить в силу. На передней оси сила удерживается только до дифференциала открытой оси. Приходящий крутящий момент передней оси ломается на колесе без тяги. Но в этом случае автомобиль не останавливается, потому что крутящий момент действует на заднюю ось.

*Попытаемся застрять еще раз.

ВОПРОС № 7

У полноприводного вседорожника при включенной передаче одно заднее колесо вывешено в воздухе. Включена блокировка заднего дифференциала. Межосевой дифференциал не заблокирован. Каково примерное соотношение моментов на колесах, если условно принять момент, поступающий от двигателя, за 100%?

А - 100% на колесе, касающемся земли, 0% на вывешенном и по 25% на передних колесах

Г - 50% на колесе, касающемся земли, 0% на вывешенном и по 25% на передних колесах

Правильный ответ : Г

Межосевой дифференциал поделил моменты между осями поровну. Висящее колесо не испытывает сопротивления, а потому его момент равен нулю. За него отдувается другое колесо на этой оси, толкающее машину, - и весь передающийся назад крутящий момент (50% общего) достается именно второму колесу.

*Напоследок напомним основные принципы, которые помогут разобраться в моментах, осях и дифференциалах.

  • Там, где нет сопротивления, момент всегда равен нулю.
  • Заблокированный межколесный дифференциал фактически превращает ось автомобиля в аналог колесной пары железнодорожного вагона. Но даже при этом момент на вывешенном колесе равен нулю.
  • На вывешенном колесе момент равен нулю независимо от того, блокирован дифференциал или нет.
  • Симметричный дифференциал всегда выравнивает моменты: межосевой - на осях, межколесный - на колесах.

Всем удачи на дорогах - без зависших колес и нулевых моментов!

Как работает дифференциал

Дифференциал состоит из корпуса (1), шестерен-сателлитов (2) и полуосевых шестерен (3). Корпус обычно совмещен с ведомой шестерней главной передачи (4). Шестерни-сателлиты играют роль планетарного механизма и соединяют полуосевые шестерни с корпусом дифференциала. Полуосевые (солнечные) шестерни соединены с ведущими колесами через полуоси.

Ведомая шестерня главной передачи вращает корпус с сателлитами, который в свою очередь вращает шестерни полуосей. Когда автомобиль движется идеально прямо, сателлиты неподвижны относительно своих осей. Но как только движение становится неравномерным (например, при повороте), сателлиты начинают собственные фуэте, ускоряя одну полуось и замедляя другую.

Если сцепление колес с покрытием разное, то крутящий момент, реализуемый на скользком покрытии, ограничен коэффициентом сцепления шины с дорогой. Чем меньше сопротивление, тем ниже момент на этом колесе. Но таким же становится момент и на другом колесе той же оси. А вот если заблокировать дифференциал, то дележка моментов между колесами происходит в соответствии с силами их сопротивлений (или сцеплений) с дорогой.

В так называемых дифференциалах повышенного трения сателлиты изначально лишены возможности вращаться свободно. Это сделано как раз для того, чтобы при вывешивании или проскальзывании одного колеса машина беспомощно не застревала. Если с обычным дифференциалом в таких случаях моменты на колесах падают до нуля, то его «коллега» с повышенным трением оставляет им запас, равный заложенному в него моменту трения! Получается эдакий облегченный вариант полной блокировки, помогающий выбраться из неприятных ситуаций, если это позволяет сила трения на колесе с лучшим сцеплением.

Когда известно изменение силы тяги на колесах в зависимости от скорости движения автомобиля и суммарной силы сопротивления движению, можно определить максимальную скорость. На рис. 26 показано изменение силы тяги на колесах автомобиля я (верхняя кривая) и сумма сил сопротивления движению (нижняя кривая) в зависимости от скорости движения. На графике сила дана в ньютонах, чтобы выразить ее в килограммах, достаточно разделить на 9,8.

Кривая изменения суммы сил сопротивления построена по точкам, соответствующим значениям величин, полученным при равномерном движении автомобиля с заданной скоростью. Так как движение равномерное, то, естественно, сюда не включена сила инерции. Поэтому в сумму сопротивления входят: сила сопротивления качению Р к, сопротивление подъема Р п и сила сопротивления воздушной среды Р в.

Если бы в каждый отдельный момент сила тяги на колесах была равна суммарным значениям сил сопротивления для данной скорости, то автомобиль двигался бы равномерно. Однако, как видно из рисунка, значение силы тяги совпадает с суммарным значением сил сопротивления только в одной точке А, соответствующей определенному значению скорости автомобиля. Влево от этой точки сила тяги превышает значение сил сопротивления. Этот избыток сил, обозначенный Р′ п, позволяет преодолеть инерцию и сообщает автомобилю ускорение.

Поэтому при полном открытии дроссельной заслонки автомобиль движется на скоростях, лежащих влево от точки А, т. е. с ускорением. Вправо от точки пересечения кривых сила тяги меньше сил сопротивления движению, и автомобиль начинает замедлять ход. Точка пересечения этих кривых А обозначает максимальную скорость движения автомобиля, которую можно достичь при заданных условиях и полном открытии дроссельной заслонки.

Зная ориентировочно вес будущего автомобиля, его лобовую площадь и коэффициент сопротивления воздуха, состояние дорожного полотна и тип покрытия, а также максимально возможный угол подъема на тех дорогах, на которых в дальнейшем он будет эксплуатироваться, можно подсчитать суммарную величину всех сил сопротивления движению и построить кривую этих сил. Возникает вопрос, где же взять значение силы тяги Р т?

Сила тяги на колесах зависит от величины крутящего момента, который подводится к ним через передачу от двигателя. Следовательно, значение крутящего момента на колесах зависит от величины его на валу двигателя и от передаточного отношения трансмиссии, т. е. передаточного числа той механической связи, посредством которой вал двигателя связан с ведущими колесами.

Обычно число оборотов вала двигателя бывает больше требуемого числа оборотов колеса, когда последние были бы соединены без передачи - напрямую. Поэтому для снижения оборотов между двигателем и осью ведущих колес используют коробку передач и главную передачу. Снижение оборотов колес по сравнению с оборотами двигателя приводит одновременно к увеличению крутящего момента на колесах. Помимо этого, величина силы тяги на колесах зависит от радиуса качения колеса и коэффициента полезного действия трансмиссии η:


где М кр - крутящий момент на валу двигателя, кгм;

i к - передаточное число включенной передачи в коробке передач;

i г.п. - передаточное число главной передачи;

r к - радиус качения колеса, м.

Максимальную скорость автомобиль развивает на горизонтальном участке дороги с твердым покрытием, когда значение коэффициента сопротивления качения наименьшее, а сила сопротивления подъему отсутствует (угол а равен нулю). В этот момент машина обычно движется на прямой передаче, величина передаточного отношения в трансмиссии равна только передаточному числу главной передачи i г.п. Уравнение тягового баланса автомобиля в этом случае примет более простой вид


Чтобы определить необходимый крутящий момент на валу двигателя для данных условий движения, нужно знать: вес автомобиля, максимальную скорость движения, радиус качения колеса, т. е размер шин, передаточное отношение главной передачи и коэффициент полезного действия трансмиссии.

В "Технических требованиях к микролитражным автомобилям и мотоколяскам, изготовляемым в индивидуальном порядке" указано, что самостоятельно можно изготавливать микролитражные автомобили и трехколесные мотоколяски с рабочим объемом двигателя не более 900 см 3 . Таким образом, на основе анализа существующих конструкций можно предположить, что масса этих автомобилей с полной нагрузкой не будет более 800 кг (7850 ньютонов), а у мотоколясок с двигателем объемом в 300 см 3 - 400÷450 кг (3900÷4400 ньютонов). Для двухместных микролитражных автомобилей масса должна быть равна примерно 600 кг (5870 ньютонам). Для четырехместных автомобилей при расчетах следует принимать массу 650÷700 кг (6360÷6850 ньютонов). Следовательно, приступая к расчету, можно ориентировочно установить вес (массу) автомобиля.

Величина радиуса качения колеса зависит от размеров шин. Колеса и шины для самодельных автомобилей берутся от мотороллеров, мотоколясок, малолитражных автомобилей, выпускаемых промышленностью. Основные сведения по шинам, которые можно устанавливать на самодельные микролитражные автомобили, приведены в таблице 3.

В обозначении размеров шин первое число показывает величину профиля шины в дюймах, а второе - диаметр обода колеса также в дюймах. По этим размерам можно определить номинальный радиус колеса r′ к, находящегося в свободном состоянии,


где b - наибольшая ширина профиля накаченной шины в дюймах;

d - диаметр обода колеса в дюймах.

Под действием веса автомобиля и пассажиров шина деформируется, в результате чего расстояние от центра колеса до поверхности контакта протектора с дорогой изменяется. Новый радиус колеса будет меньше номинального. Он называется радиусом качения колеса и определяется непосредственным измерением или рассчитывается по формуле, в которую вводится коэффициент радиальной деформации шины


где r к - радиус качения колеса;

r′ к - номинальный радиус колеса;

λ - коэффициент деформации шины, принимаемый в пределах 0,94-0,96.

Во время движения автомобиля расстояние от оси его колес до поверхности дороги не всегда будет соответствовать статическому радиусу качения, но для наших расчетов изменение радиуса качения при движении можно не учитывать. Следовательно, выбрав размер шин, можно узнать и радиус качения колеса.

Когда автомобиль движется на прямой передаче, передаточное число коробки передач равно 1. Передаточное число главной передачи можно определить, если известны числа оборотов двигателя и колеса, соответствующие заданной скорости. Отношение количества оборотов вала двигателя и колеса будет необходимым числом главной передачи.

Для определения числа оборотов колеса при заданной скорости ν в км/час следует вначале скорость движения из км/час перевести в м/мин

Затем разделить полученное значение скорости на длину окружности выбранного колеса, чтобы получить число оборотов колеса в минуту


После чего определить передаточное число главной передачи


Расчет передаточного числа главной передачи дан применительно к автомобилям, где коленчатый вал непосредственно соединен с ведущим валом коробки передач. При установке мотоциклетных двигателей следует иметь в виду, что у них в передаче коленчатый вал соединен с ведущим валом коробки передач через цепную передачу, передаточное число которой можно взять из справочных книг. Таким образом, чтобы получить передаточное число главной передачи, необходимо полученное расчетное число i′ г.п. разделить на передаточное число передней цепной передачи силового агрегата мотоцикла i п


По техническим условиям максимальная скорость самодельных автомобилей установлена 75 км/час, а мотоколясок - 50 км/час. Число же оборотов вала двигателя при максимальной мощности (значение приводится в технических характеристиках) не соответствует числу оборотов его при максимальной скорости движения и бывает примерно на 15-20% меньше последнего. Следовательно, при определении передаточного числа главной передачи необходимо число оборотов вала двигателя при максимальной мощности увеличить на 15-20%.

Число оборотов коленчатого вала в минуту при максимальной мощности двигателей самодельных автомобилей бывает в пределах 4800-5000 (если они взяты от мотоциклов) и около 4000 (если двигатель мотоколяски или микролитражного автомобиля). Конечно, эти значения ориентировочные и даны для выполнения предварительных расчетов.

Коэффициент полезного действия η, учитывающий потери мощности и крутящего момента в трансмиссии автомобиля, при тяговых расчетах берется по аналогии с уже существующими моделями. Для легковых автомобилей к. п. д. можно принимать равным 0,9.

Установив значения коэффициента качения ƒ, исходя из возможных дорожных условий, максимальной скорости, лобовой площади и коэффициента сопротивления воздуха, можно рассчитать необходимую тяговую силу для равномерного движения автомобиля на горизонтальном участке дороги


Значение силы по этому уравнению получается в единицах кгс. Для перевода в ньютоны (единицы силы в системе СИ) полученное значение необходимо умножить на 9,8.

Затем по формуле:


определить величину необходимого крутящего момента на валу двигателя для скорости, которую автомобиль развивает при числе оборотов двигателя, соответствующих максимальной мощности.

В приложении 2 в конце книги приведена таблица, в которой даны основные характеристики выпускаемых двигателей, устанавливаемых на мотоциклах, мотороллерах, мотоколясках и микроавтомобилях. По полученному значению крутящего момента двигателя при оборотах, соответствующих максимальной мощности, можно подобрать необходимый силовой агрегат для проектируемого автомобиля.

Конечно, весь рассмотренный выше расчет приближенный, но все же по нему можно произвести первоначальный подбор двигателя.

В конструкторских бюро двигатель для автомобиля выбирают с учетом различных факторов. Так, с увеличением или уменьшением числа оборотов коленчатого вала мощность его, а также крутящий момент изменяются. Кроме того, мощность карбюраторных двигателей зависит от величины открытия дроссельной заслонки.

Изменение мощности и крутящего момента в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке изображается графически на основе проведенных испытаний двигателя а иногда расчетным путем. Называется оно внешней характеристикой двигателя.

На рис. 27 показаны внешние характеристики двух мотоциклетных двигателей - М-53 и Иж-Ю. Как видно из этих характеристик, максимальные значения мощности и крутящего момента получаются при различных числах оборотов коленчатого вала. Причем с изменением их мощность двигателя значительно изменяется, тогда как крутящий момент изменяется более плавно. В дальнейшем, при определении динамических качеств создаваемого автомобиля, мы вновь вернемся к внешней характеристике двигателя.


В графике (рис. 27) показана взаимосвязь крутящего момента и мощности на валу в зависимости от количества оборотов двигателя. Она позволяет нам при известном числе оборотов перейти от значений крутящего момента, получаемых при расчете, к мощности.

Теперь рассмотрим, как можно подобрать двигатель?

Вы, например, решили построить четырехместный микроавтомобиль с кузовом из стеклопластика, рассчитанный на перевозку двоих взрослых и двух детей. Поскольку он будет в основном эксплуатироваться на дорогах с асфальтобетонным и асфальтовым покрытием, при расчете коэффициент сопротивления качению можно принять равным 0,02.

Такой автомобиль по своим размерам ближе подходит к легковым микролитражкам и, следовательно, лобовую площадь, не зная еще ее размеров, примем по аналогии с существующими моделями равной 1,4 м 2 , а коэффициент сопротивления воздуха - 0,03.

Максимальную скорость автомобиля выбираем на основании технических условий - до 75 км/час.

Анализируя существующие конструкции, приходим к выводу, что сухой вес автомобиля должен быть около 500 кг, вес взрослых пассажиров в среднем составит 75×2=150 кг, а двух детей - 37,5×2=75 кг. Итого: вес пассажиров равен 225 кг. Добавим еще 25 кг на снаряжение автомобиля. Тогда полный вес автомобиля окажется равным 750 кгс. Это и будет расчетный вес.

Чтобы автомобиль двигался на горизонтальном участке дороги с коэффициентом сопротивления качению 0,02 и скоростью 75 км/час, на его колесах должна развиваться тяговая сила, равная

Теперь можно перейти к определению крутящего момента двигателя или его мощности. Но для этого необходимо знать радиус качения колеса и передаточное число главной передачи. Конечно, проще всего использовать колеса от мотороллера, так мы и сделаем и примем радиус качения колеса для расчета 0,22.

Так как на автомобиле, вероятно, придется использовать двигатель от мотороллера или мотоцикла, то за расчетное число оборотов двигателя примем максимальную мощность 4800 об/мин. Чтобы получить число оборотов при максимальной скорости, увеличим его на 15-20%. Затем определим число оборотов ведущего колеса при расчетной скорости в 75 км/час, и далее передаточное число главной передачи

Приняв коэффициент полезного действия трансмиссии 0,9, подсчитаем, какой крутящий момент двигателя необходим для того, чтобы обеспечить на колесах рассчитанную выше тяговую силу

По таблице в приложении 2 найдем более близкую величину по значению крутящего момента. Для нашего приближенного расчета подойдет двигатель от мотороллера Т-250, который при максимальной скорости развивает на валу крутящий момент, равный 1,57 кгм. Двигатель снабжен устройством принудительного охлаждения, и нам не нужно рассчитывать и проектировать вентилятор, направляющий кожух. Следует только в передачу вращения от двигателя к ведущим колесам включить устройство заднего хода.

На детских микроавтомобилях, полный вес которых не более 200 кг, достаточно установить двигатели от мопедов Ш-50, Д-4 и Д-5.

На одноместные или двухместные микроавтомобили, полный вес которых превышает 400 кг, можно поставить двигатели мотороллеров и легких мотоциклов ВП-150 ВП-175, М-1, К-125, М-103 и К-58. А двигатели типа Т-200, ТГ-200, К-175 и К-175А от мотоколяски СЗЛ подойдут к автомобилям, вес которых составляет 400-800 кг.

Для четырехместных автомобилей с легким кузовом, имеющих вес с полной нагрузкой примерно 600-700 кг, подойдут двигатели мотороллера Т-250 и мотоцикла М-101.

На автомобилях, полный вес которых равен 700-850 кг, можно установить двигатели от мотороллера 1-250, мотоколяски СЗА, мотоциклов Иж-56, "Ява-250". А двигатели тяжелых мотоциклов, таких как К-750, М-72M, М-62, М-52, "Ява-350", а также малолитражных автомобилей рекомендуем устанавливать на более мощных автомобилях (четырехместных), вес которых составляет свыше 900 кг.

Публикации по теме