Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Методика и этапы расчета сил сопротивления движению, тяговой силы, ускорений и разгона автомобиля, топливной экономичности, тормозных свойств исследуемой машины. Построение динамического паспорта.
Аннотация к работе
Относительную угловую скорость u вращения коленчатого вала вычислим по формуле: u = we/WN, где: we - некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала двигателя в секунду; Произведем вычисления мощности двигателя при выбранных значениях частоты вращения коленчатого вала двигателя в секунду, приняв значение Кв равным 0,9: Ne1= 0,9 * 56,6 * [1* 0,12 1* (0,12)2 - 1* (0,12)3] = 6,8 КВТ Сила сопротивления качению зависит от скорости V в м/с автомобиля: Pf = GП ? f0 ? (1 k ? V2), где k = 0,000144 Н/(м2/с2) - коэффициент влияния скорости. Разобьем интервал скорости (от 0 до максимальной) на пять значений (V1= 0 м/с, V2= 13 м/с, V3= 24 м/с, V4= 36 м/с, V5= 48 м/с) и посчитаем значения Pf для каждого значения скорости на первом и на втором участке: На I участке: Pf1 = 14259 ? 0,015 ? (1 0,000144 ? 02) = 213,89 Н; Динамический фактор представляет собой отношение избыточной касательной силы, необходимой для преодоления сопротивления дороги, к силе тяжести автомобиля: D = (Pk - PW)/ GП на 1 передаче на 2 передаче на 3 передаче на 4 передачеПри расчете данной работы мы получили практичиские навыки по вычислению и анализу эксплутационных свойств автомобиля, необходимые нам как будущим инженерам для оптимизации дорожного движения, для организации контроля технического состояния АТС, для расследования и экспертизы дорожно-транспортных происшествий (ДТП).
Введение
В дисциплине «Техника транспорта, обслуживание и ремонт» изучаются эксплуатационные свойства автомобиля, определяющие его движение. Дисциплина является базовой, она необходима для изучения других дисциплин специальности «Организация и безопасность движения» (ОИБД). Для освоения дисциплины студент должен знать основы конструкции автотранспортных средств (АТС).
Знание эксплуатационных свойств АТС необходимо инженеру по специальности ОИБД для оптимизации дорожного движения, для организации контроля технического состояния АТС, для расследования и экспертизы дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Инженер должен владеть: методами расчета процесса разгона, торможения, движения АТС на повороте и при выполнении различных маневров, а также методами расчета устойчивости автомобиля.
Теория эксплуатационных свойств автомобиля создавалась известными Российскими учеными: Чудаковым Е.А, Зимелевым Г.В., Литвиновым А.С, Фалькевичем Б.С. и др.
В дисциплине рассматриваются следующие эксплуатационные свойства: - тяговые свойства, отражающие способность автомобиля двигаться с высокой средней скоростью в различных дорожных условиях;
- тормозные свойства, отражающие способность автомобиля к снижению скорости с остановкой на кратчайшем пути и удержанию его на месте;
- топливная экономичность, характеризующая способность автомобиля рационально расходовать топливо для совершения транспортной работы;
- управляемость, характеризующая способность автомобиля к изменению и сохранению траектории, заданной водителем;
- устойчивость, характеризующая способность автомобиля двигаться без бокового скольжения и опрокидывания;
- проходимость, характеризующая способность автомобиля двигаться в плохих дорожных условиях и преодолевать различные препятствия.
- плавность хода, характеризующая способность автомобиля двигаться с высокой скоростью по неровной дороге с минимальными колебаниями кузова.
В настоящем курсе используется система единиц измерения СИ, что соответствует требованиям ГОСТОВ.
1.
Построение внешней скоростной характеристики двигателя
Построим внешнюю скоростную характеристику для режима полной подачи топлива.
Мощность двигателя вычислим по формуле Лейдермана: Ne= Кв * Nmax * [a * u b * u2 - c * u3], где a=b=c=1 - коэффициенты для карбюраторного двигателя;
u - относительная угловая скорость u вращения коленчатого вала;
Кв - коэффициент потерь мощности на привод вспомогательных агрегатов.
Nmax - максимальная мощность двигателя (Nmax = 56,6 КВТ);
Относительную угловую скорость u вращения коленчатого вала вычислим по формуле: u = we/WN, где: we - некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала двигателя в секунду;
Для карбюраторного двигателя wmax превышает WN = 588 рад/с: wmax = 1,1…1,2 * WN
Примем значение коэффициента равным 1,146, тогда wmax = 1,146 * 588 = 674 рад/с.
Минимальная угловая скорость вращения wmin коленчатого вала для всех двигателей задается по частоте его вращения на холостом ходе: wmin = 50…100 рад/с
Примем значение wmin равным 75 рад/с.
Крутящий момент Me в Н*м двигателя вычислим по формуле: Me = 1000 * (Ne/w)
Разделим диапазон изменения скорости от wmin до wn на три, примерно равные части и возьмем всего пять значений w:w1 = wmin, w2, w3, w4 = WN, w5 = wmax.
Произведем вычисления мощности двигателя при выбранных значениях частоты вращения коленчатого вала двигателя в секунду, приняв значение Кв равным 0,9: Ne1= 0,9 * 56,6 * [1* 0,12 1* (0,12)2 - 1* (0,12)3] = 6,8 КВТ
2. Расчет сил сопротивления движению тяговый автомобиль ускорение тормозной
Для расчета сил нам понадобится полная масса автомобиля МП, которую мы вычислим по формуле: МП = MC 75 ? n МБ, где: n - число пассажиров, включая водителя;
75 - масса одного пассажира в кг;
МБ - масса груза в багажнике в кг.
Подставив в данную формулу значения величин, приведенные в задании
(MC = 1030 кг), найдем полную массу автомобиля: МП = 1030 75 ? 5 50 = 1455 кг.
Вес автомобиля в Н вычислим по его массе: GC = g ? MC; GП = g ? МП, где g = 9,8 м/с2.
GC = 9,8 ? 1030 =10094 Н = 10,09 КН;
GП = 9,8 ? 1455 = 14259 Н = 14,26 КН.
Вычислим силу сопротивления подъему по формуле: Pi = i ? GП.
В задании указано значение коэффициента сопротивления уклону, равное i = 0,015.
Для автомобиля ВАЗ-2103 имеем: Pi = 0,015 ? 14259 = 213,89 Н
Сила сопротивления качению зависит от скорости V в м/с автомобиля: Pf = GП ? f0 ? (1 k ? V2), где k = 0,000144 Н/(м2/с2) - коэффициент влияния скорости.
Для расчета силы найдем по справочнику максимальную скорость автомобиля, равную VN = 150 км/ч = 41,7 м/с и возьмем значение на 15% большее: Vmax = 41,7 ? 1,15 = 47,9 м/с
Разобьем интервал скорости (от 0 до максимальной) на пять значений (V1= 0 м/с, V2= 13 м/с, V3= 24 м/с, V4= 36 м/с, V5= 48 м/с) и посчитаем значения Pf для каждого значения скорости на первом и на втором участке: На I участке: Pf1 = 14259 ? 0,015 ? (1 0,000144 ? 02) = 213,89 Н;
Вычислим силу сопротивления воздуха по параметрам автомобиля-прототипа. Используя данные из справочника НИИАТ, примем значение коэффициента k обтекаемости равным 0,3 и найдем лобовую площадь автомобиля по следующей формуле: F = 0,78 ? В ? Н, где В, Н - высота и ширина автомобиля в м.
F = 0,78 ? 1,611 ? 1,446 = 1,82 м2.
Вычислим силу сопротивления воздуха для выбранных выше значений скорости по формуле: PW = k ? F ? V2.
PW1 = 0,3 ? 1,82 ? 02 = 0 Н;
PW2 = 0,3 ? 1,82 ? 132 = 92,3 Н;
PW3 = 0,3 ? 1,82 ? 242 = 314,5 Н;
PW4 = 0,3 ? 1,82 ? 362 = 707,7 Н;
PW5 = 0,3 ? 1,82 ? 482 = 1258 Н.
Для облегчения построения графиков найдем значение Pc = Pi Pf PW на I и II участках: На I участке: Pc = 213,89 213,89 = 427,78 Н; Pc = 213,89 219,09 92,3 = 525,28 Н; Pc = 213,89 231,63 314,5 = 760,02 Н; Pc = 213,89 253,8 707,7 = 1175,39 Н; Pc = 213,89 284,85 1258 = 1756,74 Н. На II участке: Pc = 213,89 171,1 = 384,99 Н; Pc = 213,89 175,28 92,3 = 481,47 Н; Pc = 213,89 185,3 314,5 = 713,69 Н; Pc = 213,89 203,05 707,7 = 1124,64 Н; Pc = 213,89 227,88 1258 = 1699,77 Н.
Запишем результаты расчета в таблицу 2:
I участок
V, м/с 0 13 24 36 48
Pi, Н 213,89 213,89 213,89 213,89 213,89
Pf, Н 213,89 219,09 231,63 253,8 284,85
PW, Н 0 92,3 314,5 707,7 1258
Pc, Н 427,78 525,28 760,02 1175,39 1756,74
II участок: V, м/с013243648
Pi, Н 213,89 213,89 213,89 213,89 213,89
Pf, Н 171,1 175,28 185,3 203,05 227,88
PW, Н 0 92,3 314,5 707,7 1258
Pc, Н 384,99 481,47 713,69 1124,64 1699,77
3. Расчет тяговой силы
Перед расчетом тяговых сил найдем значение радиуса rko качения колес в ведомом режиме: rk0 = d/2 0,85Н, где: d - посадочный диаметр шины в м;
H - высота профиля шины в м.
Также нам понадобится В-ширина профиля шины.
Для автомобиля ВАЗ-2105 применяются шины 175/70R13.
Расшифровав маркировку мы можем сказать, что B = 175 мм, H = 70% (высота профиля процентах к ширине покрышки) и d = 13 дюймов.
Для удобства расчета переведем эти значения в систему СИ: B = 175/ 1000 = 0,175 м;
Тяговую силу рассчитаем по формуле: , где: htp - КПД трансмиссии; Me - крутящий момент двигателя Н*м;
ітр - передаточное число трансмиссии; rk0 - радиус качения в м.
Для этого сначала найдем передаточные числа трансмиссии: ітр = ікп ? ірк ? i0 ? ikp. itp1 = 3,75 ? 1 ? 4,1 ? 1 = 15,38;
itp2 = 2,3 ? 1 ? 4,1 ? 1 = 9,43;
itp3 = 1,49 ? 4,1 ? 1 = 6,11;
itp4 = 1 ? 4,1 ? 1 = 4,1.
Теперь можно найти Рк: На I передаче: Рк1 = 0,88 ? 90,7 ? 15,38/ 0,28 = 4384,2;
Рк2 = 0,88 ? 107,3 ? 15,38/ 0,28 = 5186,6;
Рк3 = 0,88 ? 106,9 ? 15,38/ 0,28 = 5167,2;
Рк4 = 0,88 ? 94,8 ? 15,38/ 0,28 = 4582,4;
Рк5 = 0,88 ? 72,4 ? 15,38/ 0,28 = 3499,6.
На II передаче: Рк1 = 0,88 ? 90,7 ? 9,43/ 0,28 = 2688,1;
Рк2 = 0,88 ? 107,3 ? 9,43/ 0,28 = 3180,1;
Рк3 = 0,88 ? 106,9 ? 9,43/ 0,28 = 3168,2;
Рк4 = 0,88 ? 94,8 ? 9,43/ 0,28 = 2809,6;
Рк5 = 0,88 ? 72,4 ? 9,43/ 0,28 = 2145,7.
На III передаче: Рк1 = 0,88 ? 90,7 ? 6,11/ 0,28 = 1741,7;
Рк2 = 0,88 ? 107,3 ? 6,11/ 0,28 = 2060,4;
Рк3 = 0,88 ? 106,9 ? 6,11/ 0,28 = 2052,8;
Рк4 = 0,88 ? 94,8 ? 6,11/ 0,28 = 1820,4;
Рк5 = 0,88 ? 72,4 ? 6,11/ 0,28 = 1390,3.
На IV передаче: Рк1 = 0,88 ? 90,7 ? 4,1/ 0,28 = 1168,8;
Рк2 = 0,88 ? 107,3 ? 4,1/ 0,28 = 1382,6;
Рк3 = 0,88 ? 106,9 ? 4,1/ 0,28 = 1377,5;
Рк4 = 0,88 ? 94,8 ? 4,1/ 0,28 = 1221,6;
Рк5 = 0,88 ? 72,4 ? 4,1/ 0,28 = 932,9.
Занесем полученные данные в таблицу 3: Передача ітр w = 75 w = 260 w = 390 w = 526 w = 674
I 15,38 4384,2 5186,2 5167,2 4582,4 3499,6
II 9,43 2688,1 3180,01 3168,2 2809,6 2145,7
III 6,11 1741,7 2060,4 2052,8 1820,4 1390,3
IV 4,1 1168,8 1382,6 1377,5 1221,6 932,9
V = w ? rk0/ itp
На I передаче: V1 = 75 ? 0,28/ 15,38 = 1,3
V2 = 260 ? 0,28/ 15,38 = 4,7
V3 = 390 ? 0,28/ 15,38 = 7,1
V4 = 526 ? 0,28/ 15,38 = 9,6
V5 = 674 ? 0,28/ 15,38 = 12,3
На II передаче: V1 = 75 ? 0,28/ 9,43 = 2,2
V2 = 260 ? 0,28/ 9,43 = 7,7
V3 = 390 ? 0,28/ 9,43 = 11,6
V4 = 526 ? 0,28/ 9,43 = 15,6
V5 = 674 ? 0,28/ 9,43 = 20
На III передаче: V1 = 75 ? 0,28/ 6,11 = 3,4
V2 = 260 ? 0,28/ 6,11 = 11,9
V3 = 390 ? 0,28/ 6,11 = 17,9
V4 = 526 ? 0,28/ 6,11 = 24,1
V5 = 674 ? 0,28/ 6,11 = 30,9
На IV передаче: V1 = 75 ? 0,28/ 4,1 = 5,1
V2 = 260 ? 0,28/ 4,1 = 17,7
V3 = 390 ? 0,28/ 4,1 = 26,6
V4 = 526 ? 0,28/ 4,1 = 35,9
V5 = 674 ? 0,28/ 4,1 = 46
Запишем полученные данные скоростей в таблицу 4: Передача ітр w = 75 w = 260 w = 390 w = 526 w = 674
I 15,38 1,3 4,7 7,1 9,6 12,3
II 9,43 2,2 7,7 11,6 15,6 20
III 6,11 3,4 11,9 17,9 24,1 30,9
IV 4,1 5,1 17,7 26,6 35,9 46
Рис. 2. График силового баланса автомобиля ВАЗ-2103
4. Расчет ускорений автомобиля
Ускорение автомобиля полной массы будем рассчитывать по формуле: j = (Pk - Pf - Pi - Pw)/ МП/ d, где d - коэффициент учета вращающихся масс.
Коэффициент d вычислим по приближенной формуле: d = 1,03 ? ? ікп2 где ? для легковых автомобилей принимает значения 0,05…0,07. d1 = 1,03 0,06 ? 3,752 = 1,88 d2 = 1,03 0,06 ? 2,32 = 1,3 d3 = 1,03 0,06 ? 1,492 = 1,16 d4 = 1,03 0,06 ? 12 = 1,09
Используя значения тяговых сил из таблицы 3 рассчитаем ускорения для каждой передачи груженого автомобиля. Также рассичаем снова силы Pf и PW для скоростей, взятых из таблицы 4.
На I передаче: *Здесь и далее все вычисления выполняются только для I участка: Pf1= 14259 ? 0,015 ? (1 0,000144 ? (1,3)2) = 213,9
Результатом динамического расчета является динамический паспорт - основной технический документ автомобиля.
Динамическим паспортом автомобиля называют графически выраженную зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля на различных передачах.
Динамический фактор представляет собой отношение избыточной касательной силы, необходимой для преодоления сопротивления дороги, к силе тяжести автомобиля: D = (Pk - PW)/ GП на 1 передаче на 2 передаче на 3 передаче на 4 передаче
0,31 0,19 0,12 0,08
0,37 0,22 0,14 0,08
0,36 0,21 0,13 0,07
0,32 0,18 0,11 0,04
0,24 0,13 0,06 -0,01
Занесем полученные значения в таблицу 6:
Динамический фактор на I передаче
V, м/с 1,3 4,7 7,1 9,6 12,3
Рк, Н 4384,2 5186,6 5167,2 4582,4 3499,6
PW, Н 0,92 10,32 29,61 59,03 77,63
D 0,31 0,37 0,36 0,32 0,24
Динамический фактор на II передаче
V, м/с2,27,711,615,620
Рк, Н 2688,1 3180,1 3168,2 2809,6 2145,7
PW, Н 2,64 32,37 73,47 132,88 218,4
D 0,19 0,22 0,21 0,18 0,13
Динамический фактор на III передаче
V, м/с3,411,917,924,130,9
Рк, Н 1741,7 2060,4 2052,8 1820,4 1390,3
PW, Н 6,31 77,32 174,94 317,2 521,33
D 0,12 0,14 0,13 0,11 0,06
Динамический фактор на IV передаче
V, м/с 5,1 17,7 26,6 35,9 46
Рк, Н 1168,8 1382,6 1377,5 1221,6 932,9
PW, Н 14,2 171,06 386,33 703,7 1155,34
D 0,08 0,08 0,07 0,04 -0,01
Рис. 3. График, отражающий зависимость динамического фактора автомобиля ВАЗ-2103 от скорости
Динамический фактор ограничен сцеплением шин с дорогой и это определяется следующей формулой: Dj = (j ? GB - PW)/GП, где j - коэффициент сцепления.
Рассчитаем значения динамического фактора для значений коэффициента сцепления равных j = 0,2, 0,4, 0,6, приняв значение GB (нагрузка на заднюю ось) равным 7448 Н: Для j = 0,2: Dj1 = (0,2 ? 7448 - 0)/ 14259 = 0,10
Dj2 = (0,2 ? 7448 - 92,3)/ 14259 = 0,09
Dj3 = (0,2 ? 7448 - 314,5)/ 14259 = 0,08
Dj4 = (0,2 ? 7448 - 707,7)/ 14259 = 0,05
Dj5 = (0,2 ? 7448 - 1258)/ 14259 = 0,02
Для j = 0,4: Dj1 = (0,4 ? 7448 - 0)/ 14259 = 0,21
Dj2 = (0,4 ? 7448 - 92,3)/ 14259 = 0,2
Dj3 = (0,4 ? 7448 - 314,5)/ 14259 = 0,19
Dj4 = (0,4 ? 7448 - 707,7)/ 14259 = 0,16
Dj5 = (0,4 ? 7448 - 1258)/ 14259 = 0,12
Для j = 0,6: Dj1 = (0,6 ? 7448 - 0)/ 14259 = 0,31
Dj2 = (0,6 ? 7448 - 92,3)/ 14259 = 0,3
Dj3 = (0,6 ? 7448 - 314,5)/ 14259 = 0,29
Dj4 = (0,6 ? 7448 - 707,7)/ 14259 = 0,26
Dj5 = (0,6 ? 7448 - 1258)/ 14259 = 0,22
Запишем результаты в таблицу 7: V, м/с 0 13 24 36 48
PW, Н 0 92,3 314,5 707,7 1258
Dj, j = 0,2 0,10 0,09 0,08 0,05 0,02
Dj, j = 0,4 0,21 0,2 0,19 0,16 0,12
Dj, j = 0,6 0,31 0,3 0,29 0,26 0,22
По данным таблицы построим график:
Рис. 4. Ограничение динамического фактора по сцеплению
6. Расчет топливной экономичности
Расчет топливной экономичности будем выполнять для движения автомобиля на третьей и четвертой передачах для груженого автомобиля.
В расчете будем использовать скорости движения автомобиля, найденные выше на указанных передачах, постоянную силу Pi сопротивления подъему, силу сопротивления качению Pf и силу сопротивления воздуха PW.
Для начала вычислим мощность NП в КВТ, требуемую для движения автомобиля с постоянной скоростью: NП = (Pi Pf PW)*V/htp/1000, где htp - коэффициент полезного действия трансмиссии.
На III передаче: NП = (213,89 214,2 6,31)*3,4/ 0,88/ 1000 = 1,68
Возьмем из таблицы 1 значение относительной угловой скорости вращения коленчатого вала u = kw выражает коэффициент загрузки двигателя по скорости вращения коленчатого вала.
Вычисляем коэффициент KN загрузки двигателя по мощности: KN = NП/(Nmax*Кв).
На III передаче: KN = 1,68/ (56,6 * 0,9) = 0,03
KN = 6,89/ (56,6 * 0,9) = 0,14
KN = 12,46/ (56,6 * 0,9) = 0,25
KN = 20,89/ (56,6 * 0,9) = 0,4
KN = 34,36/ (56,6 * 0,9) = 0,67
На IV передаче: KN = 2,57/ (56,6 * 0,9) = 0,05
KN = 12,24/ (56,6 * 0,9) = 0,24
KN = 25,27/ (56,6 * 0,9) = 0,5
KN = 47,78/ (56,6 * 0,9) = 0,94
KN = 86,16/ (56,6 * 0,9) = 1,7
По графикам находим значения Kw = f(kw) и KN = f(KN) и записываем их в таблицу 8.
Затем находим дорожный расход топлива: QS = qe * NП*KN*KW/ (36 * r * V)
Так как в автомобиле ВАЗ 2103 установлен карбюраторный двигатель, то принимаем qe = 330 г./(КВТ*ч), r = 0,74 г./см3.
Таблица 8. Расчет дорожного расхода топлива автомобиля ВАЗ 2103
На III передаче
V, м/с 3,4 11,9 17,9 24,1 30,9
Pi, Н 213,89 213,89 213,89 213,89 213,89
Pf, Н 214,2 218,2 223,7 231,8 243,3
PW, Н 6,31 77,32 174,94 317,12 521,33
NП, КВТ 1,68 6,89 12,46 20,89 34,46
? 0,12 0,44 0,67 1 1,14
Kw 1,25 0,98 0,96 1 1,1
KN 0,03 0,14 0,25 0,4 0,67
KN 2,2 1,8 1,3 0,9 0,8
QS, л/100 км 16,83 12,65 10,76 9,66 12,15
На IV передаче
V, м/с 5,1 17,7 26,6 35,9 46
Pi, Н 213,89 213,89 213,89 213,89 213,89
Pf, Н 214,7 223,5 235,7 253,6 279
PW, Н 14,2 171,06 386,33 703,7 1155,34
NП, КВТ 2,57 12,24 25,27 - -
? 0,12 0,44 0,67 - -
Kw 1,25 0,98 0,96 - -
KN 0,05 0,24 0,5 - -
KN 2,2 2 0,85 - -
QS, л/100 км 17,17 16,79 9,6 - -
Рис. 5. График топливной экономичности
7. Расчет процесса разгона автомобиля
Расчет процесса разгона выполнялся на компьютере по программе.
Полученные в процессе расчета значения j, V, S и t отображены в таблице 9.
Таблица 9. Данные, полученные при расчете процесса разгона t j v s
0,000 2,934 0,000 0,000
1,000 2,931 2,930 1,470
2,000 2,921 5,860 5,860
2,210 2,918 6,470 7,150
2,210 1,751 6,470 7,150
3,210 1,657 8,180 14,480
4,210 1,501 9,760 23,470
5,210 1,306 11,170 33,950
6,120 1,115 12,280 44,680
6,120 -0,249 12,280 44,680
7,120 -0,247 12,030 56,840
7,120 1,424 12,030 56,840
12,120 1,019 18,230 133,350
14,050 0,835 20,010 170,210
14,050 -0,347 20,010 170,210
15,050 -0,342 19,670 190,070
15,050 0,856 19,670 190,070
20,050 0,712 23,600 298,540
25,050 0,557 26,770 424,790
30,050 0,416 29,190 564,990
34,780 0,306 30,890 707,390
34,780 -0,564 30,890 707,390
35,780 -0,550 30,330 738,030
35,780 0,300 30,330 738,030
40,780 0,255 31,710 893,230
45,780 0,215 32,890 1054,820
50,780 0,179 33,870 1221,790
55,780 0,149 34,690 1393,240
60,780 0,122 35,360 1568,420
65,780 0,100 35,920 1746,660
66,620 0,097 36,000 1776,800
Рис. 6. Ускорение автомобиля
Рис. 7. Время и путь разгона
8. Расчет тормозных свойств автомобиля
Тормозные свойства автомобиля его способность снижать скорость движения по желанию водителя, при необходимости быстро останавливаться, а также удерживать на уклоне во время стоянки.
Для расчета мы взяли данные из справочника НИИАТ. Нашли по прототипу значения масс, приходящиеся на переднюю и заднюю оси автомобиля в снаряженном (M1C = 556 кг, M2C =474 кг) и груженом (M1П = 656 кг, M2П = 774 кг) состояниях, и базу (L = 2,424 м) автомобиля.
Вычисляем расстояния от центра масс до передней a и задней b оси автомобиля: Для автомобиля с полной массой МП: BП = L * М1П/ (М1П М2П) = L* М1П/МП;
АП = L * М2П/МП.
BП = 2,424* 656/1430 = 1,12 м;
АП = 2,424 * 774/1430 = 1,32 м.
Для снаряженного автомобиля с собственной массой МС: BC = L * М1С/ (М1С М2С) = L * М1С/МС;
АС = L * М2С/МС.
BC = 2,424 * 556/1030 = 1,31 м;
АС = 2,424 * 474/1030 = 1,12 м.
Принимаем высоту расположения центра масс для груженого (HП = 0,6 м) и для снаряженного (HC = 0,54 кг) автомобиля.
Рассчитаем нормальные нагрузки на переднюю RZ1C, RZ1П и заднюю RZ2C, RZ2П автомобиля с полной массой при различных интенсивностях торможения g автомобиля: RZ1П = (BП g * HП) * g * МП/L; RZ2П = (АП - g * HП) * g * МП/L.
Вычислим значения тормозных сил РТП1И и РТП2И, идеально соответствующих нормальным нагрузкам для полной массы автомобиля: РТП1И = RZ1П * g; РТП2И = RZ2П * g.
Выберем значение интенсивности торможения, при которой для автомобиля с полной массой тормозные силы РТ1 и РТ2, создаваемые тормозными механизмами, идеально соответствуют нормальным нагрузкам на оси, и обозначим это значение g0.
Полагаем, что при увеличении интенсивности g тормозные силы линейно возрастают: РТ1 = R*Z1П * g; РТ2 = R*Z2П * g
Значения R*Z1П и R*Z2П равны значениям RZ1П и RZ2П при g = 0,5: R*Z1П = (1,12 0,5 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 =8163,2 Н = 8,17 КН
Вычислим значения тормозных сил РТС1И и РТС2И, идеально соответствующих нормальным нагрузкам для полной массы автомобиля: РТС1И = RZ1С * g; РТС2И = RZ2С * g.
Рис. 8.1. График зависимости нормальных нагрузок и тормозных сил от интенсивности торможения при полной массе
Рис. 8.2. График зависимости нормальных нагрузок и тормозных сил от интенсивности торможения при собственной массе
Проанализировав приведенные выше графики, можно сказать, что задние колеса автомобиля буду блокироваться быстрее, так как значения тормозных сил на задней оси превосходят значения этих сил на передней оси.
Вывод
При расчете данной работы мы получили практичиские навыки по вычислению и анализу эксплутационных свойств автомобиля, необходимые нам как будущим инженерам для оптимизации дорожного движения, для организации контроля технического состояния АТС, для расследования и экспертизы дорожно-транспортных происшествий (ДТП).
Список литературы
1. Балакин В.Д. Проектирование автомобилей: методические указания. издательство СИБАДИ, 2003
2. Гос. НИИ автомобильного транспорта 8-е издание, Краткий автомобильный справочник. - М. Транспорт, 1979
3. Газарян А.А. Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт автотранспортных средств: Практические рекомендации и нормативная база. - М., 2000.