У автомобиля
различают динамический фактор по тяге
и динамический фактор по сцеплению.
Это безразмерные величины, выражаемые
в долях единицы или процентах.
Динамическим
фактором по тяге называется
отношение разности тяговой силы и силы
сопротивления воздуха к весу автомобиля:
Значения динамического
фактора по тяге позволяют судить о
тягово-скоростных свойствах конкретного
автомобиля при разных нагрузках и
сравнивать тягово-скоростные свойства
различных автомобилей. При этом чем
больше динамический фактор по тяге, тем
лучше тягово-скоростные свойства и выше
проходимость автомобиля: он способен
развивать большие ускорения, преодолевать
более крутые подъемы и
буксировать прицепы
большей массы.
Максимальные
значения динамического фактора по тяге
составляют 0,3… 0,45 для автомобилей
ограниченной проходимости и 0,6…0,8 —
для автомобилей высокой проходимости.
Динамический
фактор по тяге часто называют просто
динамическим фактором.
Его
значение ограничено вследствие наличия
сцепления колес с дорогой. Для
безостановочного движения автомобиля
без пробуксовки ведущих колес
необходимо выполнение следующего
условия:
где
D.cц
— динамический фактор по сцеплению.
Динамическим
фактором по сцеплению называется
отношение разности силы сцепления и
силы сопротивления воздуха к весу
автомобиля
Так как буксование
ведущих колес обычно происходит при
малой скорости движения и большой
тяговой силе, то влиянием силы сопротивления
воздуха можно пренебречь. Тогда
динамический фактор по сцеплению
где
G2
— вес,
приходящийся на ведущие колеса.
Для установления
связи между динамическим фактором и
условиями движения представим
уравнение движения автомобиля (3.20) в
следующем виде:
или
Разделив
обе части последнего уравнения на вес
О,
получим
уравнение силового баланса автомобиля
в безразмерной форме:
(3.22)
При равномерном
движении ускорение равно нулю. Тогда
Рис.
3.24. Динамическая характеристика
автомобиля:
I
— I
I
I
— передачи I`—I
передача при уменьшенной
подаче топлива;
— максимальная
скорость автомобиля;
— максимальная скорость автомобиля
для конкретных дорожных условий
3.16. Динамическая характеристика автомобиля
Динамической
характеристикой автомобиля называется
зависимость динамического фактора
по тяге от скорости на различных
передачах. Динамическая характеристика,
представленная на рис. 3.24,свидетельствует
о том, что динамический фактор по тяге
на низших передачах имеет большую
величину, чем на высших. Это связано с
тем, что на низших передачах тяговая
сила увеличивается, а сила сопротивления
воздуха уменьшается.
Поскольку
при равномерном движении D
= ψ,
ордината
каждой точки кривых динамического
фактора, приведенных на динамической
характеристике, определяет значение
коэффициента сопротивления дороги
ψ
Так,
например, точка Dv
соответствующая значению динамического
фактора при максимальной скорости
mах,
определяет коэффициент сопротивления
дороги ψv
которое может преодолеть автомобиль
при этой
скорости,
а ординаты точек максимума кривых
динамического фактора представляют
собой максимальные значения коэффициента
сопротивления дороги, преодолеваемого
на каждой передаче.
С помощью динамической
характеристики можно решать различные
задачи по определению тягово-скоростных
свойств автомобиля. Рассмотрим
некоторые из этих задач.
Определение
максимальной скорости движения автомобиля
при заданном коэффициенте сопротивления
дороги ψНа
оси ординат откладываем значение
коэффициента сопротивления дороги ψ
характеризующее
данную дорогу, и проводим прямую,
параллельную оси абсцисс, до пересечения
с кривой динамического фактора D.
Точка
пересечения и будет соответствовать
максимальной скорости, которую может
развить автомобиль при заданном
коэффициенте сопротивления дороги
ψ.
Определение
максимального подъема, преодолеваемого
на дороге с заданным коэффициентом
сопротивления качению ƒ
.Для нахождения максимального подъема,
который может преодолеть автомобиль
при постоянной скорости на любой передаче
на дороге с коэффициентом сопротивления
качению ƒ на оси ординат откладываем
значение коэффициента/и проводим прямую,
параллельную оси абсцисс. Разность
между максимальным значением динамического
фактора Dmах
на любой передаче и значением коэффициента
ƒ соответствует максимальному подъему,
преодолеваемому на выбранной передаче:
Определение
максимального ускорения автомобиля
при заданном коэффициенте сопротивления
дороги ψ.
Для нахождения максимального ускорения
jmах,
которое может развить автомобиль на
любой передаче, необходимо найти разность
между максимальным значением
динамического фактора на выбранной
передаче и
значением
коэффициента сопротивления дороги
(Dтax
– ψ).
Зная эту разность, можно определить
значение максимального ускорения
по формуле (3.22)
Определение
возможности буксования ведущих колес.
При решении данной задачи необходимо
сопоставить динамические факторы
по тяге и сцеплению. С этой целью
определяют значение динамического
фактора по сцеплению для заданного
коэффициента сцепления φx.
Найденное значение откладывают на оси
ординат и проводят горизонтальную
прямую.
В
области, расположенной над проведенной
прямой,
следовательно, трогание автомобиля с
места наI
передаче невозможно, а при его движении
неизбежна остановка.
В
области, находящейся под этой прямой,
выполняется условие
следовательно, при полной нагрузке
двигателя, или при полной подаче топлива,
движение без пробуксовки ведущих колес
невозможно лишь наI
передаче. Для движения без буксования
ведущих колес на I
передаче необходимо уменьшить подачу
топлива и динамический фактор по тяге
(см. кривую І на рис. 3.24).
При определении
тягово-скоростных свойств динамическая
характеристика строится для автомобиля
с полной нагрузкой.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Приветствую всех зашедших на мою страничку!
Сегодня речь пойдет снова про мою интересную учебу. В этот раз о дисциплине “Теория движения военных колесных машин”. Очень произвело впечатление домашнее задание — сделать тягово-динамический расчет автомобиля. Это основа основ, проектировать трансмиссию стоит начинать именно с этого. А в моей специальности, по большей части, мы занимаемся именно трансмиссией. Для чего он проводится: выбор передаточных чисел узлов трансмиссии (КП, РК, главная пара и колесные редуктора) и исследование тягово-динамических и разгонных характеристик. Конечно только этого расчета недостаточно. Есть множество других определяющих факторов.
Итак, мною был выбран автомобиль ГАЗ 3308 САДКО, претерпевший некоторые изменения: вместо дизельного двигателя 245, я решил воткнуть туда ЯМЗ-53442, более современный. Главная пара дизельная 5.5 как и была. Коробка 5ст.
Не думаю, что всем будет интересно изучать всю написанную программу. Поэтому буду приводить самое интересное — графики.
Как всегда есть и огрехи в расчете: некоторые коэффициенты были взяты от других двигателей (например момент инерции двигателя для 53442 я не нашел, поэтому пришлось взять с похожего двигателя; коэффициент лобового сопротивления был взят с автомобиля ГАЗ 3307 (53)).
Но со всеми этими моментами получил вполне адекватные результаты.
Что нужно для расчета:
габариты авто
масса авто — полная
передаточные числа КП, РК, ГП, колесные редукторы (их здесь нет)
КПД трансмиссии
коэффициенты, назовем их “вспомогательными”
внешняя характеристика двигателя
параметры шин
Все начинается с построения внешней скоростной характеристики двигателя:
ЯМЗ 53342
Дальше вычисляется динамический фактор — показатель, который дает представление о динамических свойствах автомобиля при заданных дорожных условиях и нагрузке автомобиля. Если совсем по простому (анализируя формулу), то это отношение реализуемой силы тяги (разность между силой тяги, что реализует двигатель через трансмиссию, и силами сопротивления) к весу автомобиля (именно к весу, не массе). рассчитывается динамический фактор на каждой передаче.
зависимость динамического фактора от скорости движения
Следующий этап — построение зависимости ускорений от скорости движения (так же на каждой передаче)
В моем случае, завершающий этап — построение разгонной характеристики: зависимости времени разгона от скорости и зависимость пути разгона от скорости
По-нормальному еще должен проводится топливо-экономический расчет. Почему нам его не дали — не знаю.
Конечно мне было интересно сделать расчет для своего Неудержимого Симбира. Поспрашивав у одногруппников, кто что делал, нашел человека, который рассчитывал Патриот. Привожу все те же самые графики, в том же порядке, но для Патриота:
Внешняя характеристика ЗМЗ 409
Динамический фактор
зависимость ускорений от скорости на каждой передаче
Время и путь разгона
Естественно это не самые точные результаты, в силу того, что приняты некоторые допущения. Однако радует, что они схожи с реальными показателями.
4 Расчет параметров торможения автомобиля
4.1 Определение остановочного времени автомобиля с полной нагрузкой и без нагрузки
Остановочное время автомобиля определяется по следующей формуле:
(4.1)
где – время реакции водителя, с;
– время срабатывания тормозной системы, с;
– время нарастания замедления, с;
kэ – коэффициент эффективности торможения;
V0– скорость автомобиля непосредственно перед началом торможения, м/с;
– коэффициент сцепления колес автомобиля с поверхностью дороги;
g– ускорение свободного падения;
принимаем равным 0,8 с;
для автомобилей с гидравлическим приводом тормозов 0,2 – 0,3 с, для автомобилей с пневматическим приводом тормозов 0,6 – 0,8 с;
рассчитывается по формуле:
(4.2)
где G– вес автомобиля с данной нагрузкой, Н;
b– расстояние от задней оси автомобиля до центра тяжести, м;
hц– расстояние от центра тяжести автомобиля до поверхности дороги, м;
k1–скорость нарастания тормозных сил, кН/с;
L– база автомобиля, принимаем 3,77м.
Расстояние от задней оси автомобиля до центра тяжести рассчитывается по формуле:
(4.3)
где М1 – масса автомобиля, приходящаяся на переднюю ось, кг;
М– масса всего автомобиля с данной нагрузкой, кг;
k1выбирается в зависимости от типа тормозной системы:
для автомобилей с гидравлическим приводом тормозов k1= 15 – 30 кН/с;
kэ выбирается в зависимости от типа автомобиля и его весового состояния из следующей таблицы.
Таблица 4.1 – Значения коэффициентов эффективности торможения
Тип автомобиля
Коэффициент эффективности торможения kэ
без нагрузки
с полной нагрузкой
Легковые автомобили
1,10-1,15
1,15-1,20
Грузовые массой до 10 т и автобусы длиной до 7,5 м
1,10-1,30
1,50-1,60
Грузовые массой более 10 т и автобусы длиннее 10м
1,40 – 1,60
1,60-1,80
При расчетах принимаем:
а) автомобиль до торможения двигается с постоянной скоростью, равной 40 км/ч (V0= 11,11 м/с);
б) коэффициент сцепления колес автомобиля с поверхностью дороги = 0,6.
в) коэффициент эффективности торможения kэпринимаем без нагрузки 1,2, с полнойц нагрузкой 1,5.
г) скорость нарастания тормозных сил k1=25кН/с.
Для автомобиля ГАЗ-3309с полной нагрузкой:
По формуле (4.3) рассчитаем расстояние от задней оси автомобиля до центра тяжести:
.
Время нарастания замедления рассчитаем по формуле (4.2):
.
Остановочное время автомобиля определим по формуле (4.1):
Для автомобиля ГАЗ-3309 без нагрузки:
По формуле (4.3) рассчитаем расстояние от задней оси автомобиля до центра тяжести:
.
Время нарастания замедления рассчитаем по формуле (4.2):
.
Остановочное время автомобиля определим по формуле (4.1):
4.2 Определение остановочного пути автомобиля с полной нагрузкой и без нагрузки
Определение остановочного пути автомобиля производим по следующей формуле:
(4.3)
Для автомобиля ГАЗ-3309с полной нагрузкой:
Для автомобиля ГАЗ-3309без нагрузки:
4.3 Определение замедления автомобиля с полной нагрузкой на уклоне и на подъеме
При торможении автомобиля на уклоне или на подъеме сила его инерции уравновешивается алгебраической суммой тормозной силы и силы сопротивления подъему. При движении на подъем эти силы складываются, а на уклоне – вычитаются:
Н. (4.4)
Отсюда замедление автомобиля на уклоне или подъеме
м/с2, (4.5)
где РТ – тормозная сила, Н;
РП – сила сопротивления подъему, Н;
М- масса автомобиля, кг.
Сила тяги и сила сопротивления подъему рассчитываются по следующим формулам:
Н; (4.6)
Н, (4.7)
где – угол подъема (уклона) дороги;
G – вес автомобиля, Н;
– коэффициент сцепления колес автомобиля с поверхностью дороги.
Конечная формула для расчета замедления автомобиля на уклоне и подъеме будет иметь следующий вид:
м/с2. (4.8)
Замедление автомобиля необходимо определять при углах подъема (уклона) = 0,05 радиана.
Определение замедления автомобиля с полной нагрузкой
на подъеме:
м/с2.
Определен
