4712

Рис. 2.3 Динамический паспорт грузового автомобиля

2.4 Ускорение автомобиля

График ускорений автомобиля при разгоне строится для полностью груженого автомобиля, движущегося по горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием в хорошем состоянии.

Величина ускорения автомобиля определяется по формуле

где D- динамический фактор автомобиля (табл. 2.3);

- суммарный коэффициент сопротивления движению автомобиля. В данном случае принимается равным коэффициенту сопротивления качению, т.е. ;

g- ускорение свободного падения тела, g=9,81 м/вр- коэффициент учета вращающихся масс.

Коэффициент учета вращающихся масс определяется для каждой передачи по формуле

dh 1.04 0.05 uk2 (2.18)

где uк- передаточное число коробки передач.

21

Подсчет ускорений удобно вести табличным методом, используя данные динамического паспорта автомобиля.

Таблица 2.4

Данные для расчета ускорений автомобиля

Ω

……

Рис. 2.4 График ускорений грузового автомобиля

2.5 Время и путь разгона автомобиля

Время разгона автомобиля определяется с использованием графика ускорений (рис.2.4). С этой целью кривые ускорений разбиваются на ряд участков V. При этом предполагается, что на каждом участке от V1 до V2, от V2 до V3 и так далее автомобиль разгоняется с постоянным средним ускорением

22

где - соответственно, ускорение в начале и конце участка, м/с2.

При изменении скорости на участке от Vк (скорость в конце участка) среднее ускорение равно приращению скорости V, деленному на время

движения на участке

где V= ,

Для получения допускаемой точности расчетов интервал скоростей должен находиться в пределах от 0,5...0,8 м/с на 1-й передаче до 2,8...4,2 м/с -на высшей передаче; 1,4...2,8 м/с- на промежуточных передачах.

Время движения автомобиля на каждом участке определяется по формуле

Скорость начала разгона автомобиля на каждой последующей передаче определяется так

где Vn- конечная скорость, достигнутая автомобилем при его разгоне на предыдущей передаче, м/с;

- снижение (потеря) скорости в процессе переключения передачи,

м/с.

Точки А, В и С (рис. 2.4) пересечения или окончания кривых ускорений на различных передачах определяют скорости, при которых следует производить переключение передач, чтобы интенсивность разгона была максимальной.

Время переключения передач в среднем составляет:

-для передач без синхронизатора - =2...4 с;

-для передач с синхронизаторами - =1...2 с;

-для полуавтоматической трансмиссии - =0,5 с.

Снижение скорости за время переключения передач определяется по формуле

Общее время разгона получается путем суммирования промежутков времени разгона на отдельных участках

23

где - средняя скорость на участке в м/с.

Средняя скорость на участке принимается равномерной и определяется по формуле

Расчет пути разгона производится по тем же участкам по скорости, что и при расчете времени разгона.

а) время разгона автомобиля

б) путь разгона автомобиля

Рис. 2.5 Графики времени и пути разгона автомобиля

24

3 Тормозная динамика автомобиля

Для построения диаграммы торможения необходимо определить остановочный и тормозной путь, полное время и безопасное расстояние до препятствия.

Полное время, необходимое для остановки автомобиля определяем по формуле

где - время реакции водителя, равное 0,5…1,3 с; - время сбрасывания тормозного привода:

-для гидравлического привода -0,1...0,2 с; -для пневматического привода -0,4...0,8 с;

- время нарастания замедления -0,5…0,6 с; - время движения с установившимся замедлением;

- скорость автомобиля в начале торможения, км/ч; КЭ - коэффициент эффективности действия тормозов:

-для грузовых автомобилей с максимальной массой до 10т КЭ - 1,5...1,6;

-для грузовых автомобилей с максимальной массой свыше 10т КЭ - 1,6...1,8;

-для легковых автомобилей КЭ - 1,1…1,2.

Установившееся замедление определяется по формуле

Время движения автомобиля с установившимся замедлением

Для оценки эффективности рабочей тормозной системы, определяется тормозной путь

25

Минимально допустимые значения тормозного пути при начальной скорости 40 км/ч на горизонтальной дороге с сухим и чистым покрытием нормированы Правилами дорожного движения.

Рис.3.1 Диаграмма торможения автомобиля

Остановочный путь - расстояние S0 , на котором можно остановить автомобиль , движущийся со скоростью V0 , определяется по формуле

Безопасность можно обеспечить только в том случае, если остановочный путь автомобиля меньше расстояния S a до препятствия и расстояние а = 0,5...1,0 м.

(3.6)

Диаграмма торможения строится для двух режимов движения. Первый режим - для скорости 40 км/ч при = 0,7...0,8.

Второй режим - задается индивидуально для скоростей 60 км/ч, 90 км/ч и 110

км/ч при = 0 , 7 … 0 , 8 и = 0,2…0,3.

Коэффициенты выбираются в зависимости от дорожных условий.

Основными расчетными вариантами для работ по данному разделу являются:

26

-сухая горизонтальная асфальтобетонная дорога =0,7... 0,8;

-укатанная снежная дорога = 0,3, (при менее 0,4, КЭ = 1 независимо от типа автомобиля).

-обледенелая дорога = 0,1.

4 Поперечная устойчивость автомобиля на горизонтальной дороге

Если на автомобиль действуют поперечные силы, то возможны два вида потери устойчивости боковое скольжение части или всех его осей и опрокидывание в поперечной плоскости.

4.1 Критические скорости по боковому скольжению

Если считать, что продольной силой, действующей на каждое из колес автомобиля, можно пренебречь, то предельную скорость , движении по дуге окружности с заданным радиусом R без бокового скольжения определим из следующего выражения:

реакций между осями автомобиля (Rz1=G1; Rz2=G2 ) и считать, что cos=1 и

где - критические скорости по боковому скольжению соответственно для передних и задних колес автомобиля;

- угол поворота управляемых колес.

Однако из практики известно, что в одних случаях может иметь место боковое скольжение передней оси без бокового скольжения задней, а в других случаях - наоборот.

Одной из основных причин неравенства и являются различия в величинах продольных сил, действующих на эти колеса. Для ведомых колес этими силами являются силы сопротивления качению, для ведущих колес - тяговые силы, а при торможении - тормозные силы.

27

Критические скорости по боковому скольжению и с учетом продольных сил, действующих на колесо, определим из следующих выражений

(4.3)

где - коэффициент продольной силы;

.

Для ведомого колеса можно принять Кп 0. Для ведущего колеса Кп находится в пределах

Граничные значения продольной реакции Rx следует принимать по тяговой характеристике, т.е.

где - минимальное значение тяговой силы на высшей передаче; - максимальное значение тяговой силы на первой передаче.

Вариант расчета выбирается по последней цифре номера зачетной книжки согласно табл. 4.1. расчет ведется для 2-х значений коэффициента

сцепления .

Таблица 4.1

28

Рис. 4.1 Влияние тяговой силы на критическую скорость движения автомобиля по условию бокового скольжения

Полученные величины критических скоростей сравниваются. При этом аннулируется влияние тяговой силы на критическую скорость. Результаты расчета отражаются на графике.

4.2 Критическая скорость по опрокидыванию

Устойчивость автомобиля по поперечному прокладыванию при его круговом движении принять характеризовать критической скоростью.

(4.4)

где В - колея передних или задних колес автомобиля, м.

Обычно при определении условий опрокидывания автомобиля считают

Hg - высота центра масс, м.

Из рассмотренных выше двух видов потери устойчивости: опрокидывания и бокового скольжения - первый является наиболее опасным. Поэтому автомобиль стремятся спроектировать таким образом, чтобы

(4.5)

Условие (4.5) выполняется, если (см. уравнения (4.1)

и(4.4)).

4.3Критические углы по устойчивости автомобиля на дороге с

поперечным уклоном

1.Критический угол по боковому скольжению автомобиля определяется по формуле

2. Критический угол по поперечному опрокидыванию

29

(4.7)

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основная литература:

1. Автосервис: станции технического обслуживания [Текст] : рек. УМО учеб. заведений Рос. Федерации по образованию в обл. сервиса и туризма Минобрнауки Росии в качестве учеб. / под ред. В. С. Шуплякова, Ю. П. Свириденко. - М. : Альфа-М : ИНФРА-М, 2008. - 480 с. - Электронная версия в ЭБС "Знаниум".

1. Хусаинов А. Ш. Эксплуатационные свойства автомобиля [Электронный ресурс]: учеб. пособие для студентов направления "Наземные транспортнотехнологические комплексы по профилю 190100.62 - Автомобиле- и тракторостроение / А. Ш. Хусаинов. - Ульяновск: УлГТУ, 2011. - 109 с. - ЭБС "Единое окно".

Дополнительная литература:

1. Автомобили [Электронный ресурс]: рек. УМО вузов по оборазованию в области агроинженерии в качестве учебника / А.В. Богатырев, Ю.К. Есеновский-Лашков, М.Л. Насоновский; Под ред. А.В. Богатырева. - 3-e изд., стер. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 655 с. - ЭБС "Знаниум".

30