Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

транспортні засоби

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
07.02.2016
Размер:
936.2 Кб
Скачать

21

Гальмова сила з врахуванням дорожніх умов .

Максимальна теоретична гальмова сила в контакті коліс з

дорогою визначається за формулою:

 

PT max = Ga g(ϕ ± і) ,

(4.10)

де Ga - повна маса автомобіля, кг

g= 9,81 м/с2 – прискорення вільного падіння;

ϕ- коефіцієнт зчеплення коліс з дорогою

і- ухил дороги, радіан Значення величин ϕ і α (град.) прийняти згідно варіанту

завдання з таблиці А.2 додатку А, при цьому ухил дороги в радіанах

розрахувати за формулою: і = α π , (рад.)

180

Для варіанту 18 (КрАЗ – 6510) ϕ = 0,5 і α = 20º

Визначимо ухил і = 20 3,14 = 0,34 рад.

180

Максимальна теоретична гальмова сила з урахуванням дорожніх

умов:

PT max = 24675 9,81(0,5 ± 0,34)

Знак (+) приймається при русі в гору, знак (-) – під ухил.

В гору: PT max = 24675 9,81 0,84 = 203332 н Під ухил: PT max = 24675 9,81 0,16 = 38730 н

Теоретичний гальмовий шлях автомобіля

Гальмовий шлях автомобіля з достатньою точністю можна розрахувати за формулою:

ST = Va2 роз ke / 254(ϕ ± і) , м

(4.11)

де Va роз - розрахункова швидкість

автомобіля. Її приймати з

таблиці А.1 додатку А.

ke - коефіцієнт ефективності гальмування, який залежить від коефіцієнту зчеплення ϕ . В розрахунках гальмового шляху вантажних автомобілів і автобусів приймати середнє значення

ke =1,47.

22

Для автомобіля КрАЗ – 6510 при розрахунковій швидкості 40 км/год величина гальмового шляху складе:

В гору: ST = 402 1,47 / 254(0,5 + 0,34) = 11,02 м

Під ухил: ST = 402 1,47 / 254(0,5 − 0,34) = 57,9 м

Порівняти одержані результати з даними таблиці А.2 додатку А

Витрата палива автомобіля на 100 км пробігу.

Без врахування режиму руху автомобіля і опору дороги витрату

палива можна розрахувати за формулою:

 

Qп = qe kN Ne /10 ρ Va роз , л/100 км

(4.12)

де qe - питома витрата палива двигуном, г/кВтгод.

 

приймати

для бензинових двигунів qe = 250

г/кВтгод; для

дизельних qe =

190 г/кВтгод.

 

kN - середній коефіцієнт використання номінальної потужності двигуна. Приймати kN = 0,5

Ne - номінальна (максимальна) ефективна потужність двигуна. Для двигуна ЯМЗ - 238 автомобіля КрАЗ – 6510 Ne = 176 кВт.

ρп - питома вага (щільність) палива, кг/л. Приймати для бензину

ρп = 0,74 кг/л, для дизельного паливаρ п = 0,82 кг/л.

Va роз - розрахункова швидкість автомобіля, км/год Va роз приймати з таблиці А.1 додатку А.

Витрата палива для автомобіля КрАЗ – 6510 складе:

Qп = 190 0,5 176 /10 0,82 60 = 34 л/100 км.

Порівняння розрахункової витрати палива з табличною показує

досить близьке їх значення (33 л/100 км)

 

Запас хода автомобіля по паливу.

 

LП =

(ЄА − 0,1ЄА )

100 , км

(4.13)

 

 

Qп

 

де ЄА - ємність паливного бака автомобіля, л /таблиця А.2 додатку А/

Qп - розрахункова витрата палива, л/100км.

23

Запас хода по паливу автомобіля КрАЗ – 6510 складе:

LП = (220 22) 100 = 582 км 34

В формулі (4.13) величина 0,1 ЄА відповідає мінімальному залишку палива в баках автомобілів.

Контрольні запитання.

1.Від яких технічних параметрів залежить тягова сила на ведучих колесах автомобіля?

2.Що таке передаточне число трансмісії автомобіля?

3.Який фізичний сенс має коефіцієнт зчеплення?

4.Від чого залежить теоретична швидкість автомобіля?

5.Який фізичний сенс має поняття динамічного фактору автомобіля?

6.Як впливають дорожні умови на гальмову силу?

7.Від яких основних факторів залежить теоретичний гальмовий

шлях?

8.Як впливає швидкість руху автомобіля на витрату палива?

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ №3 Тягові розрахунки поїздів.

Мета заняття: засвоєння методів розрахунків тягово-гальмових властивостей локомотивів і залізничних поїздів.

Вказівки до виконання заняття.

З метою закріплення лекційного матеріалу на практичному занятті і під час самостійної роботи необхідно розрахувати наступні тягово-гальмові властивості транспортних засобів залізниць:

-загальний опір руху поїзда;

-силу тяги на ободі колеса локомотиву;

-швидкість руху локомотиву;

-повну гальмову силу поїзду;

-гальмовий шлях поїзду.

Вихідні данні для розрахунків згідно варіанту завдання приймати з таблиці Б.1 додатку Б.

Загальний опір руху поїзду

24

Величину загального опору руху поїзду WK можна розрахувати за формулою:

W

K

= (ω

+ ω

)P g + (ω ′′ + ω

)Q

п

g , кН

(4.14)

 

o

д

л

o

д

 

 

 

де ω - основний питомий опір руху локомотиву у режимі тяги;

o

ω

= 1,9 + 0,01 V + 0,0003 V 2 , н/кн.

(4.15)

o

 

 

ω ′′ - основний питомий опір руху навантаженого вагона; для

o

чотирьохвісьового вагона (напіввагона, платформи) на роликових підшипниках.

ω ′′ = 0,7 +

(3 + 0,1V + 0,0025 V 2 ) g

,н/кн

(4.16)

 

 

 

o

qo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При швидкості V = 40 км/год

 

 

ω

= 1,9 + 0,01 40 + 0,0003 402 = 2,68 , н/кн

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

ω

′′ = 0,7 +

(3 + 0,1 40 + 0,0025 402 ) 9,81

= 1,30 н/кн.

 

 

 

 

o

 

 

 

177

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В цій формулі qo = 177 кн - середнє навантаження від осі на

рейку для чотирьохвісного вагону.

 

 

Pл

- вага локомотиву, т

 

 

Qп

- вага поїзду (почепної частини составу), т

 

 

ωд

= ωr + ωi + ωв

- додатковий питомий

опір від

кривої,

підйому і вітру.

 

 

 

 

 

Додатковий питомий опір від кривої радіусом

R (м)

 

ωr = 700 R , н/кн.

 

 

 

 

 

При R = 500 м ωr

= 1,4 н/кн.

 

i = 7°

Додатковий питомий опір від підйому, наприклад, при

приймається:

ωi = i = 7 н/кн.

Врозрахунках приймають середню величину додаткового опору

вітру рівною 20% від основної ω ′′ , тобто

o

25

ωв = 0,2ω ′ = 0,2 1,3 = 0,26 н/кн..

Таким чином, загальний питомий опір:

ωд = ωr + ωi + ωв = 1,4 +7 +0,26 =8,66 н/кн..

Якщо прийняти вагу локомотива Pл = 126 т, а вагу причіпного состава Qп = 870 т (10 чотирьохвісьових вагонів по 87 т),то загальний опір руху поїзда складе:

WK = (2,68 + 8,66)126 9,81+ (1,3 + 8,66)870 9,81 = 99072 = 99

кн.

Сила тяги на ободі колеса локомотиву (електровозу)

Fk

=

3 N Д

102

g , н

(4.17)

Vл

 

 

 

 

 

 

де N Д - потужність тягового двигуна електровозу, кВт 102 кгс·м = 1 кВт – силовий еквівалент потужності; Vл - розрахункова швидкість локомотиву.

При N Д = 1500 кВт і Vл = 40 км/год сила тяги дорівнює:

Fk = 3,61500 102 9,81 = 135083н = 135 кн 40

З розрахунків видно, що сила тяги на ободі колеса локомотива перевищує загальну силу опору WK приблизно на 30%.

Одержану силу тяги необхідно перевірити з умов зчеплення коліс з рейкою

Fk Fзч

(4.18)

Сила тяги з умов зчеплення

 

Fзч

= 1000 ϕ Pл g ,

(4.19)

де ϕ

- коефіцієнт зчеплення. Він залежить

від швидкості

локомотива і зовнішніх умов. Для колодок з полімерного матеріалу

ϕ = 0,36

Vл + 150

= 0,36

40 + 150

= 0,19

 

 

 

5Vл + 150

5 40 + 150

При швидкості 40 км/год;

26

Pл - вага локомотиву( Pл = 126 т)

g = 9,81 м/с2 – прискорення вільного падіння.

Fзч = 1000 0,19 126 9,81 = 239400 н

Приймаємо Fзч =240 кн

При Fk = 135 кн умова по формулі (4.18) виконується, тобто

Fk < Fзч .

Швидкість руху локомотиву (електровозу)

 

Vл = 0,188

Dk nД

, км/год

(4.20)

 

 

 

µ

 

 

де Dk

= 1,05 м – діаметр колеса по колу катання;

 

nД

- частота обертання вала тягового електродвигуна, мін-1.

Приймаємо nД = 750 мін-1;

µ - передаточне число зубчатої пари вістового редуктора ( µ =

4,0).

 

1,05 750

 

 

Тоді Vл

= 0,188

= 37 км/год

 

 

 

 

4

 

 

Повна гальмова сила поїзду

 

BТ

= 1000ϕ K1

(4.21)

де ϕ - коефіцієнт зчеплення коліс з рейкою;

K1 - сумарна сила натиснення гальмових колодок, кн;

K1 = 2K1 mв nк ,

де K1 - сила натиснення однієї колодки, кн mв - кількість вагонів у составі, шт.;

nк - кількість коліс вагону.

Сила натиснення K1 лежить в межах від 10 до 20 кн. Приймаємо K1 = 16 кН для колодок з полімерного матеріалу [6]. Тоді сума сил натиснення для составу з 10 чотирьохвісьових вагонів складе

K1 = 2 16 10 8 = 2560 кн.

27

Повна гальмова сила составу

BТ = 1000 0,19 2560 = 486400 кн.

Гальмовий шлях составу

Повний гальмовий шлях поїзду можна розрахувати за формулою:

 

 

SТ

= SП + S Д

 

, м

 

(4.22)

 

де SП

- шлях підготовки до гальмування;

 

 

S Д

- шлях дійсного гальмування.

 

 

 

При русі поїзда на ухил до 2° з рівномірною швидкістю

 

SП

=

VП tП

, м

 

 

 

(4.23)

 

3,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В цій формулі VП - швидкість у початку гальмування, км/год.

 

Приймаємо VП = 37 км/год.

 

 

 

tП

 

-

 

 

час

підготовки

до

гальмування,

с.

При екстреному гальмуванні tП = 7с.

 

 

 

Тоді шлях підготовки до гальмування

 

 

 

SП

=

37 7

= 72 м

 

 

 

3,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шлях дійсного гальмування [6]

 

 

 

 

 

=

4,17 V

2

 

 

 

 

 

 

S

Д

 

 

 

 

П

 

, м

 

(4.24)

 

в

Т

+ ω ′′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

де VП - початкова швидкість гальмування, км/год; вТ - питома гальмова сила, н/кн.

ω ′′ - основний питомий опір руху навантаженого вагонів, н/кн.

o

Питома гальмова сила

вТ =

ВТ

;

 

 

 

(4.25)

 

(Pл + Qп ) g

 

 

 

′′ =

 

 

 

 

 

 

В нашому прикладі

В = 486400 кН, Q

п

= 870,

P = 126 т, ω

 

 

 

Т

 

л

o

1,3 н/кн.

 

 

 

 

 

 

28

вТ

=

 

 

486000

 

= 49,7

н/кн.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(126

+ 870) 9,81

 

Приймаємо вТ = 50 н/кн.

 

Дійсний шлях гальмування

 

S Д

=

4,17 372

=

5708

= 111,3 м.

 

51,3

 

50 +1,3

 

 

 

Повний гальмовий шлях поїзду складе:

SТ = 72 +111,3 = 183,3 м.

Таким чином, при початковій швидкості гальмування VП = 37 км/год повний гальмовий шлях поїзду дорівнює 183,3 м.

Контрольні запитання.

1.Назвіть причини, які викликають сили опору руху поїзду.

2.Який опір зветься основним а який додатковим?

3.В яких одиницях вимірюється питомий опір руху і як він позначається?

4.Чому дорівнює додатковий питомий опір на підйомі?

5.Які фактори визначають додатковий опір на кривих?

6.Як виникає сила тяги локомотива на колесі?

7.Що зветься силою тяги локомотива?

8.Як формулюється основний закон локомотивної тяги?

9.Як виникає гальмова сила при механічному гальмуванні?

10.Що таке повна і питома гальмові сили?

11.Як визначається дійсний і повний гальмовий шлях поїзду?

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ № 4 Річкові судна та їх експлуатаційна властивість.

Мета заняття: вивчення технічних характеристик, елементів конструкції та основних техніко-експлуатаційних властивостей річкових суден.

Вказівки до виконання заняття.

Заняття проводиться у вигляді семінару. Під час заняття необхідно закріпити теоретичні знання з наступних питань:

-елементів будови сучасних річкових суден:

1)корпусів;

29

2)енергетичних установок;

3)судових пристроїв (рульового управління буксирного пристрою, вантажних пристроїв, люкових пристроїв);

4)судових систем (водопостачання, опалення, сточно-фонової системи, вентиляції, холодильної, пожежної, баластної, радіонавігаційної);

-експлуатаційних властивостей суден з їх технічних характеристик:

1)водозаміщення;

2)вантажопід´ємністі;

3)вантажомісткості;

4)пасажиромісткості;

5)дедвейту;

6)потужності енергетичної установки;

7)швидкості;

8)автономності плавання;

9)головних розмірень;

-морехідних якостей суден;

1)плавучості;

2)устойчивості;

3)непотопляємості;

4)плавності качки;

5)керуємості;

6)ходкості.

Контрольні запитання.

1.З яких основних елементів складається корпус судна?

2.Які матеріали використовуються для корпусів суден?

3.Які типи енергозберігаючих установок застосовуються на річкових судах?

4.Які пристрої і системи входять до оснащення сучасного судна?

5.Назвіть основні експлуатаційні якості судна.

6.Від чого залежить швидкість судна?

7.Що таке плавучість судна і які умови її реалізації?

8.Що таке остойчивість судна і від чого вона залежить.

9.З яких елементів складається сумарний опір руху судна?

30

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ № 5. Повітряні транспортні засоби і їх застосування.

Мета заняття: вивчення основних технічних характеристик і конструктивних елементів засобів повітряного транспорту.

Вказівки до виконання заняття.

Під час заняття необхідно:

-розглянути основні елементи будови літака і вертоліта користуючись схемами і плакатами, розібратися в їх призначенні і особливостях конструкції повітряних засобів (ПЗ) різних типів;

-вивчити основні характеристики ПЗ (льотні, взльотні, посадочні, масові і центровочні);

-з’ясувати принцип реалізації підйомної сили крила і її залежності від профілю;

-вивчити сили, що діють на повітряний засіб під час польоту на різних режимах;

-ознайомитись з основними системами сучасних літаків і гелікоптерів (силовими, гідравлічними, пневматичними, електронними, пожежними, системами управління та зв’язку).

Контрольні запитання.

1.Назвіть основні частини літака і вертольота і вкажіть їх призначення.

2.Які переваги і недоліки мають вертольоти у порівнянні з літаками?

3.Які загальні вимоги висуваються до повітряних засобів (ПЗ)?

4.Як класифікуються ПЗ по дальності польоту і повній масі?

5.Як формується підйомна сила крила?

6.Які сили діють на літак під час польоту?

7.Що таке коефіцієнт перевантаження літака?

8.Назвіть елементи оперення літака і їх призначення.

9.Назвіть основні елементи систем керування літаком і вертольотом.