Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Определение коэффициента сопротивления качению




 

На коэффициент сопротивления качению влияют:

· тип покрытия дороги и его состояние;

· скорость движения автомобиля;

· давление воздуха в шине;

· температура шин;

· нагрузка на колесо;

· удельное давление на поверхность дороги;

· размер шины и её конструктивные особенности;

· момент, передаваемый через колесо.

Для эксплуатационных расчетов принимаются некоторые допущения:

· сопротивление качению прямо пропорционально нормальной нагрузке на колесо автомобиля;

· для автомобилей с шинами низкого давления (0,15…0,45МПа) на одном и том же грунте и при одинаковой нагрузке сопротивление качению одинаково и не зависит от конструктивных особенностей колеса.

Сила сопротивления качению может быть выражена через нормальную нагрузку (Rz) и коэффициент пропорциональности, который носит название коэффициента сопротивления качению f:

(35)

Значение коэффициента сопротивления качению в зависимости от состояния дорожного покрытия приведены в таблице 14.

Таблица 14 – Значение коэффициента сопротивления качению

Тип и состояние дорожного покрытия f
Бетон, асфальтобетон и асфальт 0,01…0,03
Булыжная мостовая 0,023…0,3
Укатанная сухая грунтовая дорога 0,02…0,03
Разбитая мокрая грунтовая дорога 0,1…0,25
Сухой песок 0,1…0,3
Сырой песок 0,06…0,15
Сухой суглинок 0,04…0,06
Мокрый суглинок 0,1…0,2
Обледенелая дорога 0,01…0,03
Укатанный снег 0,03…0,05
Рыхлый снег 0,1…0,3

Влияние скорости движения автомобиля на коэффициент сопротивления качению учитывает эмпирическая формула:

(36)

где: fo– коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля со скоростью менее 15 м/с;

V – скорость движения автомобиля, м/с.

1.7 Силы, действующие на автомобиль при прямолинейном
движении

 

Силы, действующие на автомобиль при прямолинейном движении, представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Силы, действующие на автомобиль при прямолинейном движении.

Примем следующие условия:

· два колеса одной оси рассматриваются как одно;

· участок дороги на всем протяжении однородный с постоянным углом наклона (α) к горизонту и не имеет неровностей;

· нормальные реакции дороги прикладываются к осям автомобиля;

· деформация шин и грунта учитывается при определении силы сопротивления качению, но на схеме не показываются.

Рассмотрим систему сил, действующих на автомобиль, равноускоренно движущийся по наклонной поверхности:

· сила тяжести автомобиля (G) приложена к центру тяжести, находящимся на расстоянии (hцт) от поверхности дороги;

· сила сопротивления воздуха (Pw), приложенная к центру парусности, расположенному на расстоянии (hw) от поверхности дороги;

· суммарная касательная реакция (RX2) или сила тяги (PT);

· нормальные реакции дороги на колеса (RZ1) и (RZ2);

· сила инерции (Pj) поступательно движущихся масс, которая приложена к центру тяжести и направлена противоположно ускорению;

· сила (РПР) на крюке в случае буксировки прицепа;

· сила сопротивления качению колес (Pf), направленная в сторону противоположную направлению движения автомобиля;

· сила сопротивления подъему (Ра) приложена к центру тяжести и направлена в сторону уклона дороги.

Рассмотрим взаимосвязи между силами, приложенными к автомобилю.

Сила тяжести, действующая на автомобиль, стоящей на горизонтальной поверхности, определяется по формуле:

(37)

где: G– сила тяжести автомобиля, Н;

m– масса автомобиля, кг;

g– ускорение свободного падения, м/с2.

Положение центра масс определяется у двухосного автомобиля расстояниями (l1) и (l2) до геометрических осей вращения колес передней и задней осей. У трехосного автомобиля (l2) расстояние от центра масс до оси балансира задней тележки. Расстояние L=l1+l2 называется базой автомобиля.

При движении автомобиля по наклонному участку дороги с углом подъема (α) сила тяжести раскладывается на следующие составляющие:

· G*cos(α) – нормальная нагрузка на дорогу, направленная перпендикулярно поверхности дороги;

· G*sin(a) – сила сопротивления подъему, обозначается (Ра), параллельна поверхности дороги. Эта сила может называться «скатывающей силой».

При небольших значениях угла наклона синус может быть заменен на тангенс угла наклона дороги к горизонту, который называют продольным уклоном дороги (i). В этом случае сила сопротивления подъему может быть определена по формуле:

(38)

Сила сопротивления подъему и сила сопротивления качению зависят от дорожных условий, так как коэффициент сопротивления качению (f) и угол подъема дороги (α) в совокупности определяют качество дороги, поэтому часто пользуются таким понятием, как сила сопротивления дороги:

(39)

При движении автомобиля по наклонной дороге сила сопротивления качению определяется как:

(40)

Тогда сила сопротивления дороги:

(41)

Выражение в скобках называется коэффициентом сопротивления дороги и обозначается как (y):

(42)

Сила инерции или сила сопротивления разгону.

Сила инерции поступательно движущегося тела выражается через величину его ускорения.

(43)

где: m – масса автомобиля, кг;

j – ускорение автомобиля, м/с2.

Так как в автомобиле имеется большое количество вращающихся деталей значительной массы, они оказывают влияние на сопротивление разгону автомобиля. К этим деталям относятся: колеса автомобиля, зубчатые колеса и валы трансмиссии; маховик двигателя и т.д. Чтобы учесть влияние вращающихся масс вводят коэффициент учета вращающихся масс автомобиля (dВР), который показывает, во сколько раз сила, необходимая для разгона автомобиля с заданным ускорением поступательно движущихся и вращающихся масс автомобиля, больше силы, необходимой для разгона только его поступательно движущихся масс.

С учетом (dВР), уравнение (42) примет вид:

(44)

Значение (dВР) определяется по эмпирической формуле:

(45)

где: d1»d2» 0,03…0,05

ma– масса автомобиля с полной нагрузкой, кг;

m– фактическая масса автомобиля.

Нормальная реакция дороги.

Нормальная реакция дороги не совершает ни полезной работы, ни работы сопротивления движению. Однако при изучении тягово-скоростных свойств автомобиля необходимо их учитывать, так как нормальная реакция (Rz) определяет силы сопротивления качению и сцепления колес с опорной поверхностью дороги.

Рисунок 2 – Действующие на автомобиль силы.

Рассмотрим силы, действующие на автомобиль, стоящий на горизонтальной дороге.

Из центра тяжести автомобиля действует вектор силы тяжести (G). Центр тяжести расположен на расстоянии (l1) от оси переднего моста и на расстоянии (l2) от оси заднего моста.

Проведем две оси: ось Х – вдоль опорной поверхности дороги; ось У – перпендикулярно поверхности дороги. За начало координат (О) примем точку приложения нормальной реакции, приложенной к задней оси автомобиля.

Составим два уравнения статики.

Уравнение проекции сил на осьУ:

(46)

Уравнение моментов сил относительно начала координат:

(47)

Составим систему уравнений.

(48)

Решая систему уравнения, получим:

(49)

Во время движения нормальные реакции дороги изменяются под действием различных сил и моментов сил.

Рисунок 3 – Система сил, действующих на автомобиль при его разгоне.

Рассмотрим систему сил, действующих на автомобиль при его разгоне на подъеме.

Составим систему уравнений сил и моментов сил, приняв за начало координат точку опоры колес задней оси; ось Х направим параллельно опорной поверхности, а ось У – перпендикулярно её.

(50)

(51)

(52)

Составим систему уравнений:

(53)

Предположим для упрощения, что hw=hЦТ получим:

(54)

(55)

Полученные уравнения показывают, что нормальные реакции дороги на передние колеса с увеличением крутизны подъема уменьшаются, а на задние увеличиваются. То же самое происходит с увеличением интенсивности разгона и с ростом сопротивления воздуха.

 

1.8 Определение максимальной скорости движения автомобиля на i-ой передаче

В качестве исходного можно использовать уравнение силового либо мощностного баланса.

(56)

где: PT– сила тяги, Н

Pа – сила сопротивления подъему, Н;

Pf– сила сопротивления дороги, Н;

Pj– сила инерции поступательно движущихся масс, Н;

Pw– сила сопротивления воздуха, Н.

Это уравнение можно переписать в следующем виде:

(57)

где: mа – масса автомобиля, кг.;

δВР – коэффициент вращающихся масс;

dV/dt – ускорение автомобиля в м/с2;

PТ – сила тяги, приложенная к колесам, Н;

Pа – сила сопротивления подъему, Н;

Pf – сила сопротивления качению колес, Н;

Pω – сила сопротивления воздуха, Н.

Применив ранее выведенные зависимости:

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

 

После необходимых преобразований, получим уравнение силового баланса в общем виде:

(64)

 

При установившемся режиме движения, когда ускорение равно нулю, максимальная скорость на i-ой передаче будет определяться по формуле:

 

(65)

где:

По приведенным формулам рассчитать значение коэффициентов и максимальную скорость на каждой передаче.

Таблица 15 – Скорость движения автомобиля при максимальных оборотах

Выбранная передача Скорость автомобиля,км/ч
I 33,893
II 62,795
III 90,297
IV 123,707
V 150,86
З.Х. -33,799

 







Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2021 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных