ХАРАКТЕРИСТИК ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ
СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ОДИНОЧНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Для оценки принятых проектных решений и эффективности выбранных мероприятий по улучшению геометрических элементов дорог и безопасности движения в качестве критерия применяют скорость движения.
Методы расчета скоростей движения одиночных автомобилей, основанные на положениях теории автомобиля, разработаны Н. Ф. Хорошиловым, К. А. Хавкиным и А. Е. Вельским. В методе Н. Ф. Хорошилова используются графики разгона и торможения автомобиля на участках дорог с различными геометрическими параметрами. Этот метод не учитывает детально скорости движения в отдельных точках криволинейной части продольного профиля. Так как на вертикальных кривых уклоны имеют переменное значение, движение автомобиля происходит по ним с неравномерной скоростью. К. А. Хавкин предложил метод расчета движения по криволинейному продольному профилю, составленному из кубических парабол. Одновременно аналогичный метод был предложен для круговых вертикальных кривых А. Е. Вельским. Указанные методы дают, возможность рассчитать теоретические максимальные скорости движения одиночного автомобиля в любой точке продольного профиля дороги криволинейного очертания.
Общий вид уравнения движения автомобиля по вертикальной кривой , (5.1)
Где А, В - коэффициенты, получаемые при аппроксимации кривой вращающего момента двигателя;
|
|
V - скорость движения автомобиля, м/с;
G - вес автомобиля, Н;
F - площадь проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную направлению его движения, м2;
k - коэффициент сопротивления воздуха;
f - коффициент сопротивления качению;
i - продольный уклон дороги в десятичных дробях;
- коэффициент, учитывающий влияние вращающихся частей автомобиля;
dV/dt - ускорение автомобиля;
g - ускорение свободного падения (9,8 м/с2).
Интегрирование уравнения (5.1) дает выражение для определения скорости
V= , (5.2)
где k1 = ; к2=-
Vн -начальная (входная) скорость на участке, м/с;
S1 - расстояние от начала участка, м;
R - радиус вертикальной кривой, м.
; ;
Недостатком описанных выше методов является невозможность расчета скоростей на спуске. Метод расчета скоростей на спуске был предложен Ю. А. Кременцом. Этот метод основан на учете характерных режимов движения автомобилей в зависимости от длины спуска и его уклона, а также динамических и тормозных характеристик автомобиля.
Эффективность использования метода расчета скоростей движения в проектировании автомобильных дорог зависит от того, насколько точно этот метод учитывает влияние элементов дорог на скорости движения. Вопрос об учете влияния дорожных условий на средние скорости движения автомобилей впервые возник в СНГ при разработке требований к конструктивным параметрам отечественных автомобилей. Впервые взаимосвязи между автомобилем и внешней средой (включая и такой показатель, как скорость хода) получили свое воплощение в трудах акад. Е. А. Чудакова.
|
|
Развитие и совершенствование методов расчета скоростей движения, основанных на теории автомобиля, заключались в более полном учете реальных условий движения, геометрических элементов плана и продольного профиля дороги.
Последние разработки Н. Ф. Хорошилова, направленные на совершенствование предложенного им метода, позволяют получить более точные значения скоростей на вертикальных кривых и кривых в плане.
Максимально возможная скорость на участках кривых в плане
, (5.3)
где R - радиус кривой, м;
iв - поперечный уклон, %;
- используемая доля коэффициента поперечного сцепления, принимаемая в зависимости от скорости в пределах от 0,18 для скорости 20 км/ч до 0,11 для скорости 150 км/ч.
Максимальная скорость на вогнутых кривых
|
|
, (5.4)
где R - радиус кривой, м;
а - центробежное ускорение (а 0,5 - 0,7 м/с2).
Скорость движения на выпуклых вертикальных кривых определяют с учетом среднего уклона отдельных участков ломаной, которой заменяют вертикальную выпуклую кривую (в зависимости от длины кривой отдельные участки ломаной принимают равными 50, 100 или 200 м). Скорость в конце участка
, (5.5)
где Vн - скорость в начале участка, км/ч;
Lp - длина участка ломаной, м;
D - средний динамический фактор для интервала скоростей;
к - сопротивление качению;
iср - средний уклон на участке;
iср = iн - ;
iн - уклон в начальной точке участка;
- изменение уклонов на участке.
Среднюю скорость движения на дороге определяют по средним скоростям на отдельных элементах дороги
, (5.6)
где - средняя скорость по отдельным элементам, соответствующим ;
-длина всей дороги.
Минимальное время движения при максимальной средней скорости
t min = .
Метод, предложенный Н. Ф. Хорошиловым, предназначен для определения в первую очередь средних скоростей движения на маршруте при оценке вариантов трасс автомобильных дорог. Поэтому в нем не ставились задачи определения точных значений скоростей.
|
|
Однако рассмотренные методы на участках с малыми продольными уклонами не дают результатов, близких к реальным. Для получения более точных значений скоростей по формуле (5.2) было предложено учитывать степень открытия дроссельной заслонки (в %)
, (5.7)
где - суммарные дорожные сопротивления, ;
i - продольный уклон;
f - коэффициент сопротивления качению.
Комплекс исследований, выполненных А. В. Поповым, позволил получить более точные зависимости для расчета степени открытия дроссельной заслонки для автомобилей и автопоездов типа ЗИЛ-130,КАЗ-608, ГАЗ-53, -53А.
,(5.8)
где Nуд - удельная мощность двигателя, Вт/кН;
i - величина продольного уклона, % ;
L -длина подъема, м;
с - коэффициент, учитывающий особенности двигателя автомобиля (для ЗИЛ-130 с = 1, для КАЗ-608 с=1,2; для ГАЗ-53 с = 0,4).
Для автомобилей и автопоездов с дизельными двигателями типа МАЗ-500, МАЗ-514, МАЗ-515, КамАЗА. В. Ионов рекомендует следующую зависимосгь для расчета степени открытия рейки топливного насоса
. (5.9)
Ориентировочно при расчетах скоростей движения принимают степень открытия дроссельной заслонки:
Уклон, % ………………………………… .0 - 40 40 - 70 70 и более
Степень открытия дроссельной
заслонки, % ..... ………………………50 - 60 80 - 85 100
Особенно важно точно определить скорость при оценке безопасности движения по методу коэффициентов безопасности. В этом случае необходимо иметь данные о допустимых скоростях движения на отдельных элементах дороги. Значения скоростей, получаемые по описанным выше методам, следует проверять по формулам расчета предельно допустимых скоростей движения:
на кривых в плане
, (5.10)
где R - радиус кривой, м;
- коэффициент поперечной силы ( = 0,15);
iп - поперечный уклон, доли единицы;
на кривых в плане при ограниченной видимости
, (5.12)
- коэффициент продольного сцепления;
i - продольный уклон, на котором расположена кривая, доли единицы;
S - расстояние видимости;
B - ширина земляного полотна, м;
кэ - коэффициент эксплуатационных условий торможения (кэ = 1,45 - для легкового автомобиля; кэ = 1,8 - для грузового автомобиля);
на подъемах с уклоном i(до 20 %), заканчивающихся горизонтальным участком,
, (5.12)
при выпуклом переломе с сопрягающимися уклонами i1 и i2
, (5.13)
где S - расстояние видимости для уравнений (5.11) и (5.12), определяемое по формуле S = ; 0 - запас пути, м.
При определении скорости движения необходимо учитывать психофизиологическое воздействие па водителя дорожных условий. Для этой цели рекомендованы коэффициенты ,учитывающие психологическое восприятие водителями дорожных условий:
Значения
Конецспуска (уклона более 30 %) с последующим
подъемом........................................... …………………………………1,2
Горизонтальная кривая 1000 м . .... …………………………………0,8
Малый мост......................................... …………………………………0,85
Большой(средний) мост..................... …………………………………0,7
Дляполучения графика скоростей, близкого к фактическому, расчет необходимо вести с учетом переменной степени открытия дроссельной заслонки в зависимости от дорожных условий, а затем полученнуюрасчетом скорость умножить на коэффициентыпсихологического восприятия водителями дорожных условий ,т. е. .
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1158; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!