Определение аэродинамических параметров ТС

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Аэродинамические параметры ТС характеризуются величиной равнодействующей элементарных сил, распределенных по всей поверхности автомобиля. Равнодействующая называется силой сопротивления воздуха. Точку приложения этой силы называют метацентром автомобиля

Р_В = К_ВFV², (4.1)

где Р_В – сила сопротивления воздуха, Н;

К_В – коэффициент обтекаемости, для грузовых автомобилей;

К_В =0,6 – 0,7 Нс²/м⁴; F – лобовая площадь ТС, для грузовых автомобилей F = 3 – 5 м²;

V – скорость автомобиля, м/с.

С учетом выражения (4.1) строится зависимость Р_В = ¦(V).

Материалы раздела представляются описательной теоретической частью и зависимостью Р_В = ¦(V).

Р_В = 0,6 9,82 5² = 147,3 Н

Таблица 2 – Сила сопротивления воздуха

Va, м/с	Рв, Н
0	0,00
2,5	36,83
5	147,30
7,5	331,43
10	589,20

Окончание таблицы 1

Va, м/с	Рв, Н
12,5	920,63
15	1325,70
17,5	1804,43
20	2356,80
22,5	2982,83
25	3682,50
27,5	4455,83
30	5302,80

Рисунок 6 – Сила сопротивления воздуха

Расчет тяговой и динамической характеристик

При ускоренном движении часть энергии затрачивается на разгон вращающихся деталей автомобиля. Эта часть энергии учитывается коэффициентом d учета вращающихся масс ТС

d = 1 + , (5.1)

где J_Д – момент инерции маховика и связанных с ним деталей двигателя и сцепления, кгм²;

J_К – момент инерции колеса, кгм²;

i_ТР – передаточное число трансмиссии;

h_ТР – кпд трансмиссии;

m_а – масса груженого автомобиля, кг.

С учетом выражения (5.1) строится зависимость d = ¦(номер передачи).

Тяговая и динамическая характеристики рассчитываются с учетом данных внешней скоростной характеристики двигателя, эксплуатационных параметров ТС и дороги.

Тяговая характеристика

Р_Т = , (5.2)

где Р_т – сила тяги на ведущих колесах, Н;

М_е – крутящий момент двигателя, Нм.

М_е = ¦(n_е), (5.3)

где n_е – число оборотов двигателя, об/мин.

V = . (5.4)

На основании выражений (5.2), (5.3) и (5.4) строится зависимость Р_Т = ¦(V) для каждой передачи.

Таблица 3 – Внешняя скоростная характеристика

n_e	500	800	1100	1300	1700	1900	2300	2500	2900	3200
N_e	36	66	99	121	162	179	202	206	195	166
M_e	892	1026	1120	1160	1186	1172	1079	1023	833	644

Рисунок 7 – Внешняя скоростная характеристика

Например, для первой передачи:

Таблица 4 – Коэффициент учета вращающихся масс ТС.

Передача	1	2	3	4	5
iтр	35,34	19,63	10,29	6,77	4,81
δ	1,749	1,268	1,113	1,079	1,069

Рисунок 8 – Коэффициент учета вращающихся масс ТС

Например, для первой передачи:

Таблица 5 – Сила тяги и скорость ТС.

Тяговая характеристика

n_e

500

800

1100

1300

1700

1900

2300

2500

2900

3200

1 передача

Pт, Н

105812,81

121538,35

126862,79

130034,36

128826,79

122321,07

100445,59

85075,83

45472,26

8013,55

Va, м/с

0,68

0,89

1,22

1,45

1,89

2,11

2,56

2,78

3,23

3,56

2 передача

Pт, Н

72711,92

83518,12

87176,94

89356,37

88526,55

84055,99

69023,70

58461,99

31247,41

5506,71

Va, м/с

0,99

1,58

2,17

2,57

3,36

3,75

4,54

4,94

5,73

6,32

3 передача

Pт, Н

50063,95

57504,28

60023,47

61524,06

60952,71

57874,61

47524,52

40252,51

21514,61

3791,51

Va, м/с

1,43

2,30

3,16

3,73

4,88

5,45

6,60

7,17

8,32

9,18

4 передача

Pт, Н

35026,42

40231,93

41994,44

43044,30

42644,57

40491,03

33249,75

28162,02

15052,34

2652,67

Va, м/с

2,05

3,28

4,51

5,33

6,97

7,79

9,43

10,25

11,89

13,12

5 передача

Pт, Н

23198,13

26645,76

27813,07

28508,40

28243,65

26817,36

22021,43

18651,81

9969,22

1756,87

Va, м/с

3,10

4,95

6,81

8,05

10,53

11,76

14,24

15,48

17,95

19,81

Рисунок 9 – Тяговая характеристика ТС

Динамическая характеристика

Д = , (5.5)

где значения Р_Т и Р_В берутся соответственно из графиков Р_Т = ¦(V) и Р_В = ¦(V), G_а – вес груженого автомобиля, Н, т.е. вес в кг умножается на 9,8.

Для определения максимальной скорости ТС на прямой передаче, на графике Д = ¦(V) строится кривая Р_СУ = ¦(V), где

Р_СУ = , (5.6)

где ¦ - коэффициент сопротивления качению,

¦ = , (5.7)

где ¦_О = 0,014 – 0,015;

V – скорость автомобиля, м/с.

На основании выражения (5.7) строится зависимость ¦ = ¦(V), данные которой используются при расчете выражения (5.6).

Точка пересечения кривой Р_СУ = ¦(V) с кривой Д = ¦(V) даст искомую величину максимальной скорости движения ТС на прямой передаче.

Материалы раздела представляются описательной теоретической частью и зависимостями d = ¦(номер передачи), Р_Т = ¦(V), Д = ¦(V), ¦ = ¦(V), Р_СУ = ¦(V).

Таблица 6 – Динамическая характеристика

n_e

500

800

1100

1300

1700

1900

2300

2500

2900

3200

1 передача

Va, м/с

0,68

0,89

1,22

1,45

1,89

2,11

2,56

2,78

3,23

3,56

Pв м/с

2,71

4,67

8,82

12,32

21,07

26,31

38,56

45,56

61,30

74,64

0,77

0,88

0,92

0,94

0,93

0,89

0,73

0,62

0,33

0,06

2 передача

Va, м/с

0,99

1,58

2,17

2,57

3,36

3,75

4,54

4,94

5,73

6,32

Pв м/с

5,75

14,71

27,82

38,85

66,44

82,99

121,61

143,68

193,34

235,41

0,53

0,60

0,63

0,65

0,64

0,61

0,50

0,42

0,22

0,04

3 передача

Va, м/с

1,43

2,30

3,16

3,73

4,88

5,45

6,60

7,17

8,32

9,18

Pв м/с

12,12

31,04

58,68

81,95

140,15

175,06

256,53

303,09

407,83

496,58

0,36

0,42

0,43

0,44

0,42

0,34

0,29

0,15

0,02

4 передача

Va, м/с

2,05

3,28

4,51

5,33

6,97

7,79

9,43

10,25

11,89

13,12

Pв м/с

24,77

63,41

119,88

167,43

286,31

357,65

524,08

619,19

833,18

1014,48

0,25

0,29

0,30

0,31

0,29

0,24

0,20

0,10

0,01

Рисунок 10 – Динамическая характеристика ТС

Таблица 7 – Коэффициент сопротивления качения

Va, м/с	4,31	6,90	9,49	11,21	14,66	16,38	19,83	21,56	25,01	27,59
f	0,0142	0,0144	0,0148	0,0152	0,0160	0,0165	0,0177	0,0183	0,0198	0,0211
Pсу	0,015	0,017	0,019	0,021	0,025	0,028	0,035	0,039	0,047	0,055

Расчет ускорения

Ускорение ТС рассчитывают для каждой передачи в зависимости от cкорости по формуле

J = . (6.1)

Значения элементов, входящих в выражение (6.1), берутся из зависимостей Д = ¦(V), ¦ = ¦(V) и d = ¦(номер передачи).

Таблица 8 – Расчет ускорений

ne	500	800	1100	1300	1700	1900	2300	2500	2900	3200
1 передача
Va, м/с	0,83	1,32	1,82	2,15	2,81	3,14	3,80	4,13	4,79	5,29
f	0,0140	0,0140	0,0140	0,0140	0,0141	0,0141	0,0141	0,0142	0,0142	0,0143
J, м/с2	2,01	2,33	2,55	2,64	2,70	2,67	2,48	2,32	1,87	1,42
2 передача
Va, м/с	1,49	2,38	3,27	3,87	5,06	5,65	6,84	7,43	8,62	9,52
f	0,0140	0,0141	0,0141	0,0141	0,0142	0,0143	0,0144	0,0145	0,0147	0,0148
J, м/с2	1,45	1,68	1,84	1,91	1,95	1,92	1,77	1,65	1,31	0,97
3 передача
Va, м/с	2,84	4,54	6,24	7,38	9,64	10,78	13,05	14,18	16,45	18,15
J, м/с2	0,79	0,92	1,01	1,04	1,05	1,02	0,91	0,83	0,60	0,38
Окончание таблицы 8 4 передача
Va, м/с	4,31	6,90	9,49	11,21	14,66	16,38	19,83	21,56	25,01	27,59
f	0,0142	0,0144	0,0148	0,0152	0,0160	0,0165	0,0177	0,0183	0,0198	0,0211
J, м/с2	0,48	0,56	0,60	0,61	0,59	0,55	0,43	0,35	0,14	-0,06
5 передача
Va, м/с	6,07	9,72	13,36	15,79	20,65	23,08	27,93	30,36	35,22	38,87
f	0,0143	0,0149	0,0157	0,0163	0,0180	0,0190	0,0213	0,0226	0,0256	0,0281
J, м/с2	0,29	0,33	0,34	0,32	0,25	0,19	0,02	-0,08	-0,34	-0,57

Рисунок 11 – Характеристика ускорений

Динамика обгона

Обгон представляет собой сложный и опасный маневр, связанный с выездом на соседнюю полосу движения и требует свободного пространства перед обгоняющим автомобилем. Маневр обгона можно разделить на три фазы:

- отклонение обгоняющего автомобиля влево и выезд на соседнюю полосу движения;

- движение слева от обгоняемого автомобиля и впереди его;

- возвращение обгоняющего автомобиля на свою полосу движения впереди обгоняемого автомобиля.

Время на поперечное движение обгоняющего автомобиля не учитывается.

7.1 Путь и время обгона при постоянной скорости обгоняющего автомобиля

В зависимости от условий движения на дороге обгон может совершаться либо с постоянной скоростью, либо с возрастающей скоростью, т. е. с ускорением движения обгоняющего автомобиля. Обгон с постоянной скоростью характерен для движения вне населенных пунктов. В этих условиях водитель обгоняющего автомобиля имеет впереди себя достаточное расстояние для предварительного разгона до соответствующей скорости движения (рисунок 12).

На рисунке 12 представлены положения обгоняющего, обгоняемого и встречного автомобилей. Где

S₁ = , (7.1)

S₂ = S_об – (Д₁ + Д₂ + L₂ + L₁), (7.2)

S₃ = S_об , (7.3)

где Д₁ и Д₂ – дистанция безопасности соответственно в начале и в конце обгона;

L₁ и L₂ – габаритная длина соответственно обгоняющего и обгоняемого автомобилей;

V₁ и V₂ – соответственно скорость обгоняющего и обгоняемого автомобилей; V₃- скорость встречного автомобиля.

Рисунок 12 – Схема обгона:

где

Д₁ = а_об V₁² + 4,0, (7.4)

Д₂ = в_об V₂² + 4,0, (7.5)

где а_о, в_об – коэффициенты, учитывающие размерные параметры обгоняемого ТС (таблица 7.1);

V₁, V₂ – соответственно скорость обгоняющего и обгоняемого автомобилей, м/с.

Таблица 9 – Значения коэффициентов а_об и в_об

Параметры	Грузоподъемность ТС, т
Параметры	2 – 8	8 – 16
а_об	0,053	0,076
в_об	0,48	0,67

S_об = , (7.6)

откуда свободное расстояние перед обгоняющим автомобилем

S_св = S_об(1 + . (7.7)

50 км/ч = 13,9 м/с

25 км/ч = 6,95 м/с

Д₁ = 0,053 13,9² + 4,0 = 14,24 м

Д₂ = 0,48 6,95² + 4,0 = 27,19 м

S₁ =

S_об =

S₂ = 113,5 – (14,24 + 27,19 + 7,66+7,66) = 56,75 м

S₃ = 113,5 56,75 м

S_св = 113,5 (1 + =170,25

Время обгона рассчитывается по формуле

t_об = . (7.8)

t_об = 8,17 с

7.2 Путь и время обгона при равноускоренном движении обгоняющего автомобиля

Обгон при равноускоренном движении совершается в условиях города, когда водитель сочетает его с разгоном. Это делается для того, чтобы путь и время обгона были минимальными, а интенсивность разгона – максимально возможной.

Для построения характеристики обгона при равноускоренном движении обгоняющего автомобиля рассчитываются время и путь обгона, свободное расстояние перед обгоняющим автомобилем

S_об = [V₂ + ]t_об; (7.10)

S_св = ([V₂ + ] + V₃)t_об, (7.11)

где Д₁, Д₂ – предельно допустимая дистанция при поточном движении,

где Т – рассчитывается по формуле (9.9).

T = t₁ + t₂ + 0,5t₃ = 1+0,2+0,5 0,6 = 1,5 с

S_св = ([6,95 + ] + 6,95)t_об

S_об = [6,95+ ]t_об

Таблица 7.2 – Параметры обгона с постоянной скоростью

V	13,9	15	20	25	30	35	40	45
Д1	14,24	15,93	25,20	37,13	51,70	68,93	88,80	111,33
Sоб	113,50	108,89	103,77	110,30	122,62	139,05	158,92	181,93
Sсв	170,25	159,34	139,83	140,96	151,02	166,66	186,54	210,03
tоб	8,17	7,26	5,19	4,41	4,09	3,97	3,97	4,04

Таблица 7.3 – Параметры обгона при равноускоренном движении

J	0,20	0,50	1,00	1,50	2,00	2,50
tоб	23,82	15,07	10,65	8,70	7,53	6,74
Sоб	248,49	187,63	156,96	143,38	135,28	129,75
Sсв	531,86	349,30	257,29	216,53	192,23	175,65

Расчет тормозных свойств ТС

Измерителями тормозной динамичности автомобиля являются замедление, время и путь торможения, остановочный путь в определенном интервале скоростей. Для их определения необходимо знать характер замедления во времени.

Расчетная формула остановочного времени

t₀ = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ + t₅, (8.1)

где t₁ – время реакции водителя;

t₁ = 0,6-1,4 с;

t₂ – время срабатывания привода тормозов, для АТС категорий N_1-3 t₂ = 0,2 с;

t₃ – время нарастания замедления, для АТС категорий N_1-3 t₃ = 0,6 с;

t₅ – время оттормаживания, для гидропривода t₅ = 0,3 с, для пневмопривода – 2t₃;

t₄ – время торможения с установившимся замедлением,

t₄ = , (8.2)

где V₀ – начальная скорость торможения, км/ч;

j_н – замедление в режиме наката, приближенно j_н = g ¦,

где ¦ - коэффициент сопротивления качению, ¦ = 0,014 – 0,018;

j – установившееся замедление,

j = , (8.3)

где j - коэффициент сцепления шин с дорогой;

g = 9,8 м/с²; К_Э – коэффициент эффективности торможения (таблица 8.1).

Таблица 8.1 – Коэффициенты эффективности торможения

Параметры	Значения параметров
φ	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4
К_э	1,96	1,76	1,48	1,21	1,0

Остановочный путь

S₀ = S₁ + S₂ + S₃ + S₄ + S₅. (8.4)

где

S₁ = (8.5)

S₂ = ; (8.6)

S₃ = ; (8.7)

S₄ = (8.8)

S₅ = , (8.9)

С учетом выражения (8.4) строятся зависимости S_о = ¦(V_о) для значений коэффициента j, равных 0,8; 0.6; 0.4.

На основании проведенных расчетов строится тормозная диаграмма для начальной скорости 40 км/ч (рисунок 13).

где

V_о = 40 км/ч;

V_В = V₀ – 3.6j_н t₂; (8.10)

V_С = V_В – 1,8jt₃; (8.11)

V_Д = V_С – 3.6jt₄. (8.12)

Таблица 8.1 – Тормозная характеристика

φ	0,80	0,70	0,60	0,50	0,40
jуст	4,00	3,50	3,00	2,50	2,00
t1	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
t2	0,40	0,40	0,40	0,40	0,40
t3	0,60	0,60	0,60	0,60	0,60
t4	2,46	2,86	3,38	4,12	5,22
t5	1,50	1,50	1,50	1,50	1,50
S1	11,11	11,11	11,11	11,11	11,11
S2	4,44	4,44	4,44	4,44	4,44
S3	3,33	3,33	3,33	3,33	3,33
S4	8,73	10,29	12,36	15,28	19,66
S5	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
S	27,62	29,17	31,25	34,17	38,55
Vв	39,86	39,86	39,86	39,86	39,86
Vc	35,53	36,07	36,62	37,16	37,70
Vд	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06

Рисунок 13 – Тормозная диаграмма

Чем ниже коэффициент сцепления, тем больше тормозной путь.

Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 297; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!