Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Динаміка руху автомобіля

Читайте также:
  1. Динаміка автомобільного колеса
  2. Динаміка економічного розвитку та його чинники
  3. Динаміка капі галізації акцій
  4. Динаміка коливального руху
  5. Динаміка обертального руху
  6. Динаміка обертового руху
  7. Динаміка поступального руху
  8. Динаміка поступального руху
  9. ДИНАМІКА РОЗВИТКУ ГРУП РОЗРОБЛЮВАЧІВ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ФОРМУВАННЯ, ШТОРМ, НОРМУВАННЯ, ФУНКЦІОНУВАННЯ, РУЙНУВАННЯ.

 

Диференційне рівняння прямолінійного руху автомобіля може бути записано у наступному вигляді:

(7)

де – маса автомобіля;

– коефіцієнт, що враховує інерцію обертових мас трансмісії та ведучих коліс автомобіля;

– повна колова сила на ведучих колесах автомобіля;

– сума сил опору руху автомобіля, що залежать від його швидкості;

– сила опору під час руху на підйом (+), при спуску – (–);

– сила тяжіння від повної маси автомобіля;

– кут нахилу поверхні дороги;

V – швидкість руху автомобіля;

– прискорення автомобіля.

Для розв'язання рівняння руху автомобіля необхідно визначити повну колову силу та сили опору руху відносно лінійної швидкості руху.

Схему сил, що діють на автомобіль у загальному випадку його руху наведено на рис. 3 за наступних припущень:

– дорожні умови під правими та лівими колесами кожного з мостів автомобіля однакові, тому всі сили, що діють на міст, можуть бути зведені до його середини;

– автомобіль симетричний відносно поздовжньої осі;

– нормальні складові реакції дороги докладені до середини контактної поверхні, а їх зміщення враховане в моментах опору коченню коліс мостів.

 

 

Рис. 3 Схема сил, що діють на автомобіль у загальному випадку руху

 

Спроектувавши всі сили, що діють на автомобіль, на площину,

паралельну опорній поверхні, одержимо:

Рˊркол = Рw+Ph+Pjпост+Px1, (8)

де Рˊркол сила тяги еластичних коліс в неусталеному режимі (у ній

враховані опір коченню коліс, а також – інерційний момент опору їх прискореному обертанню). Представимо РˊрколРх1= РколРfк.

Тоді з виразу (8) після перетворень отримаємо:

Рколколдfкhw + Рj. (9)

Прийнявши в (1) Кд =1 і враховуючи, що Рh і Рj можуть бути як додатними, так і від’ємними з (6.9) отримуємо силу тяги автомобіля (Рр≡ Ркол):

Рр = Мк∙Iт ∙ƞт / гдfк±Рhw ± Рj. (10)

Сили, розташовані справа в (6.10), є силами опору руху автомобіля. Позначимо їх: Ропfк±Рhw ± Рj. Рівняння (10) можна записати у вигляді:

Рр = Роп. (11)

Рівняння (10) або (11) називають тяговим балансом автомобіля.

Якщо сила тяги автомобіля більша за силу зчеплення коліс з опірною поверхнею, то колеса буксують. Тобто максимальна сила тяги автомобіля не повинна перевершувати силу зчеплення, яка дорівнює



Рφ = Rх= φ ∙ Rzвед, (12)

де φ – коефіцієнт тертя зчеплення (покою);

Rzвед – нормальна реакція опорної поверхні на ведучі колеса автомобіля.

Значення коефіцієнтів тертя кочення fк і зчеплення φ наведено в таблиці 1

Таблиця 1

 

Вид покриття та стан дороги Коефіцієнти
    fк φ
Цементо та асфальтобетон:    
сухий гладкий 0,012-0,025 0,5-0,6
сухий шорсткий 0,020-0,025 0,7-0,9
вологий 0,020-0,025 0,4-0,5
вогкий 0,022-0,025 0,3-0,4
брудний 0,025-0,028 0,2-0,3
засніжений 0,028-0,035 0,2-0,3
обледенілий 0,020-0,025 0,05-0,1
Щебінь або гравій:    
Оброблений в'яжучим матеріалом, сухий 0,020-0,025 0,6-0,7
не оброблений в'яжучим матеріалом, сухий 0,025-0,030 0,5-0,6
брудний 0,030-0,040 0,4-0,5
засніжений 0,030-0,050 0,3-0,4
обледенілий 0,030-0,040 0,1-0,2
Бруківка:    
суха 0,025-0,035 0,4-0,5
мокра 0,025-0,035 0,3-0,4
брудна 0,035-0,055 0,2-0,3
засніжена 0,035-0,055 0,2-0,3
обледеніла 0,030-0,040 0,05-0,15
Сухий піщаний масив 0,20-0,25 0,40-0,45

 



При русі автомобіля зі швидкістю до 50 км/год. коефіцієнт опору коченню можна вважати сталим. При швидкостях понад 100 км/год. спостерігається досить інтенсивне підвищення коефіцієнта fк..

Користуючись рівнянням для визначення сили опору коченню, можна визначити потужність опору коченню при заданій швидкості руху автомобіля:

Nfk =Pfk∙V = (Ma∙g∙ fк..cosα∙V) / 1000, кВт. (13)

 

Умовою руху автомобіля є нерівність, яка має вигляд:

Роп ≤ Рр ≤ Рφ. (14)

Сила опору при русі автомобіля по похилій площині визначається за формулою:

Ph = , (15)

де – кут поздовжнього нахилу полотна дороги.

Ухил дороги (tg ) – це підвищення її по висоті до довжини основи, на якій відбулося вказане підвищення. Позначають його символом і. Наприклад, і = 0,02; і = 2%; і = 20‰ (проміле).

Оскільки кути звичайно невеликі (до 4…50), то приймають sin = tg = i. Тоді Ph = ∙і.

Часто визначають спільний опір руху автомобіля від втрат на кочення коліс і підйом автомобіля:

Pψ = Pfk ± Ph = Ma ∙g (fк ∙cosα ± sin ) = Ma∙g∙ψ. (17)

При малих ψ = fк + і.

Потужність, яку витрачає автомобіль на подолання опору дороги, визначається за формулою:

Nψ =Pψ∙V = (Ma∙g∙ ψ ∙V) / 1000, кВт. (18)

Сила опору від дії сил інерції визначається за формулою:

 

Рj = ±Ma∙δ∙ , (19)

де δ – коефіцієнт обертових мас, який визначають за емпіричною формулою:

δ = 1 + σ1∙І2к + σ2, (20)

де σ1, σ2 – константи, які враховують сили інерції обертових мас трансмісії, приведених до маховика;

Ік – передаточне число коробки передач.

Сила опору повітря під час руху автомобіля зумовлена:

– зустрічним тиском повітря на фронтальну (лобову) поверхню автомобіля;

– розрідженням, яке створюється позаду автомобіля;

– тертям часточок повітря по поверхні автомобіля.

Відповідно до законів аеродинаміки елементарні сили опору повітря розподілені по всій поверхні автомобіля. Проте з достатньою точністю можна вважати, що їх рівнодійна прикладена у центрі парусності автомобіля , тобто в точці, що збігається із центром мас автомобіля.

Для визначення величини сили опору повітря використовують формулу:

Pw = Cw∙F∙q, (21)

де q = ρ ∙(V2 /2) - швидкісний напір, кг/с2, який дорівнює кінетичній енергії кубічного метра повітря, що рухається із швидкістю, чисельно рівною швидкості автомобіля відносно повітряного середовища, м/с;

ρ – густина повітря, кг/м3;

F - лобова площа (площа Міделя - для автомобілів приймається рівною площі проекції автомобіля на площину, що перпендикулярна його поздовжній осі), м2;

Сw- безрозмірний коефіцієнт повної аеродинамічної сили.

Проекцію Рn сили Рw на вісь X називають силою опору повітря або
силою лобового опору, тобто

Pn = Cx∙F∙ ρ ∙(V2 /2), (22)

 

де Сx- безрозмірний коефіцієнт лобового опору повітря; V - відносна швидкість повітря.

Якщо взяти ρ = const (на рівні моря ρ = 1,225 кг/м3), то коефіцієнт 0,5Сx∙ρ = Кв можна вважати таким, що залежить тільки від форми кузова та кута напливу повітря τ. Цей коефіцієнт називають коефіцієнтом обтічності. Коефіцієнт Кв є еквівалентним силі опору повітря, що діє на 1 м2 площі автомобіля при відносній швидкості 1 м/с. Між коефіцієнтами Сх та Кв існує чисельна залежність Кв = 0,61 Сх.

Наближені значення Кв та Сх для різних типів АТЗ при куті напливу, що дорівнює нулю, наведено в табл. 2.

При русі автомобіля в нерухомому повітряному середовищі відносна швидкість повітря Vп = V. Тоді

Pnв ∙F∙ V2 . (22)

Добуток Кв ∙F називають фактором обтічності.

Площа F може бути визначена із технічної документації на АТЗ, а при її відсутності – наближено з виразу

F= ∙Вг∙Нг, (23)

де – коефіцієнт заповнення площі: для легкових автомобілів = 0,78-0,80; для вантажних = 0,85-0,90 (більші значення беруться для автомобілів більшої вантажопідйомності); Вгг – найбільші ширина та висота автомобіля.

Таблиця 2

Коефіцієнти лобового опору повітря та обтічності АТЗ (Сх, Кв)

 

 

Тип автотранспортного засобу Коефіцієнти
Сх Кв, Нс/м2
Легкові автомобілі 0,3-0,6 0,20-0,35
Автобуси:    
капотного компонування 0,75-0,90 0,45-0,55
вагонного компонування 0,60-0,75 0,35-0,45
Вантажні автомобілі:    
Бортові 0,90-1,15 0,50-0,70
з кузовом фургон 0,80-1,00 0,50-0,60
Автоцистерни 0,90-1,10 0,55-0,65
Автопоїзди 1,40-1,55 0,85-0,95
Спортивні автомобілі 0,25-0,30 0,15-0,20

 

За наявності вітру у формулі (22) швидкість автомобіля V необхідно замі­нити геометричною сумою Vр швидкостей автомобіля V та повітря Vв:

 

Vр = (V2 + V2 в + 2∙V∙Vв∙cosβv)0,5, (24)

 

де βv – кут між напрямком вітру та поздовжньою віссю автомобіля. Коефіцієнт Кв в цьому випадку повинен відповідати куту натікання, що обчислюється за формулою:

τ = агсsіn(Vв/ V∙ sinβv). (25)

Беручи при зустрічному вітрі βv = 0, Vp = V + Vв, а при попутному вітрі: βv =1800, Vp = V – Vв.

Потужність, що витрачається на подолання опору повітря, в загальному випадку руху дорівнює:

Nn = Pn∙V = Kв∙F∙V3/1000, кВт. (26)

 


Дата добавления: 2014-12-03; просмотров: 239; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Динаміка автомобільного колеса | Тягова характеристика і тягова діаграма руху автомобіля
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2019 год. (0.015 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты