Лабораторная работа № 8 Кинетическая энергия автомобиля и ее расход при движении с выключенной трансмиссией до полной остановки.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. Кинетическая энергия автомобиля , приобретенная им за счет сгорания топлива в двигателе расходуется на преодоление различных силовых факторов , препятствующих движению. Анализ этих факторов ,роли и степени влияния каждого из них на движение автомобиля и составляет предмет исследования данной лабораторной работы.

Важность такого анализа определяется потенциальными возможностями уменьшения степени влияния каждого из этих факторов на расход кинетической энергии и, в конечном итоге, на расход топлива и экономичность автомобиля.

К числу основных силовых факторов , существенно влияющих на движение автомобиля, можно отнести:

- сопротивление качению колес автомобиля,

- аэродинамическое сопротивление,

- внутреннее трение ( в осях колес , и других сопряжениях деталей и узлов).

Эти факторы являются преобладающими , в связи с чем ими и ограничится учет.

Для упрощения задачи , установление роли упомянутых выше факторов можно провести путем анализа движения автомобиля на участке выбега , т.е. движения при выключенной трансмиссии до полной остановки.

Поскольку в этом разделе автомобиль считается механической системой , состоящей из кузова и ходовой части ( 4 колес) , то уравнение баланса кинетической энергии автомобиля на участке выбега с учетом упомянутых выше факторов можно записать в виде: , или

0 - .

Коэффициент 0,05 в правой части уравнения определяет примерную сумму потерь кинетической энергии за счет трения в узлах и механизмах трансмиссии и ходовой части автомобиля.

Последующие преобразования уравнения баланса кинетической энергии автомобиля связаны с подстановкой в левой части зависимости угловой скорости колеса и скорости автомобиля при известной величине радиуса колеса автомобиля, а также выражении момента инерции колеса через его массу и радиус ( либо через радиус инерции).

Массы кузова автомобиля и его колес должны быть приняты из справочника..

Что касается правой части уравнения , то сила сопротивления воздуха (аэродинамическое сопротивление движению) на малых скоростях автомобиля может быть выражена линейной зависимостью от скорости автомобиля.

При этом коэффициент пропорциональности для легковых автомобилей можно принять равным 6,2 н/ м\сек, а для грузовых - 12,4 н/м\сек.

При этом следует отметить , что линейная зависимость силы аэродинамического сопротивления от скорости справедлива лишь для скоростей не более 40 км\час.

Коэффициент сопротивления качению автомобиля является безразмерной величиной и определяется отношением протяженности зоны контакта колеса автомобиля к радиусу этого колеса. ( эти параметры принимаются из справочника)

Далее необходимо установить расстояние S, преодоленное автомобилем до полной остановки в режиме выбега ( при выключенной трансмиссии) для различных исходных данных , например при значениях исходной скорости автомобиля 40-30-20-10 км\час ( 11,1-8,3-5,6-4,2 м\сек) и различных значениях коэффициента сопротивления качению , соответствующих различным дорожным покрытиям.

После проведения расчетов необходимо установить степень влияния ( в процентах) каждого из факторов , учитываемых в правой части уравнения , на величину выбега автомобиля и , в конечном итоге , на его экономичность.

Результаты расчетов можно представить в виде таблицы , либо графически.