Лабораторная работа №10 Перераспределение нагрузки по осям автомобиля при разгоне и торможении.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. В данной работе необходимо оценить влияние сил инерции , возникающих при разгоне и торможении автомобиля. Поскольку эти режимы движения автомобиля сопровождаются соответствующими ускорениями , приложенными к центру масс , то данное обстоятельство приводит к появлению сил инерции , направленных в сторону , противоположную ускорению.

В качестве исходных данных этого раздела необходимо использовать информацию о распределении нагрузки по осям автомобиля в его неподвижном состоянии ( из справочника НИИ АТ), далее взять те величины ускорений , при которых осуществлялся расчет режима разгона автомобиля при трогании с места ( лабораторная работа №1) в двух режимах ((форсированном и рабочем).

При составлении уравнений динамического равновесия автомобиля на основании принципа Даламбера необходимо сделать схематический рисунок автомобиля (вид сбоку) , на котором показать все приложенные силы , в том числе и силы инерции.

Уравнения динамического равновесия автомобиля на участке разгона, позволяющие оценить перераспределение нагрузки по осям автомобиля при его разгоне ( сила инерции направлена против ускорения ), принимают следующий вид : , здесь приняты следующие обозначения :

-- нагрузка на переднюю ось при разгоне ( н),

- - нагрузка на заднюю ось при разгоне (н),

- Q – вес автомобиля с нагрузкой и без нагрузки (н),

- L - колесная база автомобиля ( м),

- b - расстояние от передней оси автомобиля до его центра масс при загрузке автомобиля и без нагрузки ( м),

- - ускорение автомобиля в двух режимах разгона (принять значения из первого раздела) м\с2,

- высота центра тяжести автомобиля при загрузке и без нее ( м).

Сопоставляя выражения для нагрузки по осям при разгоне , можно сделать вывод о том , что в этом случае задняя ось автомобиля нагружается дополнительно по сравнению с нагрузкой в покое , в то время как передняя ось автомобиля разгружается.

При анализе процесса торможения с целью установления перераспределения нагрузки по осям автомобиля необходимо составить по аналогии уравнения динамического равновесия автомобиля , направил силу инерции против ускорения , т.е. по направлению движения автомобиля.

В этом случае передняя ось автомобиля дополнительно нагружается , в то время как задняя ось – разгружается.

При расчетах принять максимальное тормозное замедление автомобиля при блокировке колес и при различных коэффициентах сцепления колес и дорожного покрытия ( 0,1, 0,3,05 ,07).

Результаты расчетов необходимо свести в таблицу и установить в процентах изменение нагрузки по осям автомобиля в режимах разгона и торможения по сравнению со статическим положением транспортного средства.

Лабораторная работа №11 Перераспределение нагрузки по колесам автомобиля при движении по закруглению дороги

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. Поскольку движение автомобиля по закруглению дороги также сопровождается появлением сил инерции ( при равномерном движении эти силы обусловлены центростремительным ускорением его центра масс), то принцип Даламбера может быть применен и для такого режима движения с тем , чтобы установить перераспределение нагрузки по колесам правой и левой сторон автомобиля , имея целью в конечном итоге оценку предельно допустимой скорости движения автомобиля при движении по повороту дороги.

Эта предельная скорость может и должна быть определена как исходя из отсутствия опрокидывания автомобиля , так и исходя из отсутствия бокового сноса по дорожному покрытию.

Для составления уравнений динамического равновесия автомобиля при движении по закруглению дороги необходимо составить схематический чертеж автомобиля ( вид сзади или спереди) , приняв при этом направление поворота дороги ( например правый поворот).

С достаточной степенью точности можно ограничиться учетом следующих сил : вес автомобиля ( приложен в центре масс), нормальные реакции дороги ( приложены к правым и левым колесам), силы бокового сцепления (направлены влево при правом повороте дороги) , сила инерции ( приложена в центре масс автомобиля и направлена противоположно нормальному ускорению центра масс).

При этом уравнения динамического равновесия автомобиля при движении по правому закруглению дороги принимают вид:

В этих уравнениях - силы бокового сцепления правых и левых колес автомобиля с дорожным покрытием, f – коэффициент бокового сцепления колес и дороги, N – реакции дороги,Q- вес автомобиля, В – колея колес автомобиля,h – высота центра тяжести автомобиля над дорожным покрытием,- сила инерции автомобиля ( приложена в центре масс),V – скорость автомобиля при движении по повороту дороги (км\час), р – радиус закругления дороги ( м), g – ускорение свободного падения 9,81 м\с2.

Исходя из очевидного условия N=0 можно получить предельную скорость движения автомобиля по дороге исходя из отсутствия опрокидывания в виде:

( км\час)

Исходя из отсутствия бокового сноса автомобиля при движении по повороту можно получить предельно допустимую скорость его по этому критерию :

(км\час).

Далее необходимо провести расчеты для различного состояния дорожного покрытия ( f = 0,1, 0,3, 05, 07), и различных радиусов закругления дороги ( 50 м ,150 м,250м) и определить изменение ( перераспределение) нагрузки на колеса правой и левой стороны автомобиля и предельную скорость движения по каждому закругления при различных состояниях дорожного покрытия.

Результаты расчетов можно свести в таблицу , либо представить графически.