А.С. Фурман Упражнения по теории автомобиля

30

ный расход топлива равен 240 г/кВт·ч, ρ = 0,78 кг/л. При установке дизеля изменить передаточное число главной передачи так, чтобы скорость движения при ωN осталась такой же, как при карбюраторном двигателе.

Коэффициенты уравнивания скоростной характеристики:		a = 0,87, b
= 1,13,	c = 1.

4.21. Легковой автомобиль движется на прямой передаче со скоростью 25 м/с движется по дороге с ψ = 0,025. Путевой расход топлива при этом равен 14,3 л/100 км. Масса автомобиля равна 1800 кг. Автомобиль

снабжен карбюраторным двигателем с Nemax= 70 кВт, при ωN= 470 1/с,

кF = 0,55 Нс2/м2, ηтр= 0,92, iг = 4,1, rк = 0,31 м, ρ = 0,75 кг/л. Найти, на сколько процентов уменьшится путевой расход топлива, если фактор об-

текаемости уменьшится на 25%.

4.22. При какой скорости легковой автомобиль, двигаясь равномерно на подъем с α = 50 по дороге с f = 0,015, будет расходовать топливо в количестве 26,5 л/100 км, если известно, что Ma= 1820 кг, кF = 0,79 Нс2/м2,

ηтр= 0,92, ge= 340 г/кВт·ч, ρ = 0,78 кг/л.

4.23. Определить, при какой скорости автобус, совершавший разгон с ус-

корением j = 0,5 м/c2 по дороге с ψ = 0,02, будет иметь gN= 123 г/кВт·ч,

если Ma= 10840 кг, кF = 3,2 Нс2/м2, ηтр = 0,89, ge = 325 г/кВт·ч, ρ = 0,75 кг/л, δ j = 1,1.

4.24. При каком коэффициенте общего дорожного сопротивления самосвал, движущийся равномерно со скоростью 12 м/с, расходует топливо в количестве 34,5 л/100 км, если известно, что Ma= 13935 кг,

кF = 3,4 Нс2/м2, ηтр= 0,84, ge= 260 г/кВт·ч, ρ = 0,78 кг/л.

4.25. Определить расход топлива для автомобиля с массой Ma= 9500 кг, движущегося на прямой передаче со скоростью, соответствующей угловой скорости ωN по горизонтальной дороге с ψ = 0,02. Автомобиль снабжен карбюраторным двигателем с Nemax= 150 кВт и удельным расходом топлива gN = 326 г/кВт·ч, при ωN= 320 с-1. Площадь лобового сопротив-

31
ления F = 4,2 м2, коэффициент обтекаемости к = 0,6 Нс2/м4,	ηтр = 0,85,
iг = 6,32, rк = 0,49 м, ρ = 0,74 кг/л.

4.26. При угловой скорости коленчатого вала ωе = 0,5ωN тяговая сила автомобиля Pт = 4300 Н, а скорость его движения 14 м/с. Определить путевой расход топлива, по горизонтальной дороге с f = 0,02 автомобиль буксирует прицеп массой Mпр = 8000 кг, Ma= 8500 кг, кF = 3,1 Нс2/м2,

ηтр= 0,85, ge = 320 г/кВт·ч, ρ = 0,78 кг/л.

4.27. Определить путевой расход топлива на 1 т массы перевозимого груза одиночного автомобиля и автопоезда при следующих данных: масса снаряженного автомобиля Мсм=4500 кг, масса прицепа Мпр= 3000 кг. Масса перевозимого груза на автомобиле 5000 кг и на прицепе 5000 кг. Скорость движения 15 м/с. Сила тяги при полной подаче топлива и угловой скорости коленчатого вала, соответствующей этой скорости Рт=5000 Н. Фактор обтекаемости автопоезда кF = 3,0 Нс2/м2, фактор обтекаемости одиночного автомобиля кF = 2,5 Нс2/м2, η тр= 0,85, ρ = 0,72 кг/л. Двигатель карбюраторный. Угловая скорость коленчатого вала, соответствующая скорости 15 м/с, ω е= 0,5 ω N.

4.28. Автомобиль массой М = 9500 кг движется со скоростью 60 км/ч по горизонтальной дороге с f = 0,02. Фактор обтекаемости кF = 2,5 Нс2/м2, η тр= 0,85, ρ = 0,74 кг/л, ge = 330 г/кВт·ч. Определить путевой расход топлива при движении на 5 и 4 передачах, если при полной подаче топлива и угловой скорости, соответствующей заданной скорости на 4 передаче РТ4 = 5560 Н, а на 5 передаче PT5 = 4200 Н. Известно, что при угловой скорости коленчатого вала ω N, соответствующей максимальной мощности двигателя на 5 передаче, скорость Vа = 72 км/ч, а отношение iк4/iк5 = 1,45.

4.29. Какова масса автобуса, который, двигаясь равномерно со скоростью Va = 55 км/ч по дороге с ψ = 0,03, имеет расход топлива 39,5 л/100 км,

если известно, что кF= 2,9 Нс2/м2, η тр= 0,85, ρ = 0,75 кг/л, ge= 300 г/кВт·ч?

32

4.30. Определить, при какой массе грузовой автомобиль, совершающий разгон с ускорением j = 0,4 м/с2 при скорости Vа = 40 км/ч на дороге с

ψ = 0,03, расходует топливо в количестве 114 л/100 км, если кF = 2,8 Нс2/м2, η тр= 0,84, ge = 353 г/кВт·ч, ρ = 0,75 кг/л, δ j = 1,1.

4.31. Какой величины должен быть фактор обтекаемости легкового автомобиля, чтобы при равномерном движении расход топлива составлял 7,2 л/100 км при следующих условиях: Ма = 1340 кг, Va = 85 км/ч,

ψ = 0,02, η тр= 0,92, ge = 326 г/кВт·ч, ρ = 0,75 кг/л?

4.32. Найти, при каком значении фактора обтекаемости автобус, совершающий разгон с ускорением j = 0,5 м/с2 на дороге с ψ = 0,02, будет расходовать топливо в количестве 123 л/100 км, если Ма = 10840 кг, Va = 45 км/ч, η тр= 0,88, ge = 340 г/кВт·ч, ρ = 0,75 кг/л, δ j = 1,1.

4.33. При какой величине ускорения грузовой автомобиль, совершающий разгон на дороге с ψ = 0,03 при скорости Va = 40 км/ч, имеет путевой расход топлива 114 л/100 км, если известно, что Ма = 9530 кг,

кF = 2,8 Нс2/м2, ge = 353 г/кВт·ч, ρ = 0,75 кг/л, δ j = 1,1, η тр= 0,84?

4.34. Определить расход топлива по нормам для автомобиля ЗИЛ-130, который перевез груз весом 5 т на расстояние 220 км. Нормы расхода топлива равны: Кт1 = 31,5 л/100 км, Кт2 = 2,0 л/100 ткм.

4.35. Автомобиль МАЗ-500 провез груз весом 7,5 т на расстояние 175 км. Каков будет расход топлива по нормам, если Кт1 = 24 л/100 км, Кт2=1,3 л/100 ткм?

4.36. Рассчитать расход топлива по нормам для автомобиля ГАЗ-53, который совершил несколько ездок, перевозя при этом разный груз:

S1 = 90 км, G1 = 4 т, S2 = 130 км, G2 = 2,8 т и S3 = 85 км, G3 = 3,4 т. Нор-

мы расхода топлива следующие: Кт1 = 25,5 л/100 км, Кт2 = 2,0 л/100 ткм.

4.37. Найти расход топлива по нормам для автомобиля КРАЗ-257, перевезшего 12 т груза на расстояние 250 км в одном направлении и 9 т груза

33

в обратном направлении. Нормы расхода топлива: Кт1 = 41 л/100 км, Кт2 = 1,3 л/100 ткм.

4.38. Автопоезд с тягачом ЗИЛ-130В перевез 9 т груза на расстояние 275 км. Определить расход топлива по нормам, если масса прицепа 2 т,

Кт1 = 32 л/100 км, Кт2 = 2,0 л/100 ткм.

4.39. Автопоезд с тягачом МАЗ-504 и полуприцепом весом 3 т перевез 12,5 т груза на расстояние 380 км. Каким будет расход топлива по нормам, если они равны: Кт1 = 24 л/100 км, Кт2 = 1,3 л/100 ткм.

4.40. Определить расход топлива по нормам для автопоезда, состоящего из тягача ЗИЛ-130 и прицепа массой 2 т, который перевез груз весом 10 т в одном направлении и 8 т в обратном направлении, если известно, что

S = 340 км, Кт1 = 31,5 л/100 км, Кт2 = 2,0 л/100 ткм.

4.41. Найти расход топлива по нормам для автопоезда, состоящего из тягача МАЗ-500 и прицепа массой 3 т, при следующих условиях: S1= 70 км,

G1 = 9 т, S2 = 55 км, G2 = 7 т и S3 = 90 км, G3 = 11 т, Кт1 = 24 л/100 км,

Кт2 = 1,3 л/100 ткм.

4.42. Каким должен быть вес перевозимого груза, чтобы расход топлива по нормам составлял 80 л при следующих условиях: S = 180 км,

Кт1= 31,5 л/100 км, Кт2 = 2,0 л/100 ткм?

4.43. На какое расстояние должен быть перевезен груз весом в 7 т, чтобы расход топлива по нормам составлял 60 л при следующих нормах расхо-

да: Кт1 = 24 л/100 км, Кт2 = 1,3 л/100 ткм?

4.44. Каким должен быть вес перевозимого груза, чтобы расход топлива по нормам составлял 125 л при следующих условиях: S = 255 км,

Кт1= 24 л/100 км, Кт2 = 1,5 л/100 ткм?

34

4.45. На какое расстояние должен быть перевезен груз весом в 17 т, чтобы расход топлива по нормам составлял 196 л при следующих нормах расхода: Кт1 = 31,5 л/100 км, Кт2 = 2,3 л/100 ткм?

35

ГЛАВА 5.

УПРАВЛЯЕМОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМОБИЛЕЙ

5.1. Определить углы увода автомобиля, движущегося со скоростью 72 км/ч по окружности с радиусом 100 м. Масса автомобиля Ма= 1000 кг, база автомобиля L = 2,5 м, расстояние от передней оси до центра тяжести 1,3 м. Суммарные коэффициенты сопротивления уводу колес передней оси Σ Кy1 =25000 Н/рад, задней оси Σ Кy2 = 30000 Н/рад.

5.2. Определить радиус поворота автомобиля, движущегося по окружности с такой скоростью, что поперечная составляющая ускорения центра тяжести равна 0,4 g, управляемые колеса автомобиля повернуты на угол 4° . Масса автомобиля равна 1500 кг, база L = 2,7 м, расстояние от передней оси до центра тяжести 1,4 м, коэффициенты сопротивления уводу колес передней оси Σ Кy1 =30000 Н/рад, задней оси Σ Кy2 = 22000 Н/рад.

5.3.Автомобиль движется по дуге окружности радиусом 100 м на дороге с ϕ = 0,5. Найти критическую скорость по боковому скольжению, считая продольные силы на колесах равными нулю.

5.4.Автомобиль движется по дуге окружности радиусом 70 м. Высота центра тяжести 0,56 м, колея колес 1,3 м. Найти критическую скорость автомобиля по опрокидыванию, пренебрегая смещением центра тяжести автомобиля, вызываемым креном подрессоренных масс.

5.5.Автомобиль движется по дуге окружности радиусом 100 м на дороге с ϕ = 0,5. Найти критическую скорость по боковому скольжению передней и задней осей, учитывая влияние продольных сил (касательных

реакций на передних и задних колесах). Дорога горизонтальная, коэффициент сопротивления качению f = 0,03, кF = 0,5 Нс2/м2. Масса автомобиля, равная 1000 кг, распределяется поровну на переднюю и заднюю ось.

36

5.6.При движении по дуге окружности радиусом 120 м по достижении автомобилем скорости 20 м/с произошло боковое скольжение его колес. Определить коэффициент сцепления колес с дорогой.

5.7.При движении по дуге окружности радиусом 60 м у автомобиля с колеей колес 1,3 м на скорости 25 м/с произошел отрыв от дороги внутренних по отношению к центру поворота колес. Найти высоту расположения центра тяжести автомобиля, пренебрегая смещением центра тяжести подрессоренной массы, связанным с ее креном.

5.8.Как изменится (в %) критическая скорость автомобиля по опрокидыванию по сравнению с расчетной, если при перевозке груза с малым удельным весом высота центра тяжести автомобиля увеличится по сравнению с расчетной в 1,5 раза? Задачу решать, пренебрегая смещением центра тяжести от крена подрессоренной массы.

5.9.У автомобиля, имеющего колею колес 1,6 м и высоту центра тяжести 0,9 м, при симметричном расположении центра тяжести по ширине колеи при движении по дуге окружности критическая скорость по опрокидыванию равна 22 м/с. Как изменится критическая скорость по опрокидыванию при смещении центра тяжести от продольной оси на 0,2 м к центру поворота и на 0,2 м от центра поворота, если радиус окружности останется прежним? Задачу решить без учета смещения центра тяжести изза крена подрессоренной массы.

5.10. Автомобиль движется по виражу с поперечным уклоном 8% и радиусом 65 м. Определить критическую скорость, если коэффициент сцепления колес с дорогой равен 0,45.

5.11. Автомобиль движется по виражу с уклоном 6% и радиусом 52 м. Колея колес автомобиля 1,65 м, высота расположения центра тяжести 1,1 м. Определить критическую скорость по опрокидыванию.

5.12. На основных участках дорог второй категории наименьший радиус закругления равен 600 м, а расчетная максимальная скорость движения

37

120 км/ч. Каковы запасы скорости по боковому скольжению на дорогах с коэффициентом сцепления, равным 0,4.

5.13. Пользуясь данными предыдущей задачи, определить, при каком коэффициенте сцепления колес с дорогой запас критической скорости по боковому скольжению будет исчерпан.

5.14. На трудных участках пересеченной местности дорог второй категории наименьший радиус закругления равен 100 м, а на трудных участках горной местности 125 м. Определить минимальные коэффициенты сцепления колес с дорогой, при которых автомобили на этих закруглениях могут двигаться с максимальной расчетной скоростью для дорог этой категории, равной 90 км/ч.

5.15. На трудных участках пересеченной местности дороги третьей категории имеют наименьший радиус поворота 20 м. Определить, какой запас скорости по опрокидыванию имеет автомобиль ЗИЛ-130, если его максимальная скорость 90 км/ч, колея колес 1,8 м, высота расположения центра тяжести 1,34 м. Изменением положения центра тяжести в результате крена подрессоренных масс пренебречь.

5.16. На дорогах первой категории наименьший радиус поворота на равнинных участках равен 1000 м, а на трудных участках пересеченной местности 600 м. Подобрать угол поперечного уклона виража закругления с минимальным радиусом на трудном участке пересеченной местности таким образом, чтобы критическая скорость по боковому скольжению на этих закруглениях была равна критической скорости на закруглениях с минимальным радиусом дорог равнинной местности при отсутствии у последних поперечного уклона. Коэффициент сцепления в обоих случаях считать одинаковым и равным 0,6.

5.17. Подобрать поперечный наклон виража так, чтобы на дороге с коэффициентом сцепления, равным 0,7, критическая скорость по боковому скольжению по сравнению с горизонтальной дорогой повысилась на 10%.

38

5.18. Определить критический угол косогора на дороге с ϕ = 0,6.

5.19. Определить критический угол косогора по опрокидыванию автомобиля, у которого колея колес равна 1,6 м, высота расположения центра тяжести равна 1,2 м.

5.20. При движении автомобиля по дуге окружности, имеющей радиус 120 м, производится его притормаживание таким образом, что замедление равно 3 м/с2. Определить критические скорости по боковому скольжению передней и задней осей на дороге с коэффициентом сцепления, равным 0,8, если коэффициент распределения тормозных сил равен 0,7, высота расположения центра тяжести равна 0,5 м, база L = 2,5 м, центр тяжести расположен посредине длины базы. Составляющей поперечной силы инерции, пропорциональной замедлению, пренебречь. Считать cosθ = 1.

5.21. Автомобиль, база которого равна 3,8 м, движется со скоростью 18 м/с с управляемыми колесами, повернутыми на угол 10. Масса, приходящаяся на переднюю ось, равна 2575 кг, на заднюю ось 6950 кг. Коэффициент сопротивления уводу обоих колес передней оси равен Σ Ky1 = 3700 Н/град. Коэффициент сопротивления уводу обоих спаренных колес задней оси равен Σ Ky2 = 8000 Н/град. Найти радиус поворота и расстояние от задней оси до центра поворота.

5.22. Автобус, обладающий массой 15500 кг, движется со скоростью 20 м/с по дуге окружности радиусом 150 м. База автобуса 5,15 м, расстояние от центра тяжести до задней оси 1,9 м. Коэффициент сопротивления уводу обоих передних колес Σ Ky1 = 9600 Н/град, коэффициент сопротивления уводу обоих колес задней оси равен Σ Ky2 = 15700 Н/град. Определить, на какой угол повернуты управляемые колеса.

5.23. У автомобиля, обладающего полной массой 1330 кг, на переднюю ось приходится 600 кг. Определить критическую скорость по траекторной устойчивости, если коэффициент сопротивления уводу обоих колес передней оси равен Σ Ky1 = 36000 Н/град, коэффициент сопротивления

39

уводу обоих колес задней оси равен Σ Ky2 = 34000 Н/град. База автомобиля равна 2,4 м.

5.24.Испытаниями установлено, что при скорости 10 м/с автомобиль с управляемыми колесами, повернутыми на 2° , движется по дуге окружности, имеющей радиус 60 м, а при увеличении скорости движения до 15 м/с при неизменном угле поворота управляемых колес радиус поворота уменьшается до 40 м. Определить критическую скорость автомобиля по траекторной устойчивости.

5.25.На автомобиль, обладающий массой 7400 кг и движущийся со скоростью 16 м/с, действует поперечная боковая сила, равная 10000 Н. База автомобиля 3,7 м, расстояние от центра тяжести до оси задних колес 0,9 м. Определить радиус дуги окружности, описываемой автомобилем, если его управляемые колеса находятся в нейтральном положении, а ко-

эффициенты сопротивления уводу равны Σ Ky1 = 1800 Н/град,

Σ Ky2 = 4800 Н/град.