Нормальные реакции дороги на переднюю ось

R₁ = G_А – R₂. (4.5)

Применительно к автопоезду в составе седельного тягача и полуприцепа центры масс определяются сначала в системе координат полуприцепа (рисунок 4.2), а затем автопоезда (рисунок 4.3)

Х_ОП = , (4.6)

У Х_П

ЦМГ ЦМП ЦМПО

Х

Х_Г

Х_ОП

Масштаб: 1:100

L_П

Рисунок 4.2 – Расчетная схема полуприцепа

где Х_ОП – абсцисса центра масс порожнего полуприцепа (ЦМПО), м; G_ОП2 – часть веса порожнего полуприцепа, приходящаяся на тележку, т; L_П – база полуприцепа, м; G_ОП – вес полуприцепа в снаряженном состоянии, т.

Х_П = , (4.7)

где Х_П – абсцисса центра масс груженого полуприцепа (ЦМП) относительно оси шкворня, м; G_г – вес груза, т.

G_П1 = , (4.8)

где G_П1 – часть веса груженого полуприцепа, приходящаяся на шкворень, т; G_П – вес груженого полуприцепа, т.

G_П2 = , (4.9)

где G_П2 – часть веса груженого полуприцепа, приходящаяся на тележку, т.

Применительно к автопоезду транспортного средства

У

Х_П ЦМП

C

Масштаб: 1:100

Х

L_Т

Рисунок 4.3 – Расчетная схема автопоезда

Х_АП = , (4.10)

где Х_АП – абсцисса центра масс автопоезда, м; G_ОТ – собственный вес тягача, т; Х_ОТ – абсцисса центра масс тягача, м; Х_П – абсцисса центра масс груженого полуприцепа относительно оси передних колес, м

Где

Х_ОТ = , (4.11)

где G_ОТ2 – часть собственного веса тягача, приходящаяся на тележку, т; L_Т – база тягача, м.

G_АП2 = , (4.12)

где G_АП2 – часть G_П1 , приходящаяся на тележку тягача, т; C – смещение седла тягача относительно тележки, м.

G_АП1 = G_П1 – G_АП2, (4.13)

где G_АП1 – часть G_П1, приходящаяся на переднюю ось тягача, т.

Тогда вертикальная реакция дороги на переднюю ось тягача

R_Т1 = G_ОТ1 + G_АП1, (4.14)

где G_ОТ1 – часть собственного веса тягача, приходящаяся на переднюю ось тягача, т.

На заднюю ось тягача

R_Т2 = G_ОТ2 + G_АП2. (4.15)

Материалы раздела представить описательной теоретической частью и табличной формой результатов расчета.

5. Определение аэродинамических параметров транспортного средства

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, (5.1)

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 (5.1) строится зависимость Р_В = (V).

Материалы раздела представить описательной теоретической частью и зависимостью Р_В = (V).

5. Расчет тяговой и динамической характеристик

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

 = 1 + , (6.1)

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; _ТР – кпд трансмиссии; m_а – масса груженого автомобиля, кг.

С учетом выражения (6.1) строится зависимость =(номер передачи).

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

Тяговая характеристика

Р_Т = , (6.2)

где

М_е = (n_е); (6.3)

V = , (6.4)

где V – скорость, м/с.

На основании выражений (6.2), (6.3) и (6.4) строится зависимость Р_Т = (V) для каждой передачи.

Динамическая характеристика

Д = , (6.5)

где значения Р_Т и Р_В берутся соответственно из графиков Р_Т = (V) и Р_В = (V), G_а – вес 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 = , (6.6)

где Р_с – сила суммарного дорожного сопротивления движению;  - коэффициент сопротивления качению,

 = , (6.7)

где _О = 0,014 – 0,018, V – скорость, м/с.

На основании выражения (6.7) строится зависимость  = (V), данные которой используются при расчете выражения (6.6).

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

Материалы раздела представить описательной теоретической частью и зависимостями =(номер передачи), Р_Т=(V), Д =(V),=(V), Р_СУ=(V).

5. Расчет ускорения

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

J = . (7.1)

Значения элементов, входящих в выражение (7.1), берутся из зависимостей Д = (V),  = (V) и  = (номер передачи).

Материалы раздела представить описательной теоретической частью и зависимостью J=(V).

5. Расчет скоростной характеристики

Скоростная характеристика автомобиля рассчитывается, используя зависимость J= (V). На рисунке 8.1 представлен фрагмент графика ускорения, где

ΔV = (V_i+1 – V_i) (8.1)

шаг интегрирования. Тогда для каждого шага время разгона

Δt_рi = _, (8.2)

где

j_{ср i} = 0,5(j_i + j_i+1). (8.3)

Откуда время разгона на конкретной передаче

t_рi = ∑ Δt_рi. (8.4)

В этом случае конечное значение t_р будет соответствовать времени разгона на конкретной передаче. Например, для первой передачи от момента П_о до момента П₁

1

j, м/c² j_ср2 j_ср3

j_ср4 П₁ 2

j_ср1j_ср1

П₂

j_{ср о} и т.д.

V_п1

П_о

∆V_о ∆V₁ ∆V₂ ∆V₃ ∆V₄ V,м/с

Рисунок 8.1 – График ускорений автомобиля:

П₁, П₂ – моменты переключения передач

t_р1 = + ∑ Δt_рi. (8.5)

Путь разгона рассчитывается при допущении неизменной скорости в каждом интервале ΔV, равной среднему значению

V_ср = 0,5(V_i + V_i+1). (8.6)

В этом случае путь, проходимый автомобилем в течении каждого интервала времени Δt_рi

ΔS_рi = V_ср ⋅Δt_рi. (8.7)

Полученные значения преобразовываются в численный ряд для каждой передачи

S_рi = ∑ ΔS_рi. (8.8)

При построении скоростной характеристики (рисунок 8.2) необходимо учитывать снижение скорости автомобиля за время t_п переключения передач (движение накатом) и путь, проходимый за это время. В расчетах t_п принимается равным 2 с. Снижение скорости ΔV за время переключения передач рассчитывается без учета внешних сил сопротивления движению и силы тяги. Тогда замедление за период t_п

V, м/с 1 2

V_п1 П₁

∆V₄ ∆V

∆V₃

∆V₂

∆V₁

∆V_о

t, с

∆t_о ∆t₁ ∆t₂ ∆t₃ ∆t₄ t_п

Рисунок 8.2 – Пример построения скоростной характеристики

j_з = 9,8⋅ ƒ, (8.9)

снижение скорости

ΔV = j_з ⋅t_п. (8.10)

Средняя скорость за время t_п

V_{ср п} = (2V_пi – ΔV)/2, (8.11)

где V_пi – скорость ТС в момент переключения с i-й на i + 1 передачу.

Тогда

S_п = V_{ср п} ⋅t_п. (8.12)

Внешний вид скоростной характеристики автомобиля с пятиступенчатой коробкой передач показан на рисунке 8.3.

Материалы раздела представить описательной теоретической частью, расчетными формулами, пояснениями и зависимостями V = ƒ(t_р), V = ƒ(S_р).