30

міністерство аграрної політики україни

Львівський державний аграрний університет

Теорія, основи

розрахунку і аналіз роботи тракторів та автомобілів

Методичні рекомендації

до виконання лабораторних робіт

львів 2001

УДК 631.37 (075.8)

Теорія, основи розрахунку і аналіз роботи тракторів та автомобілів: Методичні рекомендації. /Шевчук Р.С. –Львів: ЛДАУ, 2001. – с.

Методичні рекомендації відповідають третьому розділу програми дисципліни “Трактори і автомобілі”. В них представлені лабораторні роботи з аналізу показників експлуатаційних властивостей і якостей тракторів та автомобілів; підвищення даних показників – основа високоефективного використання машинно-тракторних агрегатів і транспортних засобів у сільському господарстві.

Призначені – для студентів спеціальності ”Механізація сільського господарства”.

Рекомендовано до друку методичною комісією факультету механізації сільського господарства Львівського державного аграрного університету.

Протокол № від травня 2001 р.

Відповідальний за випуск: канд. техн. наук, завідувач кафедри тракторів і автомобілів Ковалишин С.Й.

Рецензент: завідувач кафедри лісових машин і доріг Українського державного лісотехнічного університету, докт. техн. наук, професор Н.І. Библюк.

© Львівський державний аграрний університет, 2001

ЗМІСТ

Лабораторна робота №1.Сили і моменти, що діють на колісні

трактор та автомобіль……………………….. 4

Лабораторна робота №2.Коефіцієнт опору коченню………………….. 9

Лабораторна робота №3.Коефіцієнт зчеплення………………………... 12

Лабораторна робота №4.Координати центру тяжіння тракторів і

автомобілів………………………………….... 15

Лабораторна робота №5.Потенційна тягова характеристика трактора

Лабораторна робота №6.Теоретична тягова характеристика трактора.

Лабораторна робота №7.Тягова і динамічна характеристики автомо-

біля

Лабораторна робота №8.Паливна економічність автомобіля

Лабораторна робота №9.Гальмівні властивості автомобілів і автомо-

більних поїздів

Лабораторна робота №10.Поперечна стійкість автомобіля під час

криволінійного руху

Бібліографічний список………………………………………………..

Лабораторна робота №1

СИЛИ І МОМЕНТИ, ЩО ДІЮТЬ НА КОЛІСНІ

ТРАКТОР ТА АВТОМОБІЛЬ

Мета роботи. Встановлення взаємозв’язків і аналіз рушійних сил та сил опору руху, що діють на трактор або автомобіль в різних умовах експлуатації.

Загальні відомості

Розглянемо загальний випадок руху машини (трактора, автомобіля) на підйом по поверхні, розташованій під кутом α до горизонтальної площини (рис. 1.1а-г), із змінною швидкістю V і навантаженням Р_гк на гаку, прикладеним у точці причіпу К і спрямованим під кутом  до горизонталі. В даному випадку на машину діють сили, зумовлені гравітаційним полем Землі, опорною поверхнею, навколишнім середовищем і двигуном.

Сила тяжіння G (вага) машини прикладається в центрі її тяжіння С, положення якого відзначається двома координатами: повздовжньою а і нормальною h_цт . Перша з них дорівнює відстані від центру тяжіння до площини, що проходить через вісь обертання задніх ведучих коліс перпендикулярно до поверхні дороги; друга – відстані від центру тяжіння до опорної поверхні. Нормальна і повздовжня складові сили тяжіння відповідно становлять Gcos та Gsin .

У центрі тяжіння машини також прикладається результуюча сила інерції P_j , яка під час розгону спрямована протилежно до вектора швидкості V прямолінійно-поступального руху, а в разі сповільнення – у напрямі руху:

, (1.1)

де _об – коефіцієнт обертових мас, який враховує збільшення маси машини за рахунок інерції деталей двигуна, силової передачі та коліс, що обертаються;

j, g – прискорення прямолінійно-поступального руху машини і вільного падіння.

Сила опору повітря Р_ прикладається в центрі парусності, який розташований практично на однаковій висоті h_цт з центром тяжіння С. Сила Р_ залежить від площі, форми та шорсткості лобової поверхні машини і визначається за формулою:

, (1.2)

де k_ – коефіцієнт обтічності;

F – площа лобової поверхні, тобто площа проекції контуру машини на площину, перпендикулярну до напряму руху.

Рівнодійна Y_п нормальних реакцій опорної поверхні на передні колеса прикладається на відстані а_п (вздовж напряму руху) від їх геометричної осі обертання, перпендикулярно до напряму переміщення машини, і створює момент M_fп опору коченню передніх коліс.

Рівнодійні Y_к (рис. 1.1а, б) та Y_к1 , Y_к2 (рис. 1.1в, г) нормальних реакцій опори на задні ведучі колеса машини зміщені в напрямі руху від їх осі обертання на відстань а_к і зумовлюють момент M_fк опору коченню задніх коліс.

Моменти

; (1.3)

, (1.4)

де P_fп , P_fк – сили опору коченню передніх і задніх коліс, динамічний радіус яких відповідно r_п та r_к ;

P_fк1 , P_fк2 – сили опору коченню коліс першої і другої задніх ведучих осей, причому P_fк1 + P_fк2 = P_fк .

Сила P_f опору коченню машини діє паралельно до напряму руху і дорівнює сумі сил P_fп + P_fк . Опір коченню зумовлюється незворотними деформаціями дороги, гістерезисними втратами в пневмошинах і втратами на тертя під час ковзання коліс по опорній поверхні.

Сила P_f визначається з виразу:

, (1.5)

де f – коефіцієнт опору коченню, який залежить від типу та стану дороги, конструкції ходової системи трактора, автомобіля.

Складова Р_гк sin входить у рівняння (1.5) із знаком плюс, якщо вектор тягового навантаження Р_гк спрямований до поверхні шляху, а із знаком мінус – якщо від даної поверхні.

Дотична сила тяги Р_к ведучих коліс машини – це рівнодійна повздовжніх реакцій опорної поверхні, які направлені вздовж напряму руху, паралельно вектору швидкості V. Сила Р_к виникає в зоні контакту кожного ведучого колеса з опорою на відстані динамічного радіуса r_к від осі колеса як реакція на частину колового зусилля Р_кол (рис. 1.1е, ж) з плечем дії r_кол ; значення дотичної сили тяги машини становить:

, (1.6)

де Р_кк , Р_кп – дотичні сили тяги задніх і передніх коліс;

Р_к1 , Р_к2 – дотичні сили тяги коліс першої і другої задніх осей.

Максимальне значення дотичної сили тяги Р_кmax називають силою зчеплення Р_к ведучих коліс з опорною поверхнею:

, (1.7)

де  – коефіцієнт зчеплення коліс з опорою.

Крім вказаних сил, на передні ведені колеса (рис. 1.1д) діють момент М_jп дотичних сил інерції коліс та М_rп – опору обертанню, зумовлений в основному тертям у підшипниках маточин. Ведучі колеса (рис. 1.1е, ж) сприймають дію ведучого моменту М_к , що підводиться від двигуна, зведеного сумарного моменту дотичних сил інерції М_jк коліс і кінематично з’єднаних з ними деталей трансмісії та двигуна, а також моменту М_rк опору обертанню. Моменти М_jп , М_jк дотичних сил інерції протидіють прискореному руху машин і сприяють – у випадку сповільнення, а моменти М_rп , М_rк – завжди протидіють руху.

Ведучий момент М_к машини дорівнює:

, (1.8)

де М_кк , М_кп – ведучі моменти задніх і передніх коліс;

М_к1 , М_к2 – ведучі моменти коліс першої і другої задніх осей.

Використовуючи схеми сил, наведені на рис. 1.1а-г, запишемо рівняння проекцій на поверхню шляху сил, що рухають машину, і сил опору руху:

(1.9)