МУ к выполнению самост раб по Испытанию АиТ

Мощность, развиваемая двигателем автомобиля, в обоих случаях оди-

накова.

1.7b. Автомобиль ГАЗ-3307 движется с полной нагрузкой и равномер-

ной скоростью по горизонтальному участку дороги, характеризуемой коэф-

фициентом сопротивления качению ƒ= 0,025.

Найти, как изменится скорость автомобиля, если сила тяги на ведущих колесах возрастет с Рк = 1590 Н до Pк = 1890 Н.

1.8b. Зависимость мощности Nƒ расходуемой на преодоление сопротивле-

ния качению грузового автомобиля, собственный вес которого G0 = 45000 Н, и

зависимость силы сопротивления качению Рƒ того же, но только полностью груженного автомобиля от скорости движения υ приведены на графике (рис. 1).

Пользуясь графиком, найти полезную нагрузку автомобиля, считая, что сила сопротивления качению не зависит от скорости движения и равна 2300 Н.

1.9b. Зависимость мощности Nh, расходуемой автомобилем на преодо-

ление сопротивления подъему α = 5°10/, и зависимость силы сопротивления подъему Рh того же автомобиля на втором участке дороги с другим углом подъема от скорости движения показаны на графике (рис. 2).

Пользуясь графиком, найти угол подъёма второго участка дороги.

РИС. 1. ЗАВИСИМОСТЬ МОЩНОСТИ	РИС. 2. ЗАВИСИМОСТЬ МОЩНОСТИ
И СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ КАЧЕНИЮ	И СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОДЪЁМУ
ОТ СКОРОСТИ АВТОМОБИЛЯ	ОТ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ

1.10b. Полностью гружённый автомобиль ГАЗ-3307 движется на пря-

мой передаче по дороге, характеризуемой коэффициентом суммарного до-

11

рожного сопротивления Ψ = 0,025. В некоторое мгновенье автомобиль при скорости движения υ = 50 км/ч имеет ускорение j = 0,15 м/с2.

Найти мощность двигателя, необходимую для движения автомобиля в данных условиях. Коэффициент учёта вращающихся масс β = 1,07.

Задание №2. Устойчивость автомобиля

В задании приведены задачи на устойчивость исходя из условий воз-

можного опрокидывания, буксования ведущих колес или сползания автомо-

биля, а также задачи на определение координат центра тяжести автомобиля.

При решении задач нужно использовать следующие основные уравне-

ния и соотношения.

1.Продольное опрокидывание автомобиля относительно его задней оси не-

возможно, если

tg a ah .

2. Условия невозможности поперечного сползания автомобиля tg β φz.

где φz – коэффициент, характеризующий сцепление шин дорогой при сполза-

нии автомобиля в поперечном направлении, можно принимать φz = φ.

3.Продольное опрокидывание автомобиля-тягача относительно его задней оси невозможно, если

tg α	Ga	,
	G G h
	h пр кр

где hкр – высота расположения тягово-сцепного крюка.

4.Подъем, преодолеваемый одиночным автомобилем (по условиям сцепле-

ния):

а) для автомобиля с задними ведущими колесами:

12

tg α	b	;
	L h

б) для автомобиля со всеми ведущими колесами: tg α φ.

5.Подъем, преодолеваемый автомобилем-тягачом (по условиям сцепления):

а) для автомобиля-тягача с задними ведущими колесами:

	tg α	b G		;
		G(L h) G (L h )
		пр	пр

б) для автомобиля-тягача со всеми ведущими колесами:

	tg α	G	.
		G Gпр

6. Условие поперечного опрокидывания:

tg β = 2Вh .

7. При движении на поперечном уклоне скольжение наступит раньше опро-

кидывания если В > φ, и, наоборот, опрокидывание наступит раньше

2h

скольжения, если В < φ.

2h

8.Коэффициент устойчивости против бокового скольжения задней оси, а

следовательно, и всего автомобиля:

													L 2
						h		2
			2										b
	2			1												,
												2 h 2
						b
										1
													B

где γ – коэффициент тягового усилия, равный отношению суммарного тя-

гового усилия на колесах к весу, приходящемуся на ведущую ось.

ЗАДАЧА №2

2.1. Найти предельный угол подъема, ограниченный устойчивостью ав-

томобиля ГАЗ-3307 с грузом. Сопротивлением качению колес и сопротивле-

13

нием воздуха пренебречь.

2.2. Найти предельный угол подъёма, ограниченный устойчивостью ав-

томобиля-тягача с задними ведущими колесами, буксирующего прицеп с равномерной скоростью.

При расчете принять: вес тягача G = 76000H; высоту его центра, тяже-

сти h= 1,4м; расстояние по горизонтали от центра тяжести до задней оси а = 1,2м; вес прицепа Gпр = 52000H; высоту расположения тягово-сцепного при-

бора hкр = 1,3м. Сопротивлением воздуха и сопротивлением качению колес пренебречь.

2.3. Определить по условиям сцепления предельный угол подъема,

преодолеваемый автомобилем с задними ведущими колесами на дороге, ха-

рактеризуемой коэффициентом сцепления φ = 0,3.

Технические данные автомобиля: база L = 3м; расстояние от центра тяжести до передней оси b = 1,8м; высота центра тяжести h = 1м.

2.4. Найти предельную величину подъема, которую может преодолеть автомобиль-тягач с задними ведущими колесами, буксируя прицеп по дороге,

которая характеризуется коэффициентом сцепления φ = 0,4.

При расчете принять: вес тягача G = 80000H; базу L = 4,2м; высоту центра тяжести h = 1,1м; расстояние от центра тяжести до передней оси b =

1,8м; вес прицепа G пр = 45000Н; высоту расположения тягово-сцепного прибора hкр = 1м.

2.5. Определить возможность поперечного (бокового) опрокидывания автомобиля при движении по дороге, характеризуемой коэффициентом сцеп-

ления φ = 0,4 (рис. 3).

14

РИС. 3. СХЕМА СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА АВТОМОБИЛЬ ПРИ ДВИЖЕНИИ ПО ДОРОГЕ С ПОПЕРЕЧНЫМ УКЛОНОМ β

При решении задачи принять ширину колеи В = 1,7м, высоту центра тяжести h= 1,4м.

2.6. Определить коэффициент устойчивости автомобиля против боко-

вого скольжения задней оси η2 при его движении по дороге, характеризуемой коэффициентом сцепления φ = 0,5.

Технические данные автомобиля: база L = 3,4м; расстояние по горизон-

тали от центра тяжести до передней оси b = 1,8м; колея задних колес В = 1,6м; высота центра тяжести h = 0,8м. Величину коэффициента тягового уси-

лия принять = 0,2.

2.7. Пользуясь приведенной на рис. 4 схемой взвешивания грузового автомобиля, определить расстояние от его центра тяжести до поверхности пути (при горизонтальном положении автомобиля).

РИС. 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ АВТОМОБИЛЯ

15

Показание весов Q = 17600H; угол подъема передка α = 30°

Технические данные автомобиля: расстояние по горизонтали от центра тяжести до передней оси b = 1,7 м; расстояние по горизонтали от центра тя-

жести до задней оси a = 1,6 м; вес, приходящийся на задние колеса, G2 = 16000H; рабочий радиус колеса rк = 0,4 м.

Решение задачи. Пользуясь схемой, составляем уравнение моментов всех сил относительно оси, соединяющей точки опоры передних колес:

Q(а – b)соs α – G[bсоs α + (h – r)sin α] = 0,

откуда

h = GQ (a b)ctg bctg r .

Но так как

G = G2 a b , b

то после преобразования имеем:

h = b ctg α ( Q 1) r.

G2

Задание №3. динамика и тяговый расчёт автомобиля

В задание включены задачи, позволяющие расчётным путем опреде-

лить показатели динамической характеристики автомобиля, если известны его основные конструктивные параметры. К таким показателям относятся:

скорости движения на различных дорогах с различными нагрузками; величи-

ны подъемов, которые может преодолеть автомобиль в заданных дорожных условиях при движении без прицепа и с прицепом.

В этом же задании приведены задачи, решение которых позволяет оце-

нить приемистость автомобиля, его тормозные качества, а также методы вы-

бора основных параметров автомобиля.

При решении задач необходимо использовать следующие основные за-

висимости и соотношения.

1. Динамический фактор:

16

D = Pк P

G

2. Ускорение автомобиля:

ј =

= ƒcos α + sin α + g ј.

D g м/с2.

3.Баланс мощности автомобиля:

а) при равномерном движении по горизонтальному пути без прицепа:

Nеηм = Nƒ + Nw кВт;

б) то же, с прицепом:

Nеηм = Nƒ + Nw + Nкр кВт;

в) при движении автомобиля на подъём с неустановившимся режимом без прицепа:

Nеηм = Nƒ + Nw + Nj + Nh кВт;

или:

	Nеηм =				F 2	G( f cos sin			кВт.
								f )
		270			13		g

4. Максимальный угол подъёма, который может преодолеть автомобиль,

движущийся равномерно по динамической характеристике: sin α = D – f.

Принимается cos α 1.

5. Время движения на перегоне:

l

Т = 60 1

1

	l2		l
			n		мин.
	2
			n

6.Максимальное значение отрицательного ускорения:

а) при торможении колёс задней оси:

Р2т max =

G b fr cos P h h

H;

L h

б) при торможении всех колёс:

Рт max = φ Gcos α H.

7. Максимальное значение отрицательного ускорения:

17

јт = Gg ( Рт max + f G cos α + kFυ2) м/с2.

8.Минимальный тормозной путь при действии тормозов на всех колёсах:

а) без учёта сопротивления воздуха:

	2		2			1
1			2
Sт =											м;
	2g3,62					f cos sin
б) с учётом сопротивления воздуха:
			G				G f	kF 2
								3,62
								1
Sт =				ln						м.
		2gkF					G f	kF 22
								3,62

9. Минимальный тормозной путь автопоезда:

	0,04 2 G nG
	пр		sin м,
Sт = G n m G cos G nG
T T		пр

где n – число прицепов;

nт – число прицепов, имеющих тормоза;

mт – коэффициент перераспределения нагрузки для тормозящих колёс прицепа;

Gφ – сцепной вес, приходящийся на тормозящие колёса прицепа.

10.Мощность двигателя, обеспечивающая преодоление заданных сопротив-

лений при равномерном движении автомобиля:

G F 2

Nе = 3,62 кВт. 270 м

ЗАДАЧА №3

3.1. Как изменится динамический фактор автомобиля при увеличении скорости с 50 до 90 км/ч на прямой передаче? При решении использовать скоростную характеристику двигателя (рис. 5).

Технические данные автомобиля: G = 1835 кг; радиус колеса rк = 0,344 м; передаточное число главной передачи i0 = 5,125; механический к.

18

п. д. трансмиссии ηм= 0,92; фактор сопротивления воздуха kF = 0, 076 кг·с2/м2.

РИС. 5. СКОРОСТНАЯ (ВНЕШНЯЯ) ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЬНОГО

ДВИГАТЕЛЯ

3.2. Пользуясь приведенной на рис. 5. динамической характеристикой автомобиля при различных степенях использования его грузоподъемности,

найти предельную скорость движения по заданному проценту использования грузоподъёмности автомобиля и заданной дороге.

Решение задачи. Найдя на оси абсцисс точку a, показывающую задан-

ный процент использования грузоподъемности, проводим из нее вертикаль до пересечения с наклонной линией, соответствующей заданному коэффици-

енту суммарного дорожного сопротивления. От полученной точки b прово-

дим горизонталь до пересечения с кривой динамического фактора. Далее,

проектируя полученную точку с на ось абсцисс, определяем значение скоро-

сти, соответствующее точке d.

РИС. 6. ДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ

СТЕПЕНЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЕГО ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ

19

3.3. Найти максимальный вес груза, перевозимого автомобилем при скорости υ = 30 км/ч по дороге, характеризуемой коэффициентом суммарно-

го дорожного сопротивления ψ = 0,08. Номинальная грузоподъемность авто-

мобиля Gн = 25000Н.

При решении задачи использовать динамическую характеристику ав-

томобиля (рис. 6) для условий движения на третьей передаче.

3.4. Определить максимально возможное ускорение автомобиля на чет-

вёртой передаче при движении со скоростью υ = 45 км/ч по дороге, характе-

ризуемой коэффициентом суммарного дорожного сопротивления ψ = 0,025.

РИС. 7. ДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ

При решении задачи использовать динамическую характеристику ав-

томобиля, приведённую на рис. 7.

Используя условия задачи 3.4, определить максимально возможное

ускорение при	движении	на второй	передаче со	скоростью
υ = 20 км/ч.
Коэффициент	учёта	вращающихся	масс автомобиля	принять

β1г = 1,6.

3.5. На рис. 8 приведён график ускорений автомобиля на одной переда-

че. Найти время разгона автомобиля со скорости υ1 км/ч до скорости υ2 км/ч.

20