Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ШПОРЫ НАШИ.docx
Скачиваний:
164
Добавлен:
17.08.2019
Размер:
3.92 Mб
Скачать

116. Силы сопротивления движению автомобиля

Сила сопротивления качения автомобиля

Силовые потери при движении ведомых и ведущих колес определяются коэффициентами сопротивления качения f1 и f2, которые включают в себя внутреннее трение в шине и дороге, а также трения между ними.

В процессе деформации под действием массы автомобиля к силовым потерям также относят сопротивление подвески деформациям при перекатывании колес через неровности и трения в подшипниках. Т.к. f1 и f2 при одинаковых условиях примерно равны f1=f2=f – общий коэффициент сопротивления качению.

Pf = Pf1+Pf2 = Σz1*f +Σz2*f = f*(Σz1 + Σz2) = f *Σz,

где Pf – сила сопротивления качения автомобиля;

Pf1 – передних колес; Pf2 – задних колес;

Σz1 и Σz2 – суммарные нормальные реакции опорной поверхности соответственно на передние и задние колеса;

Σz – суммарная реакция опорной поверхности на все колеса автомобиля.

Σz = Ga*cos α,

α – угол подъема дороги.

Pf = ΣMf / rk = Σz*a / rk = Ga*f*cos α,

ΣMf – суммарный момент сопротивления качения автомобиля.

Общий коэффициент сопротивления качения определяется экспериментально и зависит от материала и конструкции шины, от давления воздуха, твердости и состояния дороги, сопротивления подвески и режима движения.

На идеальной ровной асфальто–бетонной дороге fo=0,005 – 0,01.

На твердой дороге потеря энергии определяется деформацией шины на величину f. В этом случае влияют динамические нагрузки, возникающие в результате движения колеса по неровностям дороги и коэффициент f в этом случае равен

f = fo+1,3*10-7н*Sn*Va2,

λн – коэффициент, учитывающий влияние ходовой части автомобиля на коэффициент f; λн=4 (для легковых автомобилей), λн=5,5 (для грузовых автомобилей);

Sn – коэффициент ровности покрытия дороги; Sn=50 – 75 (для асфальтобетонной дороги в хорошем состоянии), Sn>300 (для асфальтобетонной дороги в плохом состоянии);

Va – скорость движения автомобиля.

Для деформируемых (мягких) дорог коэффициент f определяется как деформация шины, так и дороги.

Сила сопротивления подъему автомобиля

Pα = Ga*sin α , i = H / L = tg α

α≤4 – 50; sin α ≈ tg α,

i – уклон дороги.

Pα = Ga*tg α = Ga*i

Сила сопротивления воздушной среды.

Сила сопротивления воздуха при движении автомобиля тем больше, чем больше плотность воздуха, поперечные размеры и скорость движения автомобиля, а также чем хуже оптикаемость автомобиля.

PW = c*ρ*F* Va2

с – коэффициент лобового сопротивления. Зависит от формы автомобиля и состояния его поверхности;

ρ – плотность воздуха, Н*с24;

F – лобовая площадь автомобиля, м2; F=0,78*Ba*Ha – для легковых автомобилей, F=B*Ha – для грузовых автомобилей;

Ba и Ha – габаритные размеры автомобиля;

B - колея;

Va – скорость движения автомобиля, м/с

c* ρ = k – коэффициент оптикаемости

Для Va в км/ч

PW = k*F* Va2 / (3,6)2 = k*F* Va2 / 13,

k*F – фактор оптикаемости автомобиля, Н*с22

При наличии ветра

PW = k*F*(Va±Vb)2 / 13,

Vb – скорость ветра, км/ч; «+» - при встречном ветре, «─» - при попутном ветре

VW =

117. Уравнение движения автомобиля.

Производительность автомобиля зависит от его тягово-скоростных свойств. Эти свойства определяются всеми силами действующими на автомобиль в направлении его движения. В общем случае уравнение движения автомобиля может быть записано так.

Pk = Pf ± Pα + PW ± Pj,

Pk – тяговая сила на ведущих колесах автомобиля,

Pk = Me*u*ηтр / rk,

Me – крутящий момент двигателя, н*м;

u – передаточное число трансмиссии;

ηтр – кпд трансмиссии;

rk – радиус качения.

Зависимость тяговой силы от частоты вращения двигателя, а следовательно и от скорости движения на различных передачах называется тяговой характеристикой.

Pf – сила сопротивления качению автомобиля весом Ga при движении на подъем,

Pf = Ga*f*cos α,

f – коэффициент сопротивления качения;

α – угол подъема.

Pα – сила сопротивления подъему автомобиля,

Pα = Ga*sin α

PW – сила сопротивления воздушной среды,

PW = k*F*Va2 / 13

Pj – сила затрачиваемая автомобилем на ускорение движения (сила инерции)

Pj = Pj + Pj’’,

Pj = (Ga / g)*ja – сила затрачиваемая на ускорение поступательно движущихся масс автомобиля;

Pj’’ – сила затрачиваемая на ускорение вращающихся масс автомобиля

Pj’’ = JMM*uk*u0*η / rk + Jkk*z / rk = (JM* uk2*u02*η / rk2)*ja + (Jk*z / rk2)*ja,

JM, Jk – моменты инерции маховика и колеса;

εM, εk – угловые ускорения маховика и колеса;

z – число колес;

u0 – передаточное число главной передачи;

uk – передаточное число коробки передач.

Pj = (Ga / g)*ja + (JM* uk2*u02*η / rk2)*ja + (Jk*z / rk2)*ja = (Ga / g)*ja*(1 + (JM* uk2*u02*η / rk2)*(g / Ga) + (Jk*z / rk2)*(g / Ga) )= (Ga / g)*jaj

Pj = (Ga / g)*jaj,

δj – коэффициент учета вращающихся масс автомобиля, δj = 1,04 + 0,05*uk2

δj для данного автомобиля не остается постоянным при изменении его нагрузки, кпд и общего передаточного числа трансмиссии, а также интенсивности буксования ведущих колес и сцепления.

Инерция вращающихся масс может весьма значительно увеличивать условную массу автомобиля, особенно при больших передаточных числах трансмиссии.

Если при разгоне на прямой передаче ускорение автомобиля снижается всего на 6 – 10 %, то на низших передачах значительно больше. Например, при разгоне грузового автомобиля на первой передаче влияние вращающихся масс эквивалентно увеличению поступательно движущихся масс автомобиля на 200 – 250 %.

Me*u*ηтр / rk = Ga*f*cos α ± Ga*sin α + k*F*Va2 / 13 ± (Ga / g)*jaj

ja = dV / dt/

При равномерном движении автомобиля по горизонтальной поверхности составляющие Pα и Pf = 0, а в случае движения с замедлением и движения под уклон становятся отрицательными.

Сила сопротивления качения Pf характеризует тип и состояние дороги, а Pα зависит от профиля дороги. Вследствие этого их иногда объединяют

Pα + Pf = Pψ – общее дорожное сопротивление

Pψ = Pf + Pα = Ga*f*cos α + Ga*sin α = Ga*(f* cos α + sin α) = Ga

ψ – коэффициент общего дорожного сопротивления.

Me*u*ηтр / rk = k*F*Va2 / 13 + Ga*ψ + (Ga / g)*jaj

Это уравнение движения называется тяговым балансом и используется при проектировании новых автомобилей и для оценки тягово-скоростных свойств существующих автомобилей.

Тягово-скоростные свойства автомобиля оцениваются с помощью уравнения его движения. Наиболее просто оценивать с помощью графика тягового баланса, который представляет собой XXXXXXXX характеристику автомобиля с нанесенными на XXXX ее кривыми сопротивления движения XXXX

Ординаты кривой суммарного движения автомобиля PW + Pψ определяют силу тяги Pk необходимую для равномерного движения с той или иной скоростью в заданных дорожных и нагрузочных условиях. Эта сила обеспечивается соответствующим регулированием подачи топлива или изменения передаточного числа трансмиссии.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]