Динамический паспорт автопоезда

На дорогах с твердым покрытием без крутых и затяжных подъе­мов производительность грузового автомобиля значительно по­вышается в случае использования его в качестве тягача для букси­ровки прицепов и полуприцепов. При этом масса перевозимого груза увеличивается в 2 — 3 раза и снижается себестоимость пере­возок, хотя средняя скорость движения несколько уменьшается. Кроме того, снижается нагрузка на ось, сокращается расход топ­лива и масла, что приводит к увеличению срока службы дорож­ного покрытия.

Движение автопоезда связано с возрастанием сил сопротивле­ния качению и воздуха. Несовершенство поворотных устройств прицепов и зазоры в сцепных устройствах приводят к несовпаде­нию траектории движения прицепа или полуприцепа с траекто­рией движения автомобиля-тягача. Вследствие этого при движе­нии автопоезда с большой скоростью возникают угловые колеба­ния прицепов в горизонтальной плоскости, а при изменении ско­рости автомобиля-тягача происходят продольные рывки и удары. В результате сила сопротивления качению автопоезда возрастает, причем непропорционально его массе, так как одновременно с увеличением массы повышается коэффициент сопротивления ка­чению автопоезда.

Выражение для определения коэффициента сопротивления качению автопоезда записывается в виде

,

где f _а и f _пр — коэффициенты сопротивления качению соответствен­но автомобиля и прицепа; G _aи G _пр — вес с полной нагрузкой соответственно автомобиля и прицепа, Н.

При возрастании тяговой силы на ведущих колесах автомоби­ля-тягача коэффициент сопротивления качению автопоезда уве­личивается вследствие проскальзывания колес относительно по­верхности дороги. Так, например, использование одного прицепа на горизонтальной дороге приводит к увеличению коэффициента сопротивления качению на 5... 10 %, а на дороге с крутыми подъе­мами — почти в 2 раза.

В случае применения прицепов повышается и сопротивление воздуха вследствие увеличения поверхности трения автопоезда и значительного вихреобразования в воздушных потоках.

При небольшом расстоянии между автомобилем-тягачом и прицепом коэффициент обтекаемости автопоезда на 8... 10 % боль­ше, чем у одиночного автомобиля. Если же расстояние между ав­томобилем и прицепом составляет 50...80 см, то этот коэффици­ент возрастает на 15... 17%, а при расстоянии 120... 180 см — на 30...35 %. Можно считать, что каждый прицеп увеличивает коэф­фициент обтекаемости автопоезда на 25 %.

Для анализа тягово-скоростных свойств автопоезда использу­ется его динамический паспорт. Правая часть паспорта представ­ляет собой динамическую характеристику автопоезда по тяге с полной нагрузкой, а левая — номограмму нагрузок для автопоез­да (рис. 3.26).

Номограмму нагрузок для автопоезда в отличие от таковой для одиночного автомобиля строят, принимая за 100 % массу автомо­биля с полной нагрузкой. При этом, определяя нагрузку автопо­езда, в его общую массу включают массу автомобиля-тягача.

Динамический фактор по тяге для автопоезда определяют по следующей формуле:

Рис. 3.26. Динамический паспорт автопоезда:

О — начало координат динамической характеристики автопоезда; А, В — харак­терные точки построения; v ₁— значение скорости автомобиля; I —V — передачи

,

где G _ап — вес автопоезда с полной нагрузкой; δ_ап — коэффициент учета вращающихся масс автопоезда.

Поскольку скорость движения автопоезда относительно неве­лика, силой сопротивления воздуха можно пренебречь. Тогда при равномерном движении автопоезда его динамический фактор по тяге

Расчет движения автопоезда с помощью его динамического паспорта аналогичен расчету, рассмотренному ранее для одиноч­ного автомобиля. Так, например, автопоезд, масса которого в 2,5 раза больше массы одиночного автомобиля, может двигаться по дороге, характеризуемой коэффициентом сопротивления ψ = 0,05 (точка А на рис. 3.26), только на II передаче (точка В)со скорос­тью v ₁.

Производительность автопоезда без учета простоев может быть рассчитана с помощью следующего выражения:

W= G _rp v,

где G _rp — полезная нагрузка.

На рис. 3.27 показано изменение скорости движения, произво­дительности и полезной нагрузки автопоезда от его общей массы. Из рисунка следует, что при увеличении общей массы автопоезда полезная нагрузка возрастает, а скорость движения уменьшается. В связи с этим производитель­ность автопоезда сначала рас­тет, а затем, достигнув макси­мального значения, снижает­ся. Диапазон значений т _апот а до b является оптимальным для получения максимально воз­можной производительности автопоезда и, следовательно, наибольшего экономического эффекта.

Рис. 3.27. Зависимость скорости дви­жения v, производительности W и полезной нагрузки G гр автопоезда от его общей массы m ап: a, b — границы диапазона оптимальных значений полной массы автопоезда

Опыт эксплуатации показы­вает, что при движении авто­поезда, состоящего из грузово­го автомобиля и прицепа, по Дороге с асфальтобетонным покрытием скорость автопоез­да уменьшается на 10... 12 % по

сравнению со скоростью одиночного грузового автомобиля. Одна­ко по производительности автопоезд в этом случае превосходит одиночный грузовой автомобиль на 40...50 %.