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

j, м/c² j_ср2 j_ср3

j_ср4 П₁ 2

j_ср1 j_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).

 

Расчет тормозных свойств транспортного средства

 

Измерителями тормозной динамичности автомобиля являются замедление, время и путь торможения, остановочный путь в определенном интервале скоростей. Для их определения необходимо знать характер замедления во времени.

 

V, м/с

S_р

 

t_р

 

 

t_р, с

 

S_р, м

Рисунок 8.3 – Скоростная характеристика

 

Расчетная формула остановочного времени

 

t₀ = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ + t₅, (9.1)

где t₁ – время реакции водителя, t₁ = 0,3 – 2,5 с; t₂ – время срабатывания привода тормозов, t₂ = 0,4 с, для автопоездов – 0,6 с; t₃ – время нарастания замедления, t₃ = 0,6 с; t₅ – время оттормаживания, для гидропривода t₅ = 0,3 с, для пневмопривода – 1,5-2,0 с; t₄ – время торможения с установившимся замедлением,

 

t₄ = , (9.2)

где V₀ – начальная скорость торможения, км/ч; j_н – замедление в режиме наката, приближенно j_н = 9,8 ¦, где ¦ - коэффициент сопротивления качению, ¦ = 0,007 – 0,015; j – установившееся замедление,

 

j = , (9.3)

где j - коэффициент сцепления шин с дорогой; g = 9,8 м/с²; К_Э – коэффициент эффективности торможения (таблица 9.1).

 

Таблица 9.1 – Коэффициенты эффективности торможения

Параметры	Значения параметров
j	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4
КЭ	1,96	1,76	1,48	1,21	1,0

 

Остановочный путь

 

S₀ = S₁ + S₂ + S₃ + S₄ + S₅. (9.4)

 

Где

S₁ = (9.5)

S₂ = ; (9.6)

S₃ = ; (9.7)

S₄ = (9.8)

S₅ = , (9.9)

 

С учетом выражения (9.4) строятся зависимости S_о = ¦(V_о) для значений коэффициента j, равных 0,8; 0.6; 0.4.

На основании проведенных расчетов строится тормозная диаграмма для начальной скорости 40 км/ч (рисунок 9.1).

 

ј, м/с^2

Sо, м

VВ

Sо

jуст

VС

V_о, км/ч

 

 

 

 

 

Рисунок 9.1 – Тормозная диаграмма

 

Где

 

V_о = 40 км/ч;

 

V_В = V₀ – 3.6j_н t₂; (9.10)

V_С = V_В – 1,8jt₃; (9.11)

 

V_Д = V_С – 3.6jt₄. (9.12)

 

Материалы раздела представить описательной теоретической частью, тормозной диаграммой и зависимостями S_о = ¦(V_о).

На основании материалов раздела дать вывод о характере торможения в зависимости от скоростных и дорожных условий.

 

Определение показателей устойчивости, маневренности

Устойчивость автомобиля

Устойчивость автомобиля непосредственно связана с безопасностью дорожного движения. Нарушение устойчивости выражается в произвольном изменении направления движения, его опрокидывании или скольжении шин по дороге. Различают поперечную и продольную устойчивость автомобиля. Более вероятна и опасна потеря поперечной устойчивости.

Показателями поперечной устойчивости автомобиля при криволинейном движении являются максимально возможные скорости движения по дуге окружности и угол поперечного уклона дороги. Оба показателя определяются из условий заноса или опрокидывания автомобиля.

Максимально допустимая скорость автомобиля по скольжению

 

V_cк = , (10.1)

где R – радиус дуги, м; φ_у – коэффициент поперечного сцепления,

 

φ_у = (0,5 – 0,85)φ, (10.2)

где φ – коэффициент сцепления шин с дорогой в продольном направлении, для асфальто- и цементобетонного сухого покрытия φ = 0,7-0,8; β – угол поперечного уклона.

 

Знак «+» в числителе и «-» в знаменателе берутся при движении по уклону, наклоненному к центру поворота дороги, если же он наклонен в сторону, противоположную центру поворота дороги, то в числителе ставится знак «-», а в знаменателе «+».

 

При β = 0

 

V_cк = . (10.3)

Максимально допустимая скорость по опрокидыванию

 

V_опр = , (10.4)

где h_ц – ордината центра масс груженого автомобиля, м; В – колея автомобиля, м.

 

При β = 0

 

V_опр = . (10.5)

 

Потеря автомобилем продольной устойчивости выражается в буксовании ведущих колес, что наблюдается при преодолении автопоездом затяжного подъема со скользкой поверхностью. Показателем продольной устойчивости автопоезда в составе с прицепом служит максимальный угол подъема, преодолеваемого автомобилем без буксования ведущих колес

tgβ_бук = , (10.6)

где а – расстояние от центра масс автомобиля-тягача до оси передних колес, м; L – база автомобиля-тягача, м; h_ц – высота сцепного устройства прицепа, м; G_а – вес автомобиля-тягача, т; G_пр – вес прицепа, т.

 

Для одиночного автомобиля (автопоезда в составе с полуприцепом)

 

tgβ_бук = , (10.7)

где а – расстояние от центра масс груженого транспортного средства до оси передних колес, м.

 

Маневренность автомобиля

 

Маневренность автомобиля характеризуется формой и размерами габаритной полосы криволинейного движения (ГПД), под которой понимается площадь опорной поверхности, ограниченной проекциями на нее траекторий крайних выступающих точек транспортного средства.

При курсовом проектировании ГПД определяется применительно к круговому движению автомобиля с минимальным радиусом поворота R_п (приведен в технической характеристике автомобиля).

Построение ГПД одиночного автомобиля (тягача) с управляемыми колесами передней оси (рисунок 10.1) осуществляется следующим образом. Из центра О радиусом поворота R_п в масштабе проводим кривую траектории внешнего переднего колеса автомобиля. Затем от оси ОО₁ откладываем отрезок L, равный базе транспортного средства. Проводим ось А₁А. От точки пересечения оси А₁А с кривой траектории внешнего переднего колеса откладываем отрезок, равный колеи передних колес. Из середины отрезка проводим перпендикуляр до пересечения с осью ОО₁.Точка пересечения является серединой ведущего моста автомобиля. Отложим отрезок, равный колеи задних колес. Получим кинематическую схему ходовой части автомобиля, на которую накладываем масштабное изображение контура общего вида транспортного средства в плане. Затем из центра поворота О последовательно проводим кривые радиусами: R_о – радиус кривизны середины заднего моста; R_н – наружный радиус поворота; R_в – внутренний радиус поворота. Разность между наружным R_н и внутренним R_в радиусами поворота составляет ширину динамического коридора, т. е. ГПД. Разность между R_н и R_о является наружной составляющей А_н, между R_о и R_в – внутренней составляющей габаритной полосы движения А_в.

ГПД автопоезда с двухосным прицепом строится последовательно для каждого звена транспортного средства. Алгоритм построения ГПД аналогичен рассмотренному выше примеру (рисунок 10.2).

Раздел представить описанием теоретического материала, зависимостями V_ск = ƒ(R) и V_опр = ƒ(R), расчетом выражения (10.6) или (10.7), построением ГПД.