Определение коэффициента сопротивления качению и коэффициента сопротивления воздуха на ходу автомобиля методом выбега.

Для эксперимента не требуется стенд с беговым барабаном для определения коэффициента сопротивления качению. Ниже приводится методика, предложения Куртом и Уайтом. Для разделения сил сопротивления качению и воздуха используется движение накатом одного и того же автомобиля с сухой и полной массой в одинаковом диапазоне скоростей. При этом сила сопротивления воздуха одинакова, а сила сопротивления качению разная, которую можно выделить из общей силы сопротивления движению.

Масса порожнего автомобиля (все лишнее с автомобиля снимают, оставляя лишь массу водителя – испытателя и учитывая инерцию вращающихся масс колес) в этом случае равна:

m₁ = 0,9 m_с (1+0,025) + 80, кг

 

Максимальная масса гружёного автомобиля определяется как:

 

m₂ = m_с (1+ 0,025) + 400, кг

 

Снаряженная масса m_с, время падения скорости от 90 км/час до 80 км/час для порожнего Δt₁ и для гружёного Δt₂ автомобиля, а также массы автомобиля, порожнего m₁ и при максимальной загрузке m₂, приведены в таблице 2.6.

Таблица 2.6

 

№ варианта	mс, кг	m1, кг	m2, кг	∆t1, с	∆t2, с
				6,79	8,92
				8,00	9,98
				10,05	11,80

 

Замедление автомобиля от 90 км/ч будем определять по времени ∆t₁ для порожнего и ∆t₂ для гружёного автомобиля в диапазоне изменения скорости ∆V=10км/час (2,87 м/с).

Уравнения движения порожнего и гружёного автомобиля можно описать нижеприведёнными выражениями:

m₁ (∆V / ∆t₁) = ƒ₁G₁+ F_в

 

m₂ (∆V / ∆t₂) = ƒ₂G₂+ F_в

 

В приведённых формулах коэффициенты сопротивления качению ƒ₁ = ƒ₂ = ƒ_о и сила сопротивления воздуха F_в одинаковы для обоих случаев, сопротивлением холостой прокрутки трансмиссии автомобиля можно, в силу её малости, пренебречь, вес порожнего автомобиля и автомобиля с максимальной загрузкой выражаем через массу автомобиля соответственно как G₁ = m₁g и G₂ = m₂g.

Откуда, коэффициент сопротивления качению ƒ_о можно определить как:

 

(2.14)

 

Из ранее приведённых соотношений находим силу сопротивления воздуха F_в:

 

F_в = m₂(∆V / ∆t₂) – ƒ_оm₂g = m₁(∆V / ∆t₁) – ƒ_оm₁g (2.15)

 

Коэффициент сопротивления воздуха C_x определяют по известной зависимости:

C_x = F_в / 0,0473А (2.16)

где V_ср = 85 км/ч (при расчёте числовых значений коэффициента С_х значение скорости V_ср берётся в км/ч).

При испытаниях определяют время ∆t₁ и ∆t₂ для порожнего автомобиля и автомобиля с полной загрузкой при изменении скорости от 90 до 80 км/ч.

Время необходимо замерять с высокой точностью. Точность обычного секундомера составляет 0,2 секунды. Поэтому, как и в предыдущем случае, можно замерять время Δt₁ и Δt₂ при изменении скорости движения автомобиля в диапазоне ΔV от 90 до 70 км/час., которое будет в два раза больше указанного в табл. 2.6. Более того замедление ΔV/ Δt автомобиля можно определить использовав измерительный прибор с пятым колесом, записывающий зависимость изменения скорости во времени. Графическое интегрирование этой зависимости позволяет получить зависимость изменения замедления автомобиля от скорости его движения, в том числе и для скоростей 85 км/час или 90 км/час.

2.7 Порядок оформления отчёта по лабораторным работам

Как указывалось ранее, при выполнении лабораторных работ группа студентов разбивается на три подгруппы по числу вариантов лабораторных работ. Каждая подгруппа оформляет один экземпляр обработанных результатов лабораторных работ, относящихся ко всем студентам данной подгруппы. Для оформления отчёта следует использовать писчую бумагу формата А-4.

В верхней части титульного листа указывается название ВУЗа: МГОУ, за тем название кафедры: «Автомобильное хозяйство и двигатели», ниже пишется: Лабораторные работы по «Теории автомобиля», вариант №… Работу выполнили студенты заочного (вечернего) отделения V-го курса. Специальность 190601 (Автомобили и автомобильное хозяйство), ещё ниже указывается фамилия имя и отчество преподавателя, проводившего лабораторные работы и принимавшего зачёт по ним. Далее приводится таблица, содержащая данные о студентах подгруппы и их отчётности по выполненной лабораторной работе. Ниже представлен образец приводимой таблицы.

№	Ф.И.О. студента	шифр студента	подпись студента	отметка о зачёте	дата зачёта	подпись преподавателя

В нижней части титульного листа приводится название города, в котором расположен филиал или представительство МГОУ и год выполнения лабораторной работы.

Для выполняемого варианта указываются исходные данные, необходимые для проведения расчётов, согласно данным, приведённым в таблице 2.1.

Далее записывается номер и название лабораторной работы. Для каждой лабораторной работы приводятся окончательная расчётная формула (без её вывода) и записывается столбиком обозначение входящих в неё величин, затем заполняются соответствующие таблицы и на основе данных, приведённых в них, строятся графики топливно-экономической характеристики (лабораторная работа №1) и коэффициента сопротивления качению (лабораторная работа №3). Для начертания графиков аккуратно строится сетка через указанные в тексте методического пособия интервалы по вертикальной и горизонтальной осям.

В лабораторной работе №1 приводят схему прибора для замера расхода топлива с названиями её элементов, без описания его устройства и принципа работы.

В лабораторной работе №3 приводятся формулы (2.7) и (2.6), схема стенда (рис.2.2), схема сил и моментов, действующих на одиночное колесо и беговой барабан (рис.2.3). В лабораторной работе №4 приводятся формулы (2.11), (2.12) и (2.13). В таблицу 2.5 заносят рассчитанные значения замедления j_ср, а также значения коэффициента сопротивления качению ƒ_о для скорости движения автомобиля 85 км/час., из лабораторной работы №3. В лабораторной работе №5 приводят расчётную формулу (2.14) и входящие в неё, заранее рассчитанные, значения ∆V/∆t₂ и ∆V/∆t₁, а также формулы (2.15) и (2.16).

 

3. Методические указания по выполнению курсового проекта

Общие замечания

Перед началом выполнения задания необходимо внимательно прочитать настоящее методическое указание.

Курсовой проект посвящен углубленному изучению отдельных вопросов теории автомобиля. Он включает в себя выбор и расчет параметров того или иного вновь проектируемого автомобиля и его агрегатов. С использованием этих параметров выполняют расчет характеристик, оценивающих скоростные и топливно-экономические качества автомобиля. Для проектирования выбраны следующие типы автомобилей: легковой, городской и междугородний автобусы, а также прицепной и седельный предельновесовой автопоезда.

К курсовому проекту следует приступать после изучения теории автомобиля по учебному пособию [1]. Целесообразно использовать справочник [4], позволяющий сравнить расчётные характеристики разрабатываемого автомобиля с характеристиками существующего прототипа. Для расширенного изучения курса, а также углублённого понимания отдельных вопросов целесообразно использовать рекомендуемые в данном пособии дополнительные источники [2, 3].

Курсовой проект, в обязательном порядке, должен содержать ниже следующие таблицы с расчётными данными и графики.

1. В разделе выбор и расчёт параметров автомобиля и его агрегатов:

-

-

-

2. В разделе тяговый и топливно – экономический расчёт автомобиля:

-

-

-

Индивидуальное задание по теме курсового проекта, приведенное в конце методических указаний (см. раздел 4) студент получает по двум последним цифрам личного шифра. В отдельных случаях, преподаватель может назначить тему курсового проекта индивидуально.

3.2 Выбор и расчёт параметров автомобиля и его агрегатов