Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Автобус особо малого класса РАФ-2203 выпускается заводом микроавтобусов РАФ (г. Елгава) с 1976 г. Кузов--цельнометаллический, с несущим основанием, четырехдверный (две двери в переднем отделении, одна боковая для входа в салон и одна сзади). Модификации: РАФ-22031 -- Медицинский и РАФ-22035 - для перевозки крови.

Собственная масса, кг	1750
В т. ч. на передн. ось -	1015
" задн. ". .	735
Полная масса, кг	2710
В т. ч. на передн. ось .	1275
" задн. "	1435
Контр, расход топлива, л/100 км:
при 80 км/ч	11,8
Макс, мощность при 4500 об/мин, л. с. (кВт) .	95(70,2)
Макс, крутящий момент пи 2300, кгс-м (Н-м).	19(186,3)
Передаточные числа коробки передач
Первая	3,5
Вторая	2,26
Третья	1,45
Четвертая	41
Задняя	3,54
главная	4,1

1. Анализ тяговой динамики

1.1 Внешняя скоростная характеристика

Скоростная характеристика - это зависимость некоторых параметров двигателя от частоты вращения коленчатого вала при постоянной подаче топлива. Характеристика, полученная при полной подаче топлива, называется внешней скоростной характеристикой двигателя (ВСХ).

nmin - минимальные устойчивые обороты коленчатого вала двигателя при работе под нагрузкой, nmin = 800 об/мин

(1.1.1)

где: л - для автомобиля с ограничителем оборотов, л = 1,1

nN - частота вращения коленчатого вала,

Внешняя скоростная характеристика рассчитывается по формуле Лейдермана:

(1.1.2)

где: Neмах -максимальная эффективная мощность двигателя,

Ме - эффективный момент двигателя,

nМ - обороты при максимальном моменте,

а,b,с - эмпирические коэффициенты, определяющие форму ВСХ, зависящие от типа двигателя и особенностей его конструкции.

 (1.1.3)

(1.1.4)

(1.1.5)

Коэффициенты приспособляемости двигателя:

- по частоте вращения коленчатого вала:

(1.1.6)

- по моменту:

(1.1.7)

Значение эффективного крутящего момента Ме, Нм:

(1.1.8)

Скорость движения автомобиля, км/ч:

(1.1.9)

Таблица .1.1.1 Исходные данные

Макс. мощность двигателя, кВт	Nmax	70,2
Частота вращеия к.в. дв. при макс. мощности, об/мин	nN	4500
Макс. Крутящий момент, Нм	Mmax	186,3
Частота вращеия к.в. дв. при макс. моменте, об/мин	n м	2300
Передаточные числа: коробки передач	ik1	3,5
	ik2	2,26
	ik3	1,45
	ik4	1
Передаточное число: главной передачи	iо	4,1
Радиус колеса, м	rк	0,35

Таблица. 1.1.2 Внешняя скоростная характеристика

ne, об мин	Ne, кВТ	Me, Н м	Va1	Va2	Va3	Va4
800	14,15	168,95	7,42	11,48	17,90	25,95
1100	20,18	175,20	10,20	15,79	24,61	35,68
1400	26,40	180,06	12,98	20,10	31,32	45,42
1700	32,67	183,53	15,76	24,40	38,03	55,15
2000	38,87	185,61	18,54	28,71	44,74	64,88
2300	44,87	186,30	21,32	33,01	51,46	74,61
2600	50,53	185,61	24,10	37,32	58,17	84,34
2900	55,73	183,53	26,88	41,63	64,88	94,07
3200	60,33	180,06	29,66	45,93	71,59	103,81
3500	64,21	175,20	32,44	50,24	78,30	113,54
3800	67,23	168,95	35,22	54,54	85,01	123,27
4100	69,26	161,32	38,00	58,85	91,73	133,00
4400	70,17	152,30	40,78	63,16	98,44	142,73
4700	69,83	141,89	43,56	67,46	105,15	152,46
5000	68,11	130,09	46,34	71,77	111,86	162,20

Рис. 1.1. Внешняя скоростная характеристика.

1.2 Радиусы колеса

Вследствие того, что на автомобиль установлены эластичные пневматические шины, то радиус автомобильного колеса меняется во время движения.

Статический радиус колеса зависит от нагрузки на колесо и давления воздуха в шине, и определяется по формуле

(1.2.1)

где: dпо - посадочный диаметр обода.

Вш - ширина профиля шины

В ведущем режиме качения колеса продольная реакция X определяется из выражения

(1.2.2)

где: М - момент на колесе,

f - коэффициент сопротивлению качения,

Z - нормальная реакция на колесе.

Тяговый момент на колесе определяем из выражения

(1.2.2)

где: Ме - эффективный момент двигателя,

ii - передаточное число коробки передач на i-ой передаче,

iд - передаточное число дополнительной коробки передач,

iо - передаточное число главной передачи,

зтр - КПД трансмиссии.

Кинематический радиус (радиус качения) найдем по формуле

(1.2.3)

где: л - коэффициент тангенциальной эластичности шины, л = 0,015мм/Нм.

rд - динамический радиус колеса, мм/Нм

Величина коэффициента сопротивления качению f зависит от типа и состояния дорожного покрытия, конструкции шин и давления воздуха в них, а так же скорости движения автомобиля Vk и величины передаваемого момента

(1.2.4)

где: fv - составляющая коэффициента сопротивления качения в зависимости от скорости автомобиля;

fМ - составляющая коэффициента сопротивления качения в зависимости от величины передаваемого момента.

Составляющая коэффициента сопротивления качения в зависимости от скорости автомобиля может быть определена из выражения

(1.2.5)

Составляющая коэффициента сопротивления качения в зависимости от передаваемого момента характеризует кинематические потери при качении колеса и определяется из выражения

(1.2.6)

Величину реакции Z на одно колесо можно определить из выражений:

при задних ведущих колесах

(1.2.7)

где: hg - высота центра тяжести,

Проскальзывание шины в пятне контакта с опорной поверхностью характеризует коэффициент буксования

(1.2.8)

Используя программу Microsoft Excel задаемся исходными данными таблица 1.2.1 и результаты расчетов сводим в таблицу 1.2.2 и 1.2.3

Таблица 1.2.1 Исходные данные

Собственная масса авто, кг	mо	1750
Собственный вес авто, Н	G	17150
Полная масса авто, кг	ma	2710
Полный вес авто, Н	Ga	26558
Макс. Крутящий момент, Нм	Mmax	186,3
Передаточные числа: коробки передач	ik1	3,5
	ik2	2,26
	ik3	1,45
	ik4	1
Передаточное число: главной передачи	iо	4,1
КПД трансмисии	hтр	0,92
База автомобиля, м	L	2,62
Число ведущих колес	nкв	2
Полный масса приходящаяся на переднюю ось, кг	ma1	1275
Полный вес приходящийся на переднюю ось, Н	G1	12495
Посадочный диаметр обода, мм	dn.o.	320
Ширина профиля шины, мм	Вш	185
Отношение высоты профиля шины к его ширине, %	Нш/Вш	1
	lcм	0,85
Коэффициент тангенциальной эластичности шин, мм/Нм	l	0,02
Коэффициент сопротивления качению	fo	0,016
Коэффициент сцепления	j	0,7
	Cosa	1

Таблица 1.2.2 Результаты расчетов координат центра тяжести и радиус колес

Статический радиус, мм	rст	317,25
Динамический радиус, мм	rд	336,29
Высота центра тяжести автомобиля, м	hg	0,70
Координаты центра тяжести автомобиля, м	a	1,39
	b	1,23

Таблица 1.2.2 Результаты расчетов кинематического радиуса,реакций и момента

Пеедача	Показатели
	M	rk	Va	fv	fM	f	Z2	X	b
i1	1229,77	311,69	37,14	0,017104	0,000033	0,0171	8649,08	3797,26	0,07
i2	794,08	320,40	59,13	0,018800	0,000014	0,0188		2315,65	0,05
i3	509,47	326,10	93,80	0,023040	0,000005	0,0230		1363,03	0,03
i4	351,36	329,6	137,32	0,031090	0,000003	0,0311		798,21	0,02

По результатам расчетов строим графики:



Рис.1.2.1. Зависимость кинематического радиуса от передаваемого момента.

Рис.1.2.2 Зависимость коэффициента сопротивления качению от передаваемого момента.

Рис.1.2.3 Зависимость продольной реакции от передаваемого момента.

1.3 Силовой и мощностной баланс автомобиля

Силовой баланс автомобиля - это распределение силы тяги на ведущих колесах Рт по отдельным видам сопротивления автомобиля при движении.

Рт = РШ + Рw + Рj (1.3.1)

где: РШ - сила сопротивления дороги.

Рw - сила сопротивления воздуха.

Рj - сила инерции автомобиля.

Сила тяги на ведущих колесах Рm зависит от эффективного крутящего момента двигателя:

(1.3.2)

(1.3.3)

Сила сопротивления воздуха, Н:

(1.3.4)

Сила сопротивления дороги, Н:

(1.3.5)

(1.3.5)

где: i = 0, так как подразумеваем, что автомобиль движется по дороге с нулевым уклоном.

Коэффициент сопротивления качению на различных скоростях определён по формуле:

(1.3.6)

f0 = 0,016 - коэффициент сопротивления качению при малой скорости.

Определим фактор обтекаемости:

(1.3.7)

k - коэффициент обтекаемости.

Лобовая площадь

(1.3.8)

где: B - ширина автомобиля;

Н- высота по кабине.

Исходные данные и результаты расчетов вносим в таблицы.

Таблица 1.3.1 Исходные данные

Полный вес авто, Н	Ga	26558
Макс. мощность двигателя, кВт	Nmax	70,2
Эмпирические коэффициенты, определяющие форму ВСХ	a	0,98
	b	1,07
	c	1,05
КПД трансмисии	hтр	0,92
Передаточные числа: коробки передач	ik1	3,5
	ik2	2,26
	ik3	1,45
	ik4	1
		0
Передаточное число: главной передачи	iо	4,1
Радиус колеса, м	rk1	0,12
	rk2	0,320
	rk3	0,326
	rk4	0,3293
	rk5
Коэффициент сопротивления качению	fo	0,016
Ширина автомобиля, м	Ba	2,21
Высота автомобиля, м	H	1,97
Коэффициент обтекаемости	k	0,25
Косинус угла продольного уклона	Cosa	1
Уклон дороги, %	I=Sin a(0)	0

Таблица 1.3.2 Значение аэродинамических параметров автомобиля

Лобовая площадь автомобиля, м^2	Fa	3,40
Фактор обтекаемости	W	0,85

Таблица 1.3.3 Результаты расчетов силового баланса

ne, Об/мин	Ne, кВт	Me, НМ	Va, км/ч	Pm1, Нм	Va1, км/ч	Pm2, Нм	Va2, км/ч	Pm3, Нм	Va3, км/ч	Pm4, Нм	Va4, км/ч
800	14,15	168,95	20	7156,12	6,60	4495,14	10,51	2833,71	16,68	800	14,15
1200	22,24	176,97	30	7495,78	9,90	4708,50	15,77	2968,21	25,01	1200	22,24
1600	30,58	182,52	60	7730,93	13,21	4856,21	21,02	3061,33	33,35	1600	30,58
2000	38,87	185,61	80	7861,57	16,51	4938,27	26,28	3113,06	41,69	2000	38,87
2400	46,80	186,22	90	7887,70	19,81	4954,68	31,54	3123,40	50,03	2400	46,80
2800	54,06	184,37	100	7809,32	23,11	4905,45	36,79	3092,36	58,36	2800	54,06
3200	60,33	180,05	120	7626,42	26,41	4790,56	42,05	3019,94	66,70	3200	60,33
3600	65,32	173,27	140	7339,02	29,71	4610,03	47,30	2906,13	75,04	3600	65,32
4000	68,70	164,02	150	6947,10	33,02	4363,84	52,56	2750,94	83,38	4000	68,70
4400	70,17	152,30	160	6450,67	36,32	4052,01	57,82	2554,36	91,71	4400	70,17
4800	69,42	138,11	170	5849,73	39,62	3674,53	63,07	2316,40	100,05	4800	69,42

f	Pf	Pi	Pпси	Pw	Pw+Pпси
0,01632	433,43	0,00	433,43	26,12	459,55
0,01672	444,05	0,00	444,05	58,77	502,82
0,01888	501,42	0,00	501,42	235,10	736,51
002112	560,90	0,00	560,90	417,96	978,86
0,02248	597,02	0,00	597,02	528,97	1126,00
0,02400	637,39	0,00	637,39	653,06	1290,45
0,02752	730,88	0,00	730,88	940,40	1671,28
0,03168	841,36	0,00	841,36	1279,99	2121,35
0,03400	902,97	0,00	902,97	1469,37	2372,35
0,03648	968,84	0,00	968,84	1671,82	2640,66
0,03912	1038,95	0,00	1038,95	1887,33	2926,28

По результатам расчетов строим график:

Рис. 1.3.1 Силовой баланс автомобиля.

Мощностная характеристика представляет собой график зависимости мощности Ne и Nт от скорости автомобиля на различных передачах. В свою очередь он это распределение мощности на дорожное и воздушное сопротивление:

Nm = Nш + Nw+ Nш (1.3.9)

(1.3.10)

Так как автомобиль движется по горизонтальной прямой, то Pi = 0.

 (1.3.11)

(1.3.12)

Результаты расчетов вносим в таблицу 1.3.4

Таблица 1.3.4 Результаты расчетов мощностного баланса

Nk1	Nk2	Nk3	Nk4	Nпси	Nпси+Nw	Nw
13,02	13,02	13,02	13,02	2,41	2,55	0,15
20,46	20,46	20,46	20,46	3,70	4,19	0,49
28,13	28,13	28,13	28,13	8,36	12,28	3,92
35,76	35,76	35,76	35,76	12,46	21,75	,29
43,06	43,06	43,06	43,06	14,93	28,15	13,22
49,73	49,73	49,73	49,73	17,71	35,85	18,14
55,51	55,51	55,51	55,51	24,36	55,71	31,35
60,09	60,09	60,09	60,09	32,72	82,50	49,78
63,20	63,20	63,20	63,20	37,62	98,85	61,22
64,55	64,55	64,55	64,55	43,06	117,36	74,30
63,86	63,86	63,86	63,86	49,06	138,19	89,12

По результатам расчетов строим график:

Рис. 1.3.2 Мощностной баланс автомобиля.

1.4 Динамический паспорт автомобиля

Динамический паспорт - динамическая характеристика автомобиля, совмещённая с номограммой нагрузок и графиком контроля буксования.

Динамическая характеристика - зависимость динамического фактора от скорости на каждой передачи.

Динамический фактор - представляет собой тяговую силу уменьшенную на силу сопротивления воздуха и отнесённую к полному весу автомобиля.

(1.4.1)

Таблица 1.4.1. Результаты расчета динамического паспорта автомобиля

Pw1, Нм	Pw2, Нм	Pw3, Нм	Pw4, Нм	D1	D2	D3	D4
2,847	7,216	18,159	38,923	0,269	0,169	0,106	0,071
6,406	16,236	40,857	87,576	0,282	0,177	0,110	0,073
11,389	28,865	72,634	155,690	0,291	0,182	0,113	0,073
17,796	45,101	113,491	243,266	0,295	0,184	0,113	0,071
25,626	64,946	163,428	350,303	0,296	0,184	0,111	0,067
34,880	88,398	222,443	476,801	0,293	0,181	0,108	0,062
45,557	115,459	290,538	622,761	0,285	0,176	0,103	0,054
57,658	146,127	367,712	788,182	0,274	0,168	0,096	0,045
71,183	180,404	453,966	973,064	0,259	0,158	0,086	0,034
86,132	218,289	549,298	1177,407	0,240	0,144	0,075	0,021
102,504	259,782	653,710	1401,212	0,216	0,129	0,063	0,007

По результатам расчетов строим график:



Рис. 1.4.1 Динамический паспорт автомобиля.

1.5 Показатели приемистости

К показателям приемистости автомобиля относят:

- ускорение автомобиля;

- время разгона автомобиля до определенной скорости;

- путь разгона.

График ускорений строим в системе координат j = f(V) для всех передач, ускорение автомобиля может быть определено из выражения:

(1.5.1)

где: - коэффициент учёта вращающихся масс

(1.5.2)

Для определения времени и пути разгона расчётные данные берут с графика ускорений. Кривая ускорений для каждой передачи разбивается на ряд интервалов скоростей. Принимая допущения, что в каждом интервале скорости движение происходит с постоянным ускорением ji. При изменении скорости в интервале ?V среднее ускорение:

 (1.5.3)

j1 и j2 - ускорение в начале и в конце интервала.

Общее время разгона от минимально устойчивой до максимальной скорости определится суммой промежутков времени разгона в интервалах скоростей:

(1.5.4)

(1.5.5)

Время разгона на этом интервале:

(1.5.6)

Общий путь разгона от минимально устойчивой скорости до максимальной определяется суммой:

(1.5.7)

Путь разгона в интервале:

(1.5.8)

(1.5.9)

Исходные данные и результаты расчетов вносим в таблицу 1.5.1, 1.5.2, 1.5.3 и 1.5.4.

Таблица 1.5.1 Исходные данные

Коэфициент сопротивления дороги	y	0
Полны вес авто, Н	Ga	26558
Собственный вес авто, Н	G	17150
Передаточные числа: коробки передач	ik1	3,50
	ik2	2,26
	ik3	1,45
	ik4	1,00
Коэфициент учета вращающихся масс маховика двигателя и колес автомобиля	дм	0,04
	дк

Таблица 1.5.2 Коэффициенты учета вращающихся масс на различных передачах

Коэфициент учета вращающихся масс на различных передачах	дв1	1,821
	дв2	1,378
	дв3	1,192
	дв4	1,124
	дв5	1,062

Таблица 1.5.3 Результаты расчета показателей приемистости

j1, м/с^2	j2, м/с^2	j3, м/с^2	j4, м/с^2	j5, м/с^3	ш 1	ш2	ш 3	ш 4	ш 5
800	1,363	1,087	0,738	0,479	0,016	0,016	0,016	0,016	0,016
1200	1,431	1,141	0,770	0,488	0,016	0,016	0,017	0,017	0,016
1600	1,478	1,176	0,786	0,479	0,016	0,016	0,017	0,018	0,016
2000	1,502	1,192	0,785	0,453	0,01	0,017	0,017	0,019	0,016
2400	1,506	1,190	0,768	0,409	0,016	0,017	0,018	0,020	0,016
2800	1,487	1,168	0,734	0,346	0,016	0,017	0,019	0,022	0,016
3200	1,447	1,128	0,684	0,267	0,017	0,017	0,020	0,024	0,017
3600	1,386	1,069	0,617	0,169	0,017	0,018	0,021	0,026	0,017
4000	1,303	0,991	0,534	0,054	0,017	0,018	0,022	0,028	0,017
4400	1,198	0,894	0,434	-0,079	0,017	0,019	0,023	0,030	0,017
4800	1,072	0,778	0,317	-0,230	0,017	0,019	0,024	0,033	0,017

По результатам расчетов строим график

Рис. 1.5.1 График ускорений автомобиля.

Таблица 1.5.4 Результаты расчетов времени и пути разгона автомобиля

tp,с	Sp, м
0	0
6,026	38,684
12,473	127,468
33,504	543,168
137,499	3263,556

По результатам расчетов строим график:

Рис. 1.5.2 Время и путь разгона автомобиля.

1.6 Динамическое преодоление дорожного сопротивления

Принимая, что и , а также определим средний динамический фактор и среднее замедление на участках:

(1.6.1)

(1.6.2)

Путь автомобиля:

(1.6.3)

Результаты расчетов сводим в таблицы

Таблица 1.6.1 Результаты расчетов автомобиля в груженом состоянии

Передача	Damax	Y1	Y2	Vmax(км/ч)	Vкр(км/ч)	f	Sn	a(град)
i1	0,368	0,110	0,368	49,549	28,078	0,017	1914,768	21,575
i2	0,189	0,057	0,189	94,036	53,287	0,021	9548,973	11,313
i3	0,126	0,038	0,126	136,921	77,589	0,026	18757,629	7,700
i4	0,081	0,024	0,081	19,546	112,509	0,036	34377,701	4,844

Таблица 1.6.3 Результаты расчетов автомобиля в порожнем состоянии

передача	Damax	Y1	Y2	Vmax(км/ч)	Vкр(км/ч)	f	Sn	a(град)
i1	0,615	0,062	0,492	13,970	8,537	0,016	33,409	38,163
i2	0,277	0,028	0,222	30,593	18,696	0,017	880,546	16,411
i3	0,164	0,016	0,131	55,989	34,216	0,018	11,113	83,771
i4	0,088	0,009	0,070	96,363	58,888	0,022	3174,647	9,060

1.7 Движение автомобиля накатом

Чтобы рассчитать показатели динамичности при накате, необходимо использовать уравнение движения автомобиля для этого режима:

(1.7.1)

где: Ртр - сила трения в трансмиссии при работе на холостом ходу, приведенная к ведущим колесам .

Силу трения в трансмиссии можно определить из выражения:

(1.7.2)

где: Мг - момент, оценивающий гидравлические потери в трансмиссии, Н?м Для автомобилей с колесной формулой 4Ч2 Мг можно определить по формуле:

(1.7.3)

Из уравнения движения автомобиля можно определить замедление (отрицательное ускорение) в м/с2:

 (1.7.4)

Определив для нескольких положительных и отрицательных значений уклона i величины силы Рi, наносят их на график в виде горизонтальных линий, причем значения Рi откладывают вверх от оси абсцисс при уклоне i<0; и вниз при уклоне i>0. Принимаем i1 = -3; i 2 = -5; i 3 = 0.5; i 4 = 3; i = 5.

Таблица 1.7.1 Результаты расчетов показателей динамичности

Mг	Pmр	Pi1	Pi2	Pi3	Pi4	Pi5
23,24	66,40	239,02	1381,02	2310,55	-1381,02	-2310,55
25,56	73,03	239,02	1381,02	2310,55	-1381,02	-2310,55
32,53	92,95	239,02	1381,02	2310,55	-1381,02	-2310,55
37,18	106,23	239,02	1381,02	2310,55	-1381,02	-2310,55
39,51	112,87	239,02	1381,02	2310,55	-1381,02	-2310,55
41,83	119,51	239,02	1381,02	2310,55	-1381,02	-2310,55
46,48	132,79	239,02	1381,02	2310,55	-1381,02	-2310,55
51,12	146,07	239,02	1381,02	2310,55	-1381,02	-2310,55
53,45	152,71	239,02	1381,02	2310,55	-1381,02	-2310,55
55,77	159,35	239,02	1381,02	2310,55	-1381,02	-2310,55
58,10	165,99	239,02	1381,02	2310,55	-1381,02	-2310,55

Pmр+Pf	Pmр+Pf+Pw	j1	j2	j3	j4	j5
499,82	525,94	-0,11	0,32	0,66	-0,70	-1,05
517,08	575,86	-0,12	0,30	0,64	-0,72	-1,07
594,37	829,47	-0,22	0,20	0,55	-0,82	-1,16
667,14	1085,09	-0,31	0,11	0,45	-0,91	-1,25
709,90	1238,87	-0,37	0,05	0,40	-0,97	-1,31
75,90	1409,96	-0,43	-0,01	0,33	-1,03	-1,37
863,67	1804,07	-0,58	-0,16	0,19	-1,18	-1,52
987,43	2267,41	-0,75	-0,33	0,02	-1,35	-1,69
1055,68	2525,05	-0,84	-0,42	-0,08	-1,44	-1,78
1128,18	2800,00	-0,95	-0,52	-0,18	-1,54	-1,89
1204,94	3092,27	-1,05	-0,63	-0,29	-1,65	-1,99

По результатам расчетов строим графики:

Рис. 1.7.1 Силовой баланс автомобиля при движении накатом

Рис. 1.7.2 График ускорений автомобиля при движении накатом

автобус скоростной тяговый

1.8 Тяговые возможности автопоезда

Сила сопротивления качению автопоезда увеличивается не пропорционально его весу, так как одновременно с повышением веса автопоезда растет также и сопротивление качению автомобиля - тягача. Коэффициент сопротивления качению автопоезда можно определить из выражения:

(1.8.1)

где: fт и fп - коэффициенты сопротивления качению соответственно тягача и прицепов; Gт, кг. и Gп, кг. - вес соответственно тягача и прицепа.

Динамический фактор автопоезда определяем по формуле:

(1.8.2)

где: дап - коэффициент учета вращающихся масс автопоезда.

Для случая равномерного движения автопоезда без учета силы сопротивления воздуха можно записать:

(1.8.3)

Расчеты движения автопоезда сведены в таблицу 1.8.2

Таблица 1.8.1 Исходные данные

Прицеп ММЗ-81021
Собств масса прицепа, кг	mо пр	140
Вес собств массы прицепа, Н	Go пр	1372
Полная масса прицепа,кг	mа пр	300
Вес полной массы прицепа, Н	Gп	2940
Вес автопоезда, Н	Gап	29498

Таблица 1.8.2 Результаты расчета динамического паспорта автопоезда

D1	D2	D3	D4
0,269	0,169	0,106	0,071
0,282	0,177	0,110	0,073
0,291	0,182	0,113	0,073
0,295	0,184	0,113	0,071
0,296	0,184	0,111	0,067
0,293	0,181	0,108	0,062
0,285	0,176	0,103	0,054
0,274	0,168	0,096	0,045
0,259	0,158	0,086	0,034
0,240	0,144	0,075	0,021
0,216	0,129	0,063	0,007

По результатам расчетов строим графики:

Рис. 1.8.1 Динамический паспорт автопоезда

Рис. 1.8.2 Зависимость грузоподъемности автомобиля и автопоезда от веса

2. Анализ тормозной динамики

2.1 Распределение тормозных сил по осям

Для безопасного движения автомобиля при торможении, необходимо определить распределение тормозных сил по осям.

При идеальной тормозной системе рассчитываем реакции Z1, Z2 и необходимые тормозные силы Ртор1, Ртор2:

(2.1.1)

(2.1.2)

где: hg- высота центра масс, ее принимают равной высоте погрузочной площади для грузовых автомобилей и радиусу колеса для легковых.

Координаты центра масс автомобиля (, ) можно определить, рассмотрев уравнения равновесия моментов от действия сил на неподвижный автомобиль. На неподвижный автомобиль действуют только ; и, тогда,

(2.1.3)

(2.1.4)

Выражение для расчета тормозных сил:

 (2.1.5)

(2.1.6)

Нетрудно заметить, что требуемые тормозные силы зависят от коэффициента сцепления, который в эксплуатации изменяется в широких пределах (). Однако выбор увеличивает недоиспользование возможного сцепления в целом. Недоиспользование силы сцепления можно оценить по величине удельной тормозной силы

(2.1.7)

Принимая соотношение Ртор1/Ртор2 =const для обычной тормозной системы и находим тормозные силы при различном коэффициенте сцепления цx, а так же сумму тормозных сил Ртор1 и Ртор , гм.

Таблица. 2.1.1 Исходные данные

Полная масса а/м Мa (кг)	2710
Полная масса на переднею ось М1,(кг)	1275
Полая масса на заднею ось М2,(кг)	1435
База автомобиля L,(мм)	2620
Полный вec а/м , Ga ,(H)	26558
Высота центра тяжести hg (мм)	700

Таблица. 2.1.3.Результаты расчетов (обычная тормозная система

Pтор2, H	? Pтор опт, Н	гм
1449,39	4232,21	0,16
3194,43	9327,73	0,35
5235,12	15286,56	0,58
7571,47	22108,68	0,83

Рис. 2.1.1 Распределение тормозных сил по осям

2.2 Определение показателей тормозной динамики

Основным оценочным показателям тормозных свойств АТС относятся минимальный тормозной путь - расстояние, проходимое автомобилем от момента нажатия на тормозную педаль до полной остановки, и установившееся замедление , соответствующее движению автомобиля при установившемся торможении. Ко второй группе параметров относятся: время срабатывания тормозного привода, которое состоят из времени запаздывания и времени нарастания замедления . Временем запаздывания называют промежуток времени от начала торможения до момента времени, при котором замедление АТС становится больше нуля. Это время, необходимое для перемещения элементов тормозного привода на величину зазоров, имеющихся между ними в нерабочем положении, нарастания давления жидкости или воздуха в трубопроводах и рабочих аппаратах привода, необходимого для преодоления усилий возвратных пружин колодок и перемещения колодок до соприкосновения их фрикционных накладок с тормозным диском или барабаном.

По результатам расчета, которые обеспечивают нормативные значения тормозного пути Sт и установившегося замедления jз.уст строим тормозную диаграмму принимая, что: время срабатывания тормозного привода у технически исправной тормозной системы с гидроприводом и дисковыми тормозными механизмами с., с барабанными тормозными механизмами с., у системы с пневмоприводом с.. Значение находится в пределах от 0,05 до 2 с. Оно также зависит от конструктивных и эксплуатационных факторов. Коэффициент сцепления меняется от 0,2 до 0,8.

Тормозной путь Sт и установившееся замедление jз.уст, можно определить по формуле:

(2.2.1)

где: м/с - ускорение свободного падения.

Скорость на первом, втором и третьем этапе соотвественно, определяется по формуле:

(2.2.2)

(2.2.3)

(2.2.4)

Таблица 2.2.1 Исходные данные

Начальная скорость автомобиля(км/ч) V0	20	40	60	80
Коэффициент сцепления j	0,6	0,7	0,8
Время запаздывания тормозной системы, (с)	0,2
Время нарастания замедления, tн, (с)	0,4

Результаты расчетов сводим в таблицу (2.2.2)

Таблица 2.2.2 Результаты расчетов тормозного пути Sт и замедления jз.уст

j	V0, (км/ч)	20	40	60	80
0,6	ST, (м) f(V0)	4,839	14,910	30,215	50,752
	jзуст, (м/с2) f(??)	5,880	5,880	5,880	5,880
0,7	ST, (м) f(V0)	4,465	13,415	26,851	44,771
	jзуст, (м/с2) f(??)	6,860	6,860	6,860	6,860
0,8	ST, (м) f(V0)	4,185	12,294	24,328	40,286
	jзуст, (м/с2) f(??)	7,840	7,840	7,840	7,840

По результатам расчетов строим график:

Рис. 2.2.1 Зависимость тормозного пути и замедления от ц и начальной скорости

Таблица 2.2.2 Результаты расчетов времени замедления

tzp	0,2
tnz	1,2
V	40
ц	0,6
	tн, (с)	jзуст=	V,(км/ч)
Запаздывание	0	0	40
	0,2	0	40
Нарастание замедления	0,4	0,98	39,6472
	0,6	1,96	38,5888
	0,8	2,94	36,8248
	1	3,92	34,3552
	1,2	4,9	31,18
Торможение с максимальным замедлением	1,4	5,88	27,2992
	1,6	5,88	23,0656
	1,8	5,88	18,832
	2	5,88	14,5984
	2,2	5,88	10,3648
	2,4	5,88	6,1312
	2,6	5,88	1,8976
	2,69	5,88	0

По результатам расчетов строим график:

Рис. 2.2.2 Тормозная диаграмма.

2.3 Влияние конструкторских и эксплутационных факторов на показатели тормозной динамики

На практике часто встречается эксплуатация автомобиля с неисправной тормозной системой. Для определения замедления при неисправностях тормозной системы приведены следующее зависимости.

Если не тормозит одно переднее колесо

, (2.3.1)

Если не тормозит одно заднее колесо

, (2.3.2)

Тормозит только одно переднее колесо

, (2.3.4)

Тормозит только одно заднее колесо

, (2.3.5)

Тормозят только передние колеса

, (2.3.6)

Тормозят только задние колеса

, (2.3.7)

Тормозят колеса только одной стороны

. (2.3.8)

Считая , =0,6, =0.4…1.2, ,(для категории автомобилей М1, , а для N2, ) определяем тормозной путь Sт и установившееся замедление jз.уст, по формулам:(2.2.1) и (2.2.2) соответственно. Результаты расчетов сводим в таблицу (2.3.1)

Таблица 2.3.1 Результаты расчета зависимостей ,

V0, (км/ч)	ц	tN ,(c)	ST, (м) f(tN)	jзуст, (м/с2) f(tN)
40	0,6	0,4	14,910	5,88
		0,8	17,132	5,88
		1	18,244	5,88
		1,2	19,355	5,88

По результатам расчетов строим график:

Рис. 2.3.1 Зависимость тормозного пути от времени нарастания замедления

Таблица 2.3.2 Результаты расчета ST, (м) при неисправной тормозной системе

j	п/п №	Неисправность	j зуст,	V0, (км/ч)
				ST, (м) f(V0)	20	40	60	80
0,8	1	не тормозит переднее колесо	5,417		5,06	15,81	32,23	54,33
	2	не тормозит заднее колесо	6,454		4,61	13,98	28,12	47,03
	3	тормозит одно переднее	2,065		9,67	34,25	73,72	128,09
	4	тормозит одно заднее	1,875		10,43	37,26	80,50	140,15
	5	тормозят только передние	4,691		5,50	17,56	36,18	61,36
	6	тормозят только задние	3,420		6,72	22,44	47,15	80,86
	7	тормозят колеса одной стороны	3,924		6,14	20,13	41,95	71,62

По результатам расчетов строим график:



Рис. 2.3.2 Тормозной путь автомобиля с неисправной тормозной системой

3. Топливная экономичность

3.1 Показатели топливной экономичности двигателя и автомобиля

Топливная экономичность является одним из более важных показателей как двигателя, так и автомобиля в целом. Она зависит от конструктивных особенностей двигателя и от положения дроссельной заслонки.

Удельный эффективный расход топлива

(3.1)

где: минимальный удельный эффективный расход топлива, для дизелных двигателей

- частота вращения коленчатого вала;

- частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности.

Коэффициент использования мощности

(3.2)

где: - эффективная мощность двигателя, кВт

- КПД трансмиссии

Используя формулы (1.1.2) и (1.1.3).приведенные в ВСХ, определим скорость и эффективную мощность автомобиля, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала

Сила сопротивления воздуха, Н:

 (3. 3)

Сила сопротивления дороги, Н:

(3. 4)

(3. 5)

(3. 6)

где: коэффициент сопротивления качению при движении на малых скоростях, . Возрастает при увеличении скорости.

Часовой расход топлива:

(3. 8)

Таблица 3.1 Исходные данные

Nmax, (кВт)	70,2
Mмах, (Нм)	186,3
ge min, г/кВт ч	300
ne при Nmax ,(об/мин)	4500
ne при Mmax, (об/мин)	2300
радиус колеcа rk ,( м)	0,35
Перед. число главной передачи (io)	4,1
Перед. число высшей передачи (i)	1
Полный вес.Ga,(Н)	26585,1
Полная масса Ма,(кг)	2710
k,	0,25
Fa	1,50
КПД трансмиссии	0,92
Плотность топлива	0,75

Таблице 3.2 Результаты расчетов показателей топливной экономичности двигателя

ne	Va=f(ne)	Ne=f(ne)	ge=f(ne)	Gm= f(ne)
800	26	14,15	354,087	5,01
1100	36	20,18	339,163	6,84
1400	45	26,40	326,644	8,62
1700	55	32,67	316,528	10,34
2000	65	38,87	308,816	12,00
2300	75	44,87	303,508	13,62
2600	84	50,53	300,603	15,19
2900	94	55,73	300,102	16,72
3200	104	60,33	302,005	18,22
3500	114	64,21	306,312	19,67
3800	123	67,23	313,022	21,04
4100	133	69,26	322,137	22,31
4400	143	70,17	333,655	23,41
4700	152	69,83	347,576	24,27

Таблице 3.3 Результаты расчетов показателей топливной экономичности автомобиля

ne	Va=f(ne)	Ne=f(ne)	Ш	NШ	Nw=f(Va)	U	Кu	Q
800	26	14,15	0,0176	3,37	0,14	0,27	1,66	11,49
1100	36	20,18	0,0181	4,76	0,36	0,28	1,63	11,51
1400	45	26,40	0,0188	6,29	0,75	0,29	1,58	11,57
1700	55	32,67	0,0196	7,98	1,34	0,31	1,50	11,66
2000	65	38,87	0,0206	9,86	2,19	0,34	1,42	11,76
2300	75	44,87	0,0217	11,97	3,33	0,37	1,32	11,87
2600	84	50,53	0,0230	14,35	4,81	0,41	1,21	11,98
2900	94	55,73	0,0245	17,04	6,67	0,46	1,11	12,13
3200	104	60,33	0,0262	20,05	8,96	0,52	1,01	12,40
3500	114	64,21	0,0280	23,44	11,73	0,60	0,94	12,94
3800	123	67,23	0,0299	27,23	15,01	0,68	0,90	14,02

По результатам расчетов строим графики:

Рис. 3.1 Удельный расход топлива.

Рис. 3.3. Зависимость часового расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала

Рис. 3.4. Путевой расход топлива автомобиля

4. Анализ устойчивости автомобиля

4.1 Устойчивость автомобиля

Устойчивость - свойство автомобиля, характеризующее его способность сохранять заданное направление движения при воздействии внешних сил, стремящихся отклонить его от этого направления то есть противостоять опрокидыванию и скольжению.. В экстремальных условиях недостаточная устойчивость автомобиля может привести к его заносу и опрокидыванию.

В качестве оценочных показателей поперечной устойчивости при равномерном криволинейном движении автомобиля принимают критические скорости движения по кривой согласно условиям бокового опрокидывания Vо и бокового скольжения Vс, определяемые соответственно по выражениям:

, (4.1.1)

(4.1.2)

где: Vo - критическая скорость по условию опрокидывания, м/с;

Vc - критическая скорость по условию скольжения, м/с;

g - ускорение свободного падения,(9,81 м/с2),

R - радиус кривой полотна дороги в плане, м;

B - колея автомобиля, м;

hg - высота центра тяжести автомобиля, м;

- средний угол поворота управляемых колес,, рад;

- коэффициент поперечной устойчивости автомобиля, ;

ц - коэффициент сцепления.

В качестве оценочных показателей поперечной устойчивости при прямолинейном движении автомобиля принимают критические углы косогора (поперечного наклона дороги), т. е. предельные углы, по которым возможно прямолинейное движение автомобиля без скольжения и опрокидывания. Согласно условиям бокового опрокидывания и бокового скольжения, критические углы косогора о и с определяются соответственно по выражениям:

, (4.1.3)

(4.1.4)

Сравнивая формулы (4.1.3) и (4.1.4) можно сделать вывод, что в случае , скольжение на поперечном уклоне начнется раньше опрокидывания, и наоборот, в случае раньше наступит опрокидывание.

Однако, зачастую на практике встречаются дороги у которых кривые в плане сопровождаются поперечными уклонами, либо содействующие устойчивости транспортных средств (направленные к центру кривизны), такие дороги еще называют виражами, либо препятствующие (направленные от центра кривизны). Тогда критические скорости движения по кривой согласно условиям бокового опрокидывания Vо и бокового скольжения Vс, определяются соответственно по выражениям:

 (4.1.5)

(4.1.6)

В формулах знаки "+" в числителе и "-" в знаменателе берутся при движении по поперечному уклону, наклоненному к центру кривизны дороги; если же он наклонен в сторону , противоположную центру кривизны дороги, то в числителе ставится "-", а в знаменателе - "+".

На практике часто наблюдаются случаи, когда водители, двигаясь по кривой траектории, увеличивают скорость. Если при этом поворот имеет поперечный уклон, то критическая скорость по условию опрокидывания определяется из выражения:

(4.1.7)

где: b - расстояние по горизонтали от центра тяжести автомобиля до задней оси, м;

ja - ускорение поступательного движения автомобиля, м/с2.

Наибольшая вероятность потери поперечной устойчивости по условию скольжения происходит при входе автомобиля в поворот дороги, когда одновременно с поворотом рулевого колеса происходит разгон автомобиля. Занос может наступить и тогда, когда автомобиль движется прямолинейно, но при этом водитель резко (с большой угловой скоростью) повернет рулевое колесо.

Предельная скорость при которой происходит занос определяется из выражения:

, (4.1.8)

где: - угловая скорость поворота управляемых колес, рад/с.

Для определения угловой скорости поворота управляемых колес в зависимости от скорости движения, условий сцепления шин с дорогой и психофизиологических особенностей водителя на практике используют следующие формулы:

при ,

при ,

при,

где: Va - скорость автомобиля, км/ч.

Таблица 4.1.1 Исходные данные

База автомобиля, L (м)	2,62
Колея В (м)	1,42
Коэффициент поперечной устойчивости hd	1,01
Высота центра масс hg, (м)	0,7
Коэффициент сцепления?	0,7
Радиус дороги R, (м)	50
Ускорение автомобиля, ja,(мс^2)	0,25
Расстояние по горизонтали от центра тяжести автомобиля до задней оси b, (м);	1,39
Скорость автомобиля Va, (м/с)	20

Задаваясь несколькими значениями радиуса кривой полотна дороги R от 20 до 100 м, определяем критические скорости равномерного движения автомобиля) при,(=0,8.), результаты расчетов заносим в таблицу 4.1.2.

Таблица 4.1.2. Результаты расчетов критических скоростей Vo и Vc

R,м	Vo, м/с	Vc, м/с
20	14,11	11,72
40	19,95	16,57
60	24,43	20,30
80	28,21	23,44
100	31,54	26,20

По результатам расчетов строим график:

Рис. 4.1.1 Зависимость критических скоростей в зависимости от радиуса поворота.

Определяем критические скорости для равномерного движения автомобиля при R=50 м для различных значений коэффициента сцепления в диапазоне =0,20,8. результаты расчетов заносим в таблицу 4.1.3.

Таблица 4.1.3 Результаты расчетов критических скоростей Vo и Vc,

j	Vo, м/с	Vc, м/с
0,2	22,29	9,90
0,4	22,29	14,01
0,6	22,29	17,16
0,8	22,29	19,81

По результатам расчетов строим график:



Рис. 4.1.2 Зависимость критических скоростей в зависимости от ц.

По формулам (4.1.3) и (4.1.4.) , согласно условиям бокового опрокидывания и бокового скольжения, определим критические углы косогора о и с при равномерном прямолинейном движении Определим, при каких значениях автомобиль опрокинется без скольжения. Результаты расчетов занесем в таблицу 4.1.4

Таблицу 4.1.4 Результаты расчетов критических углов косогора о и с

	вo, м/с	вc, м/с
0,2	0,20	0,79
0,4	0,38	0,79
0,6	0,54	0,79
0,8	0,67	0,79

Из расчетов видно, что в данных дорожных условиях автомобиль опрокинется без скольжения т.к. вo меньше чем вс.

4.2 Определение показателей устойчивости при различных дорожных условиях

Задаваясь несколькими значениями радиуса кривой полотна дороги R от 20 до 100 м, и =0,8 и =2; =0,8 и =(-2). По формулам (4.1.5) и (4.1.6) определяем критические скорости равномерного движения автомобиля. Результаты расчетов сводим в таблицу 4.2.1

Таблицу 4.2.1 Результаты расчетов критических скоростей

в= 2	в= -2
R,м	Voв, м/с	Vcв, м/с	R,м	Voв, м/с	Vcв, м/с
20	12,16	9,48	20	11,29	11,29
40	17,19	11,27	40	15,96	15,96
60	21,06	12,47	60	19,55	19,55
80	24,31	13,40	80	22,57	22,57
100	27,18	14,17	100	25,24	25,24

По результатам расчетов строим графики:

Рис. 4.2.1 Зависимость критических скоростей от радиуса поворота при в=2 и в=-2

Определяем критические скорости для равномерного движения автомобиля по формуле (4.1.5) и (4.1.6) при R=50 и =2 м для различных значений коэффициента сцепления в диапазоне =0,20,8. Результаты расчета заносим в таблицу 4.2.2

Таблица 4.2.2.Результаты расчетов Voв и Vcв для различных значений =0,20,8

в=2
	Voв, м/с	Vcв, м/с
0,2	19,22	10,77
0,4	19,22	14,71
0,6	19,22	17,83
0,8	19,22	20,53

По результатам расчетов строим график:

Рис. 4.2.2 Зависимость критических скоростей от коэффициента сцепления.

Задаваясь несколькими значениями радиуса R кривой полотна дороги от 20 до 100 м, по формуле (4.1.6) определяем критические скорости ускоряющегося движения автомобиля при =0,8, =2, ja=0,25 м/с2; =0,8, =(-2), ja=0,25 м/с2.Результаты расчетов заносим в таблицу 4.2.3.

Таблица 4.2.3 Результаты расчетов Voв и Vcв для различных значений R=20…100

в=2	в=-2
R,м	Voв, м/с	R,м	Voв, м/с
20	12,14	20	11,30
40	17,18	40	15,97
60	21,05	60	19,56
80	24,31	80	22,58
100	27,18	100	25,24

По результатам расчетов строим графики:

Рис. 4.2.4 Зависимость критических скоростей от радиуса поворота при в=2 и в=-2

Задаваясь несколькими значениями Va при входе в поворот дороги от 20 до 100 км/ч, определяем критические угловые скорости поворота управляемых колес по формуле (4.1.8) при =0,8,; =0,5; =0,2. Результаты расчетов сводим в таблицу 4.2.4.

Таблица 4.2.4 Результаты расчетов Vcw при =0,8,; =0,5; =0 и Va =20…100 км/ч

ц=0,8	ц=0,5	ц=0,2
Va	w	Va	w	Va	w
20	0,27	20	0,216	20	0,13
40	0,22	40	0,162	40	0,09
60	0,17	60	0,108	60	0,05
80	0,12	80	0,054	80	0,01
100	0,07	100	0	100	-0,03

По результатам расчетов строим график:

Рис. 4.2.5 Зависимость критическиой скрости от угловой скорости поворота управляемых колес автомобиля

5. Анализ управляемости автомобиля

5.1 Управляемость автомобиля

Управляемость свойство управляемого водителем автомобиля сохранять в определенной климатической обстановке заданное направление движения или изменять его в соответствии с воздействием на рулевое управление водителем.

При помощи нелинейной теории увода можно определить коэффициенты бокового увода передней и задней оси в порожнем и груженном состоянии, при определенных дорожных условиях. Теоретический коэффициент сопротивления увода шины можно определить из выражения, (Н/рад)

(5.1.1)

где: - ширина шины,

-посадочный диаметр шины,

- давлении шины.

Практический коэффициент сопротивления увода шины

(5.1.2)

где: q- коэффициент коррекции с условиями работы шины. В частности нагрузки в продольной и вертикальной плоскости.

(5.1.3)

где коэффициент учитывающий влияние горизонтальной нагрузки на ось, характеризует отклонение теоретической нагрузки на ось от фактической,

коэффициент учитывающий влияние продольных сил на ось.

(5.1.4)

где: - фактическая нагрузка на колесо,

- оптимальная нагрузка на колесо

(5.1.5)

(5.1.6)

где: - вес приходящей на ось,

- количество колес на оси

(5.1.7)

где:

, (5.1.8)

(5.1.9)

Определить какая поворачиваемость будет у автомобиля в порожнем и груженном состоянии, можно при помощи коэффициента поворачиваемости.

 (5.1.10)

Если , то нейтральная поворачиваемость, если - недостаточная поворачиваемость, - избыточная поворачиваемость.

Критическую скорость по условию поворачиваемости в порожнем и груженном состоянии, определяют по формуле.

(5.1.11)

Таблица 5.1.1 Исходные данные

Полная масса на переднею ось. ma1, (кг)	1275
Полная масса на заднею ось .ma2, (кг)	1435
Полный вес на переднею ось G1, (Н)	12495
Полный вес на заднею ось G2, (Н)	14063
Собственная масса на переднею ось. ma1, (кг)	1015
Собственная масса на заднею ось. ma2, (кг)	735
Собственный вес на переднею ось G1, (Н)	9947
Собственный вес на заднею ось G2, (Н)	7203
Диаметр шины dш, (м)	0,35
Ширина шины Вш, (м)	0,185
Давление в передних шинах, (кгс/см^2)	3,7
Давление в задних шинах, (кгс/см^2)	3,7
Коэффициент сопротивления качению, f	0,1
Коэффициент сцепления, j	0,25
База автомобиля, L (м)	2,62
Количество передних колес	2
Количество задних колес	2

Таблица 5.1.2 Результаты расчетов для порожнего состояния автомобиля

коэффициенты бокового увода
в порожнем состоянии
	коэффициенты	единицы измерения
передняя ось	Кy0=	47579,04	Н./рад
	qz=	0,60	Н.
	Zфак=	4973,50	Н.
	Zопт=	15577,00	Н.
	Xфак=	497,35	Н.
	qх=	0,59	Н.
	q=	0,35	Н.
	Кy=	16615,50	Н./рад
	Кy1=	33231,00	Н./рад
задняя ось	Кy0=	47579,04	Н./рад
	qz=	0,46	Н.
	Zфак=	3601,50	Н.
	Zопт=	15577,00	Н.
	Xфак=	360,15	Н.
	qх=	0,59	Н.
	q=	0,27	Н.
	Кy=	12894,84	Н./рад
	Кy2=	25789,67	Н./рад

Таблица 5.1.3 Результаты расчетов для полностью груженного автомобиля

коэффициенты бокового увода
при полной массе
	коэффициенты	единицы измерения
передняя ось	Кy0=	47579,04	Н./рад
	qz=	0,70	Н.
	Zфак=	6247,50	Н.
	Zопт=	15577,00	Н.
	Xфак=	624,75	Н.
	qх=	0,58	Н.
	q=	0,41	Н.
	Кy=	19375,58	Н./рад
	Кy1=	38751,17	Н./рад
задняя ось	Кy0=	47579,04	Н./рад
	qz=	0,72	Н.
	Zфак=	7031,50	Н.
	Zопт=	15577,00	Н.
	Xфак=	703,15	Н.
	qх=	0,58	Н.
	q=	0,42	Н.
	Кy=	19960,18	Н./рад
	Кy2=	39920,35	Н./рад

По формуле (5.1.10) определим какая поворачиваемость будет у автомобиля в порожнем и груженном состоянии. Результаты расчета сводим в таблицу (5.1.4) и определяем какая поворачиваемость у автомобиля.

Таблица 5.1.4 Результаты расчетов Кпов для порожнего полностью груженного автомобиля

в порожнем состоянии	Кпов=	-0,02	т.к. меньше 0 то изнедостаточная поворачиваемость
при полной массе	Кпов=	0,03	т.к. больше 0 то избыточная поворачиваемость

Критическую скорость по условию поворачиваемости в порожнем и груженном состоянии, определяем по формуле (5.1.11.). Результаты расчета сводим в таблицу (5.1.5) и определяем какая поворачиваемость у автомобиля

Таблица 5.1.5 Результаты расчетов Vупр для порожнего полностью груженного автомобиля

критическая скорость по условию управляемости
в порожнем состоянии	Vупр=		м/с
при полной массе	Vупр=	29,34	м/с

5.2 Определение показателей управляемости при различных дорожных условиях

Самым важным показателем управляемости является критическая скорость по условию управляемости.

(5.2.1)

где: - коэффициент сцепления,

f коэффициент сопротивления качению,

Q-угол поворота управляемых колес,

L- база автомобиля, м,

м/с - ускорение свободного падения.

Задаваясь углом поворота управляемых колес (Q) от 0 до 30 и используя выше выбранные исходные данные, по формуле (5.1.2) определим критическую скорость по условию управляемости.

Таблица (5.2.1) Результаты расчета критической скорости по условию управляемости.

Q, град	0	5	10	15	20	25	30
V, упр м/с	?	8,40	5,77	4,55	3,76	3,19	2,72

По результатам расчетов строим график

Рис. 5.2.1 Зависимость критической скорости от угла Q

6. Анализ проходимости автомобиля

6.1 Опорно-сцепные, тяговые и геометрические показатели проходимости. Определение показателей проходимости

Проходимость - свойство автомобиля двигаться по ухудшенным и плохим дорожным условиям, преодолевая препятствия в том числе и искусственные без посторонней помощи.

Проходимость автомобиля делится на:

· Геометрическую.

· Тяговую.

· Опорно-сцепную

Геометрическая проходимость Обусловлена геометрическими параметрами автомобиля, зависит от компоновки автомобиля и оценивается геометрическими показателями. Которые определяются по компоновочным чертежам или путем замеров. Все измерения проводятся при полной загрузки автомобиля на горизонтальной площадки с твердым покрытием.

К геометрическим показателям проходимости относятся:

· Клиренс.

· Передний и задний углы свеса.

· Продольный радиус проходимости

(6.1.1)

где: L- база автомобиля.

Н-расстояние от опорной поверхности до низшей точки автомобиля в средней его части ( до рамы)

- динамический радиус колеса.

Поперечный радиус проходимости

(6.1.2)

где: - расстояние между внутренними поверхностями колес.

h-наименьший клиренс.

Тяговая проходимость характеризует тяговые возможности автомобиля преодолевать плохие или ухудшенные дорожные условия.

К основным показателям тяговой проходимости относятся максимальная сила тяги (Рт) и максимальный динамический фактор (D).

(6.1.3.)

(6.1.4)

Опорносцепная проходимость обусловлена способностью автомобиля ехать слабой несущей способностью. К основным показателям опорносцепной проходимости относятся:

· Сцепной вес.

· Коэффициент сцепного веса.

· Давление колес па опорную поверхность.

· Коэффициент сцепления.

Сцепной вес, это вес приходящийся на ведущие колеса , т.е. та часть веса которая создает нормальную реакцию на ведущих колесах.

(6.1.5)

где реакция дороги на ведущих колесах.

Реакция дороги для передней (1) и задней (2) осей автомобиля, находится по формуле.

(6.1.6)

(6.1.7)

Движения автомобиля без буксования возможно если выполняется условие

(6.1.8)

Сила сопротивления движению автомобиля

(6.1.9)

где коэффициент сопротивления дороги, равен:

(6.1.10)

Условия движения автомобиля:

(6.1.11)

Таблица 6.1.1 Исходные данные

Полная масса автомобиля Мa, (кг)	2710
База автомобиля L,(мм)	2620
Расстояние от центра тяжести до задней оси. b, (мм)	1390
Расстояние от центра тяжести до передней оси. a, (мм)	1230
Высота центра тяжести .hg ,(мм)	700
Коэффициент сцепления,??	0,75
Полный вec автомобиля , Ga ,(H)	26558
Коэффициент сопротивления качению ,fo	0,012
Высота до рамы Н, (м)	0,21
Динамический радиус колеса rд, (м)	0,350
Ширина между колесами по внутренней стороне шин, Ввн (м)	1390
Клиренс h,(м)	0,175

Задаваясь углом подъема от 0 до 40 определим синус, косинус и тангенс, определим реакция дороги для передней (1) и задней (2) осей автомобиля.

По формуле (6.1.3) и (6.1.9 ) найдем силу тяги и силу сопротивления движению автомобиля соответственно.(учитывая какие колеса у автомобиля являются ведущими) Результаты расчетов сводим в таблицу (6.1.2)

Таблица (6.1.2) Результаты расчетов реакции Z, Рт и Рс.

б	0	10	20	30	40
sin,( б) , град	0,00	0,17	0,34	0,50	0,64
cos, (б), град	1,00	0,98	0,94	0,87	0,77
tg, (б) , град	0,00	0,18	0,36	0,58	0,84
Z1,(Н)	14104,31	12656,86	10824,63	8662,89	6238,16
Z2,(Н)	12480,79	13524,14	14157,39	14359,81	14126,02
Рт, (Н)	9360,59	10143,11	10618,04	10769,86	10594,52
Рс, (Н)	318,70	5000,87	9985,81	15650,63	22603,51
Ш	0,01	0,19	0,38	0,59	0,85

По результатам расчетов строим график



Рис. 6.1.1 Тягово сцепная характеристика автомобиля

Найдем продольный радиус проходимости и поперечный, соответственно.

Таблица (6.1.3) Результаты расчетов RL и RB/

RL, (м)	0,31
RB, (м	0,04

Определим тягово-сцепные показатели автомобиля в различных дорожных условиях. Для этого зададимся углом подъема б и коэффициентом сцепления ц = 0,3…1,1. Затем по формуле (6.1.3) и (6.1.9 ) найдем силу тяги и силу сопротивления движению автомобиля (учитывая какие колеса у автомобиля являются ведущими).

Таблица (6.1.4) Результаты расчетов Рт и Рс в зависимости от ц

б	ц	0,3	0,5	0,7	0,9	1,1
0	Рт, Н	3744,237	6240,396	8736,554	11232,712	13728,870
	Рс, Н	7967,400	13279,000	18590,600	23902,200	29213,800

По результатам расчетов строим график:



Рис. 6.1.2 Тягово-сцепные характеристики в зависимости от ц

6.2 Способы повышения проходимости

1. Для увеличения проходимости вместо колес используют гусеничные механизмы.

2. Устанавливают большое количество колес.

3. Используют шнековые колеса.

4. Устанавливают катки вместо обычных колес.

5. Применяют грунтозацепы.

6. Устанавливают на автомобиль лебедку.

7. Применяют движение на воздушной подушке.

8. Применяют блокировку дифференциала.

9. Увеличивают углы свеса.

10. Применяют привод на все колеса автомобиля.

11. Более высокий клиренс.

12. Конструируют автомобиль так чтобы передняя и задняя колея совпадали.

Литература

1. Краткий автомобильный справочник. -- 10-е изд., перераб. и доп. -- М.: Транспорт, 1983. - 220с, ил., табл. - (Гос. науч.-исслед. ин-т автомоб. , трансп.).

2. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т.1.-8-е изд., перераб. и доп. под ред. И.Н. Жестковой .-М.: Машиностроение 2001-920 с.: ил.

3. Автомобиль. Тяговая динамичность автомобилей: Методические указания к практическим занятиям для студентов специальности 150200/ Сост. В.А. Васильев. Красноярск, КГТУ, 2004г. -64 с.

4. Автомобиль. Анализ конструкций, элементы расчета: Учебник для студентов вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство».: под. Ред. В.В. Осепчугов, А.К. Фрумкин.-М.: Машиностроение 1989.-304 с.: ил.

5. . Теория автомобиля. Элементы расчета технико-эксплуатационных свойств автомобиля: Учебное пособие/ И.Ф. Дьяков-2-е изд., перераб.- Ульяновск: УлГТУ, 2002-99 с.

Размещено на Allbest.ru