Задание № 6.3
Для произвольно
выбранного автомобиля построить
характеристику разгона и определить
время
и путь разгона
автомобиля со скорости
до скорости
при движении в условиях, характеризуемых
приведённым коэффициентом дорожных
сопротивлений
.
Задание выполним для автомобиля ГАЗ-3102 «Волга», технические данные которого выбираем по справочной литературе.
Технические данные автомобиля ГАЗ-3102.
Двигатель – бензиновый ЗМЗ-4022-10, максимальная мощность при , максимальный крутящий момент при .
Снаряженная масса - .
Полная масса ……..- .
Шины………………. .
Коробка передач – механическая 4-х ступенчатая с передаточными числами .
Главная передача – гипоидная с передаточным числом .
Длина автомобиля - .
Ширина…………… - .
Высота……………..- .
Характеристика разгона автомобиля представляет собой график зависимости ускорения от скорости движения автомобиля в заданных условиях движения. При известных допущениях максимальное значение ускорения автомобиля определяется выражением
.
Входящий в это выражение динамический фактор определяется по динамической характеристике. Для автомобиля ГАЗ-3102 динамическая характеристика представлена на рисунке 6.5.
Коэффициент учёта вращающихся масс автомобиля определяется по эмпирической зависимости
Для определения
максимальных значений ускорения
автомобиля и построения характеристики
разгона необходимо определять разность
и коэффициент учёта вращающихся масс
на каждой передаче при различных
скоростях движения автомобиля. Для
этого воспользуемся динамической
характеристикой автомобиля. Задаваясь
минимальной и максимальной скоростью
движения, а также скоростью движения,
соответствующей максимальному
динамическому фактору на каждой передаче
по динамической характеристике (рис.
6.5) определяем значения динамического
фактора.
На 1-ой передаче
при скоростях движения
:
.
.
.
На 2-ой передаче
при скоростях движения
.
.
.
.
На 3-ей передаче
при скоростях движения
.
.
.
.
На 4-ой передаче
при скоростях движения
.
.
.
.
В принципе трёх точек достаточно для построения характеристики разгона автомобиля в заданных условиях движения. Чтобы это построение было более точным, целесообразно взять ещё несколько точек из диапазона скоростей на каждой передаче.
Для определения времени и пути разгона автомобиля от скорости до скорости разделим этот интервал скоростей на отдельные участки, отмеченные на рисунке 6.6 штриховыми линиями.
На 1-ом участке:
,
где
и
- ускорения в начальной и конечной точках
выбранного участка.
.
,
где
и
- скорости движения в начальной и конечной
точках выбранного участка.
.
На 2-ом участке:
.
.
.
.
На 3-ем участке:
.
.
.
.
На 4-ом участке:
.
.
.
.
На 5-ом участке:
.
.
.
.
На 6-ом участке:
.
.
.
.
Общая продолжительность разгона автомобиля от скорости движения до скорости в заданных условиях движения определяется суммой времён на каждом из выбранных участков.
.
Общий путь разгона автомобиля от скорости движения до скорости в заданных условиях движения определяется суммой отрезков пути на каждом из выбранных участков.
.
Задача № 6.4
При каком ветре
встречном или попутном сила сопротивления
воздуха и мощность, расходуемая на
преодоление этой силы, будут больше и
во сколько раз, если автомобиль движется
со скоростью
,
а скорость ветра равна
.
Ответ:
при встречном в
раза и
раза.
Задача № 6.5
Определить
скорость автомобиля массой
,
движущегося в установившемся режиме
на горизонтальном участке пути с
коэффициентом сопротивления качению
,
если касательная сила тяги
,
коэффициент обтекаемости
,
плотность воздуха
,
а площадь лобовой поверхности
.
Ответ:
.
Задача № 6.6
Легковой
автомобиль массой
движется в установившемся режиме на
горизонтальном участке пути с коэффициентом
сопротивления качению
со скоростью
.
Определить скорость и направление
ветра, если касательная сила тяги
автомобиля
,
а фактор обтекаемости
.
Ответ:
;
ветер попутный.
Задача № 6.7
Грузовой
автомобиль массой
разгоняется на подъёме с уклоном
по дороге с коэффициентом сопротивления
качению
.
Определить величину ускорения автомобиля,
если момент, развиваемый двигателем
,
передаточное число коробки передач
,
главной передачи
,
радиус ведущего колеса
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
коэффициент учёта вращающихся масс
.
Сопротивлением воздуха пренебречь.
Ответ:
.
Задача № 6.8
Автомобиль
движется на горизонтальном участке
пути с коэффициентом сопротивления
качению
,
и разгоняется с ускорением
.
Определить при каком значении коэффициента
сопротивления качению он будет разгоняться
с ускорением
,
если коэффициент учёта вращающихся
масс
.
Ответ:
.
Задача № 6.9*
Автомобиль
массой
движется по горизонтальному участку
пути со скоростью
.
Определить значение динамического
фактора, если двигатель автомобиля
развивает мощность
,
коэффициент сопротивления воздуха
,
площадь лобовой поверхности
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
.
Ответ:
.
Задача № 6.10*
Автомобиль
массой
движется равномерно на прямой передаче
по горизонтальному участку пути со
скоростью
.
Определить величину динамического
фактора автомобиля, если водитель
включит передачу с
,
а режим работы двигателя остаётся
постоянным. Фактор сопротивления воздуха
,
а коэффициент сопротивления качению
.
Ответ:
.
Задача № 6.11*
Легковой
автомобиль полной массы
движется на прямой передаче со скоростью
по дороге с коэффициентом сопротивления
качению
,
имея динамический фактор
в установившемся режиме движения.
Определить величину уклона, на который
сможет подняться автомобиль снаряженного
веса
,
если он будет двигаться на передаче с
в том же режиме работы двигателя.
Коэффициент лобового сопротивления
воздуха
,
а площадь лобовой поверхности
.
Ответ:
.
Задача № 6.12
Двигатель
легкового автомобиля полной массы
развивает крутящий момент
при частоте вращения
.
На сколько процентов изменится
динамический фактор при снаряженном
весе автомобиля
,
если коэффициент обтекаемости
,
плотность воздуха
,
площадь лобовой поверхности
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
передаточное число трансмиссии
,
а радиус ведущих колёс
.
Ответ:
увеличится на
.
Задача № 6.13
Автопоезд
масой
движется равномерно по горизонтальному
участку пути со скоростью
,
развивая касательную силу тяги
.
Определить динамический фактор
автопоезда, если коэффициент сопротивления
воздуха
,
а площадь лобового сечения
.
На сколько процентов изменится
динамический фактор тягача, если он
будет двигаться без прицепа. Масса
прицепа
,
а коэффициент сопротивления воздуха
тягача
.
Ответ: увеличится
на
.
Задача № 6.14
Автомобиль
разгоняется с
по горизонтальному участку пути с
коэффициентом сопротивления качению
.
Определить величину динамического
фактора автомобиля, если коэффициент
учёта вращающихся масс
.
Ответ:
.
Задача № 6.15
Автомобиль
массой
имеет динамический фактор
и развивает касательную силу тяги
.
Определить динамический фактор автомобиля
при тех же условиях движения, если радиус
ведущего колеса увеличить на
.
Ответ:
.
Задача № 6.16
Грузовой автомобиль массой движется со скоростью , имея динамический фактор и фактор сопротивления воздуха . На сколько процентов изменится величина динамического фактора, если передаточное число трансмиссии увеличится в полтора раза?
Ответ:
на
.
Задача № 6.17
Легковой
автомобиль массой
движется со скоростью
по горизонтальному участку пути с
коэффициентом сопротивления качению
и развивает касательную силу тяги
.
Определить характер неустановившегося
движения и величину ускорения или
замедления автомобиля, если фактор
сопротивления воздуха
,
а коэффициент учёта вращающихся масс
.
Ответ:
автомобиль разгоняется с ускорением
.
Задача № 6.18
Автомобиль
массой
трогается с места на горизонтальном
участке пути с коэффициентом сцепления
и сопротивления качению
.
Определить величину ускорения автомобиля,
если масса, приходящаяся на ведущие
колёса
,
а коэффициент учёта вращающихся масс
.
Ответ:
.
Задача № 6.19
Автомобиль
трогается с места с ускорением
на горизонтальном участке пути с
коэффициентом сопротивления качению
.
Определить минимальное значение
коэффициента сцепления, при котором
автомобиль сможет тронуться с места,
если на ведущие колёса приходится
массы автомобиля, а коэффициент учёта
вращающихся масс
.
Ответ:
.
Задача № 6.20*
Грузовой
автомобиль колёсной формулы 4х4 полной
массы
разгоняется с ускорением
по горизонтальному участку пути с
коэффициентом сопротивления качению
.
Определить величину ускорения для
снаряженной массы автомобиля, если
момент инерции двигателя
,
момент инерции колёс
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
передаточное число трансмисси
,
радиус колеса
,
а масса снаряженного автомобиля
.
Сопротивлением воздуха пренебречь.
Ответ:
.
Задача № 6.21
Легковой
автомобиль массой
движется со скоростью
по горизонтальному участку пути с
коэффициентом сопротивления качению
и разгоняется с ускорением
.
Фактор сопротивления воздуха
,
а коэффициент учёта вращающихся масс
.
На сколько процентов увеличится ускорение
автомобиля, если фактор сопротивления
воздуха станет равным
?
Ответ:
на
.
Задача № 6.22*
Грузовой
автомобиль массой
движется со скоростью
по горизонтальному участку пути с
коэффициентом сопротивления качению
и разгоняется с ускорением
.
Фактор сопротивления воздуха
,
момент инерции двигателя
,
момент инерции колёс
,
передаточное число трансмиссии
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
а радиус ведущего колеса
.
Определить величину ускорения автомобиля,
если передаточное число трансмиссии
увеличить вдвое.
Ответ:
.
Задача № 6.23
Автомобиль
при равномерном движении преодолевает
подъём с углом
.
Определить величину ускорения, с которой
будет двигаться автомобиль по
горизонтальному участку пути, если
коэффициент учёта вращающихся масс
.
Ответ:
.
Задача № 6.24
Автомобиль
движется с ускорением
по горизонтальному участку пути с
коэффициентом сопротивления качению
.
Определить коэффициент сопротивления
качению и тип дороги, если автомобиль
будет двигаться с ускорением
.
Коэффициент учёта вращающихся масс
,
а режим работы двигателя остаётся
неизменным.
Ответ:
;
сухая грунтовая дорога.
Задача № 6.25*
Автомобиль массой движется по горизонтальному участку пути накатом со скоростью и останавливается. Определить путь и время движения автомобиля до полной остановки, если фактор сопротивления воздуха , коэффициент сопротивления качению , а коэффициент учёта вращающихся масс . Движение автомобиля считать равнозамедленным.
Ответ:
.
Задача № 6.26
Автомобиль
при установившемся движении на
горизонтальном участке пути имеет
расход топлива
.
На сколько процентов увеличится расход
топлива при разгоне с ускорением
,
если на единицу углового ускорения вала
двигателя расход топлива увеличивается
на
,
передаточное число трансмиссии
,
а радиус ведущих колёс
.
Ответ:
на
.
Задача № 6.27
Автомобиль
массой
движется в установившемся режиме на
подъём с углом
со скоростью
.
Определить расход топлива автомобилем,
если фактор сопротивления воздуха
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
удельный расход топлива двигателя
,
плотность топлива
,
а коэффициент сопротивления качению
.
Ответ:
.
Задача № 6.28
Легковой
автомобиль массой
движется на подъём с углом
со скоростью
и разгоняется с ускорением
по дороге с коэффициентом сопротивления
качению
.
Определить расход топлива автомобилем,
если коэффициент обтекаемости
,
плотность воздуха
,
площадь лобового сечения
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
удельный расход топлива двигателем
,
плотность топлива
,
а коэффициент учёта вращающихся масс
.
Ответ:
.
Задача № 6.29
Автобус массой
движется со скоростью
по горизонтальному участку пути с
коэффициентом сопротивления качению
.
Определить расход топлива автобусом,
если фактор сопротивления воздуха
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
удельный расход топлива
,
плотность топлива
.
Ответ:
.
Задача № 6.30
Автопоезд
движется со скоростью
по горизонтальному участку пути с
коэффициентом сопротивления качению
,
расходуя
литров топлива на 100км пути. Определить
массу прицепа, если масса тягача
,
фактор сопротивления воздуха
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
удельный расход топлива двигателем
и плотность топлива
.
Ответ:
.
Задача № 6.31
Автомобиль
массой
движется на подъём со скоростью
по дороге с коэффициентом сопротивления
качению
,
расходуя
литров топлива на 100км пути. Определить
уклон дороги, по которой движется
автомобиль, если коэффициент сопротивления
воздуха
,
площадь лобового сечения
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
удельный расход топлива двигателем
,
а плотность топлива
.
Ответ:
.
Задача № 6.32
Легковой
автомобиль массой
разгоняется с ускорением
по горизонтальному участку пути с
коэффициентом сопротивления качению
,
расходуя
литров топлива на 100км пути. Определить
величину мгновенной скорости движения
автомобиля, если фактор сопротивления
воздуха
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
удельный расход топлива двигателем
,
коэффициент учёта вращающихся масс
,
а плотность топлива
.
Ответ:
.
Задача № 6.33
Грузовой
автомобиль массой
движется со скоростью
по горизонтальному участку пути с
коэффициентом сопротивления качению
и разгоняется, расходуя
литров топлива на 100км пути. Определить
величину ускорения автомобиля, если
фактор сопротивления воздуха
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
удельный расход топлива двигателем
,
коэффициент учёта вращающихся масс
,
а плотность топлива
.
Ответ:
.
Задача № 6.34*
Грузовой
автомобиль движется равномерно по
дороге с коэффициентом сопротивления
дороги
.
Определить величину ускорения автомобиля,
если он будет двигаться по дороге с
коэффициентом сопротивления дороги
,
имея такой же расход топлива на 100км
пути и такой же режим работы двигателя.
Коэффициент учёта вращающихся масс
.
Ответ:
.
Задача № 6.35*
Автомобиль массой движется со скоростью по горизонтальному участку пути с коэффициентом сопротивления качению . Фактор сопротивления воздуха , КПД, учитывающий потери в трансмиссии . На сколько процентов возрастёт расход топлива на 100км пути, пройденном автомобилем, если скорость автомобиля возрастает на 50%, а удельный расход топлива двигателем при этом уменьшается на 10%?
Ответ:
на
.
Задача № 6.36
Гружёный
автомобиль массой
движется со скоростью
по горизонтальному участку пути с
коэффициентом сопротивления качению
.
Определить расход топлива на единицу
полезной работы, если масса груза
,
фактор сопротивления воздуха
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
удельный расход топлива двигателем
,
а плотность топлива
.
Ответ:
.
Задача № 6.37
Автобус на 50
посадочных мест массой
движется со скоростью
по горизонтальному участку пути с
коэффициентом сопротивления качению
.
Определить расход топлива в литрах на
пассажира-километр, если удельный расход
топлива двигателем
,
фактор сопротивления воздуха
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
а плотность топлива
.
Ответ:
.
Задача № 6.38
Грузовой
автомобиль совершил две поездки на
расстояние
и
с грузом
и
.
Нормы расхода топлива на передвижение
и внутренние потери в двигателе
,
на единицу транспортной работы
.
Определить количество топлива, необходимое
для совершения этих поездок.
Ответ:
.
Задача № 6.39
Автомобиль
совершил поездку на расстояние
туда и обратно. В прямом направлении с
грузом
,
нормой расхода топлива на передвижение
и нормой расхода топлива на единицу
транспортной работы
,
а в обратном направлении с грузом
,
нормой расхода топлива на передвижение
и нормой расхода топлива на единицу
транспортной работы
.
Определить количество топлива, необходимое
для совершения поездки.
Ответ:
.
Задача № 6.40
Конструктивная
масса пятиместного автомобиля
,
масса снаряжения
,
масса жидкости, заправляемой в рабочие
ёмкости
,
масса человека
,
масса багажа у каждого пассажира
.
Определить полную массу автомобиля.
Ответ:
.
Задача № 6.41
Определить в
процентном отношении распределение по
осям полной и снаряженной массы
автомобиля, если база автомобиля
,
расстояние от центра тяжести до передней
оси автомобиля полной массы
,
а автомобиля снаряженной массы
Ответ:
и
.
Задача № 6.42
Масса снаряженного
легкового пятиместного автомобиля
,
масса пассажира
,
масса всего багажа
.
Определить потребную мощность двигателя,
если максимальная скорость автомобиля
,
фактор сопротивления воздуха
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
коэффициент сопротивления качению
.
Ответ:
.
Задача № 6.43
Легковой
автомобиль массой
движется на прямой передаче по
горизонтальному участку пути с
коэффициентом сопротивления качению
,
двигатель которого развивает максимальную
мощность
при частоте вращения вала двигателя
.
Определить передаточное число главной
передачи, чтобы автомобиль двигался в
режиме максимальной мощности двигателя,
если фактор сопротивления воздуха
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
радиус ведущего колеса
.
Ответ:
.
Задача № 6.44
Максимальная
скорость грузового автомобиля в наиболее
типичных для данного автомобиля условиях
движения
.
Угловая скорость двигателя при
максимальной мощности
,
а отношение угловой скорости при
максимальной скорости к угловой скорости
при максимальной мощности
.
Определить передаточное число главной
передачи, если передаточное число
коробки передач
,
дополнительной передачи
,
а радиус ведущего колеса
.
Ответ:
.
Задача № 6.45
Грузовой
автомобиль массой
,
двигатель которого развивает максимальную
мощность
при угловой скорости
,
движется в установившемся режиме по
дороге с коэффициентом сопротивления
дороги
.
Определить минимальное передаточное
число коробки передач, обеспечивающее
данное движение, если коэффициент
приспособляемости двигателя
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
радиус ведущего колеса
,
а передаточное число главной передачи
.
Ответ:
.
Задача № 6.46
Грузовой
автомобиль колёсной формулы 4х2 массой
,
двигатель которого развивает максимальную
мощность
при угловой скорости
,
движется в установившемся режиме по
дороге с коэффициентом сопротивления
дороги
и коэффициентом сцепления
.
Возможно ли буксование ведущих колёс,
если в статическом положении 60% массы
приходится на ведущие колёса, а коэффициент
изменения нормальной реакции на ведущие
колёса
.
Коэффициент приспособляемости двигателя
,
КПД, учитывающий потери в трансмиссии
,
радиус ведущего колеса
,
а передаточное число трансмиссии
.
Ответ: невозможно.