2Расчет ширины динамического коридора
Методические указания:
Под динамическим коридором автотранспортного средства понимается ширина полосы дороги (проезжей части), необходимой для безопасного его движения с заданной скоростью.
На прямолинейном участке динамический коридор определяют по эмпирическим формулам следующего типа:
, (3.1)
где α – коэффициент, зависящий от квалификации водителя и его психофизиологического состояния, α≈ 0,015÷0,054, (принимается по заданию);
Bа – габаритная ширина автомобиля, м;
V – скорость движения автомобиля, м/с.
Значения Bа выбирают по заданию (из Приложения Б для марки автомобиля), а скорость движения задается в интервале от 10 до 80 км/ч. Расчетные значения Bк полученные по формуле (3.1), указываются в таблице 3.1, по ним строится график зависимости динамического коридора от скорости автомобиля – Bк=f(V) (рисунок 3.1).
Таблица 3.1 – Значения Вк в зависимости от V
V, км/ч |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
V, м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
Bк, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3.1 – График зависимости ширины динамического коридора от скорости автомобиля на прямолинейном участке (Bк=f(V))
На криволинейном участке дороги ширину проезжей части (динамический коридор) можно вычислить на основе схемы, приведенной на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 – Схема движения одиночного
автомобиля на криволинейном участке
Из этой схемы очевидно, что
, (3.2)
где Rн – наружный радиус поворота автомобиля;
Rвн – внутренний радиус поворота автомобиля;
В1к – габаритная ширина проезжей части дороги в статике, то есть без учета скорости и поправочного коэффициента (запаса), принимаемого в расчетах равным 0,3.
Как известно, средний радиус поворота (траектория движения точки пересечения оси заднего моста и продольной оси автомобиля) определяется по формуле:
, (3.3)
где L – база автомобиля, м;
Θ – угол поворота управляемых колес, град.
Из рисунка 3.1 видно, что:
, (3.4)
, (3.5)
где С1 – передний свес автомобиля, м.
Расчетные значения Rвн, Rн и В1к, вычисленные по формулам (3.2, 3.4, 3.5), заносят в таблицу 3.2, а величины Bа и С1 выбираются в зависимости от марки автомобиля из Приложения Б по заданию.
Для расчета динамического коридора Вк. кр на криволинейном участке, в зависимости от скорости и угла поворота управляемых колес, значения V задаются с учетом показателей устойчивости АТС, а предельное значение Θ задаются по техническим характеристикам автомобиля. Все значения Bк, рассчитанные по формуле (3.1), подставляя в нее вместо Bа значения В1к, результаты заносятся в таблицу 3.2. По полученным данным строят графики зависимости динамического коридора от угла поворота управляемых колес при разных значениях скорости автомобиля – Вк. кр=f(Θ) (рисунок 3.3).
Таблица 3.2 – Расчетные значения Rср, Rвн, Rн, В1к и Вк. кр в зависимости от угла поворота Θ
Θ, град |
2 |
4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
Rср, м |
|
|
|
|
|
|
|
Rвн, м |
|
|
|
|
|
|
|
Rн, м |
|
|
|
|
|
|
|
В1к, м |
|
|
|
|
|
|
|
Вк. кр, м (V=10 км/ч) |
|
|
|
|
|
|
|
Вк. кр, м (V=20 км/ч) |
|
|
|
|
|
|
|
Вк. кр, м (V=40 км/ч) |
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3.3 – График зависимости ширины динамического коридора от угла поворота управляемых колес автомобиля на криволинейном
участке дороги (Вк. кр=f(Θ))
Пример расчета:
1) В качестве примера произведем расчет ширины динамического коридора в статике и динамике для прямолинейного и криволинейного участков дороги, по варианту №67. Исходные данные для расчета представлены в таблице исходных данных, а требуемые геометрические размеры автотранспортного средства в приложении Б.
2) Используя формулу 3.1, рассчитаем ширину динамического коридора на прямолинейном участке для автобуса ЛиАЗ-5256, при:
V=10 км/ч; α=0,03; Ва=2,5 м:
3) Используя формулу 3.2, рассчитаем габаритную ширину дороги в статике:
В1к
=
4) Используя формулу 3.4, рассчитаем внутренний радиус поворота автомобиля:
Rвн=
5) Используя формулу 3.5, рассчитаем наружный радиус поворота автомобиля при:
L=5,94 м; С1=2,51 м; Ва=2,5 м:
Rн=
6) Используя формулу 3.1, подставляя в нее вместо Bа значения В1к, рассчитаем значения ширины динамического коридора на криволинейном участке:
Вк.
кр=
7) Используя вышеприведенные формулы, рассчитаем аналогичные параметры для V=10, 20…80 км/ч и Θ=2; 4; 8; 12; 16; 20; 24 градусов. Полученные данные занесем в таблицу 3.3 и 3.4.
Таблица 3.3 – Значения Вк в зависимости от V
V, км/ч |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
V, м/с |
2,88 |
5,56 |
8,33 |
11,11 |
13,89 |
16,67 |
19,44 |
22,22 |
Bк, м |
2,89 |
2,97 |
3,05 |
3,13 |
3,22 |
3,3 |
3,38 |
3,47 |
Таблица 3.4 – Расчетные значения Rср, Rвн, Rн, В1к и Вк. кр в зависимости от угла поворота Θ
Θ, град |
2 |
4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
Rср, м |
170,10 |
84,95 |
42,27 |
27,95 |
20,72 |
16,32 |
13,34 |
Rвн, м |
168,85 |
83,70 |
41,02 |
26,70 |
19,47 |
15,07 |
12,09 |
Rн, м |
171,56 |
86,61 |
44,33 |
30,39 |
23,53 |
19,50 |
16,86 |
В1к, м |
2,71 |
2,91 |
3,31 |
3,70 |
4,07 |
4,43 |
4,77 |
Вк. кр, м (V=10 км/ч) |
3,09 |
3,30 |
3,70 |
4,08 |
4,45 |
4,81 |
5,15 |
Вк. кр, м (V=20 км/ч) |
3,17 |
3,38 |
3,78 |
4,16 |
4,54 |
4,89 |
5,24 |
Вк. кр, м (V=40 км/ч) |
3,34 |
3,55 |
3,95 |
4,33 |
4,70 |
5,06 |
5,40 |
8) По полученным данным строим графики зависимости динамического коридора от угла поворота управляемых колес при разных значениях скорости автомобиля – Bк=f(V) и Вк. кр=f(Θ) (рис. 3.4 и 3.5).
Рисунок 3.4 – График зависимости ширины динамического коридора от скорости автобуса ЛиАЗ-5256 на прямолинейном участке: Вк=f(V).
Рисунок 3.5 – График зависимости ширины динамического коридора
от угла поворота управляемых колес автобуса ЛиАЗ-5256 на криволинейном участке дороги (Вк. кр=f(Θ)) для скоростей V = 10; 20; 40 км/ч