Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное

учреждение высшего образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Кафедра «Организация и безопасность движения»

Омск ♦ 2016

ВВЕДЕНИЕ

Практические занятия предназначены для закрепления знаний, полученных обучающимися при изучении теоретического материала. На занятиях студенты решают задачи, темы которых связаны с эксплуатационными свойствами автомобилей, обеспечивающими безопасность движения. Темы соответствуют компетенциям и требованиям, изложенным в рабочей программе дисциплины.

Номер варианта задач указывается преподавателем в соответствии с номером студента в списке группы. Задания содержат цели задач, краткие расчетные формулы, индивидуальные варианты. Допускается выдавать на занятиях каждому студенту индивидуальное задание в письменном виде. Результаты расчетов оформляются студентами на листах формата А4, из которых собирается отчет по практическим занятиям. Листы отчета нумеруются, скрепляются и по-

портными средствами. Она включает два индивидуальныхИзадания, целью которых является изучение эксплуатационных свойств современных автомобилей, а

мещаются в папку.

Самостоятельная работа студентов направлена на изучение теоретической

ветствии с номером студента в списке группыДили номером зачетной книжки. По индивидуальным заданиям составляется отчет на листах формата А4 объе-

части дисциплины и ознакомление с отечественными и зарубежными транс-

также прицепов. Номер варианта заданий указывается преподавателем в соот-

3

1. ЗАДАЧИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1.1. Расчет нормальных нагрузок на оси автомобиля

Допустимая нагрузка на ось автомобиля ограничена прочностью дорожного полотна. Для перевозки большого неделимого груза нужно знать фактические нагрузки на оси автомобиля. Если нагрузка хотя бы на одну ось превышает допустимую нагрузку на предполагаемом маршруте движения, то на перевозку груза следует получить разрешение и оплатить дополнительные расходы предприятия, обслуживающего дорогу.

Целью решения задачи 1 является изучение методики расчета нагрузок, кН, на оси груженого автомобиля при размещении в его кузове заданного груза и получение навыков составления заключения о необходимости получения разрешения на перевозку неделимого груза.

Рис. 1. Параметры автомобиля с грузом

В справочных данных для снаряженных автомобилей указывают массы, приходящиеся на переднюю ось M1, т, и заднюю ось M2, т (или тележку). Это позволяет вычислить нормальные нагрузки на переднюю ось RZ1, кН, и заднюю ось RZ2, кН (или тележку), по формулам /5, 4/:

RZ1 = M1 g; RZ2 = M2 g; g = 9,8 м/с2.

Обычно известно месторасположение груза в кузове автомобиля. Это позволяет найти расстояние aг, м, от центра масс груза до передней оси автомобиля и вычислить расстояние bг, м, от центра масс груза до задней оси:

где L – база автомобиля, м.

bг = L – aг,

При составлении формул для расчета нормальных нагрузок, создаваемых только грузом, используют известные формулы:

4

RZг1 = Gг bг / L; RZг2 = Gг aг / L; bг = L – aг,

где Gг = g Mг – вес груза, кН;

Mг – масса груза, т.

Нагрузки на оси автомобиля с грузом находят как суммы нагрузок, создаваемых автомобилем и грузом:

RZС1 = RZ1 + RZг1; RZС2 = RZ2 + RZг2,

где RZС1, RZС2 – нагрузки на оси автомобиля с грузом, кН.

Если грузовой автомобиль имеет три оси, то обычно вторая и третья оси об-

5

Расчет включает четыре пункта.

1. Расчет нагрузок на оси.

Изобразите эскиз автомобиля с грузом (см. рис. 1).

Используя справочные данные, вычислите нагрузки RZ1, RZ2, кН, соответственно на переднюю и заднюю оси.

2. Расчет нагрузок на оси, создаваемых грузом.

По заданной в таблице массе груза Mг, базе автомобиля и расстоянию груза до передней оси автомобиля aг вычислите: расстояние bг от центра масс груза до задней оси, м; нормальные нагрузки RZг1, RZг2, кН.

3. Расчет суммарных нагрузок на оси.

Вычислите суммарные нагрузки на оси автомобиля. При наличии на автомо-

ния на перевозку неделимого груза при допустимой нагрузке на ось, указанной преподавателем. Для студентов заочной формы обучения следует принять допустимую массу, приходящуюся на ось, величиной 6 т.

внешней скоростной характеристики двигателя (ВСХ) автомобиля. Характеристика ВСХ используется на практике при расследовании дорожно-транспортных происшествий, происходящих при выполнении маневра обгона автомобиля, и др.

Целью решения задачи 2 является изучение методики расчета и построение внешней скоростной характеристики двигателя.

Основные положения

Характеристика ВСХ двигателя является его техническим паспортом. Характеристика снимается на моторном заводе в режиме максимальной загрузки двигателя. Она представляется графиками зависимостей эффективной мощности двига-

6

теля Ne, кВт, и эффективного крутящего момента Me, Н м, от угловой скорости ω вращения коленчатого вала, рад/с. Графики часто изображают на одном рисунке (рис. 2).

Характеристику ВСХ рассчитывают по формуле Лейдермана /5/

Ne = Kв Nmax (A kω + B kω2 – C kω3),

где Ne – мощность двигателя, подводимая к трансмиссии, кВт; Nmax – максимальная мощность двигателя;

kω = ω / ωN – коэффициент загрузки двигателя по угловой скорости; ω – угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/с;

ωN – угловая скорость ω при максимальной мощности;

A, B, C – коэффициенты формулы, учитывающие тип двигателя;

Kв – коэффициент, учитывающий потери на привод вспомогательных агрегатов автомобиля и двигателя. Замечание: при расчете мощности следует учитывать не менее трех значащих цифр после десятичной точки.

Рис. 2. Внешняя характеристика бензинового двигателя

Исходные данные к расчету указаны в табл. 2 /1/: МА – модель автомобиля;

Nmax – максимальная мощность двигателя;

nN – частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности, об/мин.

1. Расчет характеристики.

Рассчитайте характеристику ВСХ по формуле Лейдермана.

Максимальную мощность двигателя возьмите из табл. 2 или из справочных данных, используя указанную в таблице модель автомобиля.

Угловую скорость ωN при максимальной мощности двигателя рассчитайте по известной частоте вращения nN:

ωN = π nN / 30 = 0,105 nN.

7

Таблица 2

Задания к задаче 2

Минимальная скорость соответствует скорости ω на холостом ходе двигателя.

Для бензинового двигателя принимают ωmin = 50 … 60 рад/с, для дизельного двигателя ωmin = 60 … 80 рад/с. Максимальную скорость для бензинового двигателя

принимают ωmax = (1,1 … 1,2) ωN, для дизельного двигателя ωmax = ωN.

Рабочий диапазон от ωmin до ωN разбейте на 3 интервала и найдите 4 значения скорости:

ω1 = ωmin; ω2 = ωmin + ∆ω; ω3 = ωmin + 2 ∆ω; ω4 = ωN,

где ∆ω = (ωN – ωmin) / 3.

Для бензинового двигателя получится пять значений скорости: ω1, ω2, ω3, ω4 и ω5 = ωmax. Для дизельного двигателя получится четыре значения скорости: ω1, ω2,

ω3 и ω4.

Вычислите значения мощности и значения крутящего момента по формуле (пять или четыре значения).

Для бензинового двигателя заполните таблицу следующего вида:

8

Для дизельного двигателя опустите в таблице столбец со скоростью ω5. К сведению: в таблице указаны значения, рассчитанные для двигателя автомобиля ЗАЗ-968.

2. Построение характеристики.

Постройте два графика Ne = f(ω) и Me = f(ω), вид которых показан на рис. 2. При построении графиков на поле рисунка изобразите сетку. Масштаб осей

выберите в соответствии с максимальными значениями Ne, ω и Me. На графики нанесите расчетные точки, соедините их плавными линиями, укажите значения для линий сетки и подпишите оси.

фициент приспособляемости по формуле KП = Mmax / MN.

крутящему моменту вл яет на дв жение автомобиля. Для этого вычислите коэф- С

Контрольные вопросы

1.В чем заключается различие ВСХ бензинового и дизельного двигателей?

2.Как рассчитать угловую скорость вращения коленчатого вала двигателя по частоте вращения?

3.Насколько различаются значения частоты вращения коленчатого вала бензинового и дизельного двигателей на холостом ходе?

4.При выполнении каких маневров используется максимальная скорость вращения коленчатого вала бензинового двигателя?

5.Почему водители автомобилей считают, что дизельный двигатель лучше «тянет»?

9