4774
.pdf
21
Пользуясь формулами (4.2), (4.3), (4.4), можно определить
|
Pä Ga ( f y cos sin ) Ga ( f y i) , |
(5.5) |
|
Cумму |
( f y cos sin ) ( f y i) |
называют |
суммарным |
коэффициентом сопротивления дороги.
На автомобиль, как и на всякое тело, движущиеся в воздушной среде или обтекаемое воздушным потоком, действуют аэродинамические силы.
Если рассматривается движение автомобиля в неподвижной воздушной среде, то скорость встречного воздушного потока Vв равна скорости автомобиля, тогда сила сопротивления воздуха
Pâ kâ F Và2
где kв – коэффициент обтекаемости, кг/м3; F – площадь лобового сопротивления, м2.
Произведение W kâ F называется фактором обтекаемости. Коэффициент сопротивлению качению, коэффициент сопротивлений и фактор обтекаемости W kâ F автомобиля
(5.6)
дорожных могут быть
определены путем замера времени и пути движения автомобиля по инерции до остановки (выбега).
Замеряя путь и время «выбега» в зоне малых скоростей (до 25 км/час), можно определить коэффициент сопротивления дороги из уравнения
Ví |
|
|
1,04 g t |
, |
(5.7) |
где Vн – начальная скорость, м/c; g – ускорение силы тяжести, м2/с; t – время выбега, с.
По результатам выбега с высоких начальных скоростей определить фактор обтекаемости kâ F автомобиля по формуле
E 2
W kâ F ,
A
где Е и А – коэффициенты
A t |
|
g |
|
|
, |
1, 04 |
|
Ga |
|||
|
|
|
|||
где Ψ – найденный коэффициент сопротивления дороги; Ga – сила тяжести автомобиля, кг.
можно
(5.8)
(5.9)
|
1,04 Ví |
, |
(5.10) |
|
t g |
||||
|
||||
|
|
|
где Vн – начальная скорость выбега, м/c.
22
Далее по табл. 4.1 определяется коэффициент Е
Таблица 4.1
γ |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
2,6 |
E |
0,7 |
0,9 |
1,08 |
1,10 |
1,17 |
1,20 |
1,20 |
1,28 |
Несколько проще производится обработка данных “выбега” по методике, разработанной в СибАДИ Согласно этой методике
kâ F |
0,08 Ga (S |
2 S1 |
0,333) |
|
|||
|
|
|
|
|
, |
(5.11) |
|
|
S2 |
S1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
2,88 (S2 S1 0,333) |
|
|||||
|
|
|
, |
(5.12) |
|||
S2 |
S1 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
где S1 – путь выбега со скорости 50 км/ч до скорости 25 км/ч, м; S2 – путь выбега со скорости 25 км/ч до полной остановки, м.
Порядок выполнения работы
Пробегом в 5-10 км прогреть силовую передачу автомобиля. Подъезжая к мерному участку дороги, установить скорость 50 км/ч.
При пересечении отметки на дороге одновременно выключить сцепление, поставить рычаг управления коробкой передач в нейтральное положение и включить секундомер.
После полной остановки выключить секундомер и замерить путь выбега
S0 S1 S2 .
Аналогично замерить выбег S2 со скорости 25 км/ч, по возможности использовав тот же участок дороги, что и в первом случае. Тогда путь выбега
S0 S1 S2 .
Все замеры провести три раза в том и другом направлении, регистрируя при этом температуру масла в коробке передач и главной передаче. Повторить все замеры при пониженной температуре масла в коробке передач и главной передаче. На основании полученных данных посчитать и W через время и путь выбега.
Примечание. Испытания автомобиля проводятся на горизонтальном размеченном участке дороги. Для пути подсчета пути выбега используется следующая схема участка.
Рис. 5.1. Схема мерного участка дороги
23
Контрольные вопросы
1.Объяснить физический смысл коэффициента сопротивления качения, коэффициента сопротивления воздуха, коэффициента обтекаемости.
2.Какие факторы влияют на характеристики сопротивления воздуха?
3.Каковы способы улучшения обтекаемости автомобилей?
4.Что такое суммарный коэффициент сопротивления движению автомобиля?
24
Лабораторная работа № 6 Испытание тормозных свойств автомобиля
Цель работы: ознакомиться с методикой определения коэффициента сцепления колѐс с дорогой и получение конкретных количественных величин и графиков зависимости тормозного пути автомобиля от ряда факторов.
Оборудование: дорожная автомобильная лаборатория, мерная рулетка.
Примечание: испытания автомобиля должны проводиться на горизонтальном участке дороги.
Основные положения
Из теории автомобиля известно, что остановочный путь S0 автомобиля складывается из следующих величин:
-пути проходимого автомобилем за время реакции (tп) водителя – Sрв;
-пути проходимого автомобилем за время (tтп) срабатывания тормозного
привода – Sтп;
-пути проходимого автомобилем за время (tтн) нарастания замедления Sтн;
-пути проходимого автомобилем за время (tт) установившегося замедления -Sт
S0 Sð.â Sm.n Sm.í Sm |
(6.1) |
Рис. 6.1. Диаграмма торможения автомобиля
На показанной на рис. 6.1 диаграмме торможения автомобиля, иллюстрирующей графическое изображение процесса торможения в координатах ”время - замедление”, tост = (tтн + tт + tрас) – время непосредственного торможения; tрас – время растормаживания.
25
На этой же диаграмме для лучшей иллюстрация процесса торможения может быть нанесена зависимость изменения скорости движения автомобиля от времени.
Поскольку за время запаздывания тормозного привода скорость не изменяется, то
Sm.n. V0 tm.n., |
(6.2) |
где V0 – скорость в момент начала торможения, м/с
У технически исправной тормозной системы с гидравлическим приводом tmn= 0,15 ... 0,20 с, у системы с пневматическим приводом tmn= 0,2 ...0,4 с.
На сухой дороге с твердым покрытием можно считать tmn= 0,4 ... 0,6 с.
Время нарастания замедления в общем случае возрастает с увеличением массы автомобиля, с увеличением коэффициента φх дороги (поскольку с увеличением φх увеличиваются разжимные усилия в тормозных механизмах, необходимые для создания тормозных сил, максимально возможных по сцеплению).
Пути Sр и Smn находятся в прямой зависимости от скорости движения автомобиля и равны
Sр.в. |
V0 |
tр.в. ; |
(6.3) |
Sm.n. |
V0 |
tm.n. |
(6.4) |
Наименьший путь непосредственного торможения
|
|
|
V 2 |
|
Sm |
|
0 |
(6.5) |
|
|
g x |
|||
|
2 |
|
||
где g – ускорение силы тяжести, м/с2
φх – коэффициент сцепления шины с дорогой.
Время реакции водителя tрв может изменяться в широких пределах (0,2 … 1,5 с). При расчетах принимают среднее значение tрв = 0,8 с. Тогда остановочный путь определится из следующего выражения
|
V0 (tрв |
tmn |
0,5) |
|
V 2 |
|
S0 |
|
0 |
(6.6) |
|||
|
g x |
|||||
|
|
|
2 |
|
||
Коэффициент φх для данного участка дороги можно найти по величине тормозного пути автомобиля, который, при заблокированных колесах, на основании известной из курса теории движения автомобиля формулы, определяется из соотношения
S |
V 2 |
||
í |
|
(6.7) |
|
|
|
||
|
254 |
x , |
|
Где Sφ – путь юза, м;
26
Vн – скорость в момент начала торможения, км/ч
Тогда
x |
|
V |
2 |
|
|
|
í |
|
. |
(6.8) |
|||
|
|
|
||||
|
|
254 |
S |
|
||
Порядок выполнения работы
1. Определение коэффициента сцепления.
1.1. На испытуемом участке дорога по достижении установившейся скорости V0 = 15 км/ч испытуемый автомобиль затормаживается резким нажатием на тормозную педаль (при проведении опытов в кузове автомобиля не должно бытъ людей!).
1.2. Путем непосредственных замеров на дороге по следу скольжения колес юзом определяется путь Sφ за время эффективного торможения автомобиля. Подставляя в формулу (6.7) значение торможения и найденное путѐм замеров значение Sφ , определить коэффициент сцепления φ по формуле (6.8). Торможение должно производиться со скоростей 15 и 30 км/ч на участках дороги с различными покрытиями. Результаты замеров и подсчѐтов сводятся в табл. 6.1.
|
|
|
Таблица 6.1 |
|
|
Результаты замеров и подсчетов |
|
|
|
Дорожные условия |
Скорость перед |
Путь юза, м |
Коэффициент |
|
|
торможением, км/ч |
|
сцепления |
|
Асфальтобетонная |
15 |
|
|
|
дорога, в хорошем |
30 |
|
|
|
состоянии |
|
|
|
|
Грунтовая дорога |
15 |
|
|
|
|
30 |
|
|
|
2. Определения остановочного и тормозного пути. 2.1. Определение остановочного пути
Пользуясь формулами (1)…(8), по данным замеров произвести расчет составляющих (S0) остановочного пути при торможении с различных скоростей движения автомобиля.
Результаты расчета представить в виде табл. 6.2
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.2 |
|
|
|
Результаты расчета |
|
|
|
||
V0, км/ч |
20 |
30 |
40 |
|
50 |
60 |
|
St, м |
|
|
|
|
|
|
|
So, м |
|
|
|
|
|
|
|
По данным табл. 6.2 построить зависимость Sm = f(Vo) и So = f(Vo).
27
2.2. Исследование зависимости тормозного пути Sm от коэффициента сцепления φх.
Используя формулу (6.6) и данные табл. 6.3 построить зависимость
Sm = f(φх) при Vo = 40 км/ч
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.3 |
||
|
|
|
|
|
Результаты расчета |
|
|
|
|
|
|||
φх |
|
0,1 |
0,2 |
0,3 |
|
0,4 |
0,5 |
|
0,6 |
0,7 |
|
0,8 |
|
Sт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примерный вид зависимости Sm = f(φх) показан на рис 6.2 |
|
|
|
|||||||||
Рис. 6.2. Зависимость тормозного пути от скорости автомобиля
Контрольные вопросы
1.Какими показателями оцениваются тормозные свойства автомобиля?
2.Что представляет собой коэффициент эффективности торможения?
3.Что влияет на длину тормозного пути?
4.Каковы способы предотвращения юза колеса?
28
Лабораторная работа № 7
Определение динамических качеств автомобиля
Цель работы: практическое изучение методов определения динамических качеств автомобиля и получение конкретных величин, характеризующие эти качества.
Оборудование: ходовая автомобильная лаборатория, секундомер, горизонтальный размеченный участок дороги.
Основные положения
Определение динамических качеств автомобиля основано на определении времени, затрачиваемого автомобилем на прохождение отрезков пути длиной в 25, 50, 100 и 200 метров, при разгоне на прямой дороге.
Автомобиль подходит с минимально устойчивой скоростью на прямой передаче к нулевой отметке и проходит первые 25 м с той же скоростью.
По времени прохождения этого участка определяется начальная скорость автомобиля V1. У вешки № 1 водитель включает полный газ, и автомобиль разгоняется до максимальной скорости. С помощью секундомера определяется время прохождения каждого участка.
По результатам замеров на каждом участке определяются средние скорости автомобиля, которые в дальнейшем принимаются за значение мгновенной скорости на середине участка.
Рис. 7.1. Схема испытательного участка дороги
На график, примерный вид которого представлен на рис. 7.2, наносится кривая V = f(S)? Где V0-1, V1-2,… и т.д. средних скоростей движения соответственно на участках 0…1,1…2,2…3 и т.д.
.
29
Рис. 7.2. Зависимость изменения скорости движения при разгоне от пройденного пути
Определение времени, пути и ускорений при разгоне автомобиля производится по данным табл. 7.1.
|
|
|
|
|
Таблица 7.1 |
|
|
Показатели движения |
|
|
|
Номер |
Длина |
Время |
Средняя |
Скорость у |
Среднее |
Участка |
участка, м |
прохождения |
скорость |
вешки, м/с |
ускорение |
|
|
участка, с |
на участке, |
|
на участке, |
|
|
|
м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
0-1 |
|
|
|
|
|
1-2 |
|
|
|
|
|
2-3 |
|
|
|
|
|
3-4 |
|
|
|
|
|
4-5 |
|
|
|
|
|
Для дальнейшей обработки результатов испытаний нужно знать скорости движения V2; V3;V4; и V5 у вешек. Эти скорости определяются из графика замером соответствующих ординат.
Зная скорости V2; V3;V4; и V5 у вешек и время прохождения t1-2, t2-3, t3-4, t4-5 каждого из участков, находят значения ускорений jср при разгоне по формулам.
30
По результатам эксперимента строятся кривые зависимости времени t, пути S и ускорений j при разгоне от скорости движения.
Примерный вид кривых t = f(Va); S = f(Va); jср = f(Va) дан на рис. 7.3, 7.4,
7.5.
Рис.7.3 |
Рис.7.4 |
Рис.7.5 |
Контрольные вопросы
1.Каково условие возможности движения автомобиля?
2.От чего зависят величины динамических факторов, определѐнные по условиям тяги и сцепления?
3.Каковы примерные максимальные ускорения для автомобилей разных типов?