Файл: Артамонов, М. Д. Основы теории и конструкции автомобиля учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 194

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Число кривых на этом графике соответствует числу ступеней в ко­ робке передач (рис. 40).

В нпжней.части графика нанесены шкалы угловых скоростей сое на различных передачах. Вначале, задавшись размерами графика, по значению максимальной скорости утах определяют длину 1и шкалы скорости. Такая же длина lv

должна быть и у шкалы угловых скоростей на высшей передаче. Эту шкалу наносят ниже шкалы скоро­ сти и. При постоянной угловой ско­ рости двигателя значения скорости автомобиля на различных передачах обратно пропорциональны передаточ­ ным числам коробки передач:

vii = h i:

41 vm —гш • 1п

и т. д.

 

Поэтому размер деления шкалы угловой скорости, например, для первой передачи в ц раз меньше раз­ мера деления шкалы для прямой передачи.

Рис. 40. Тяговая характери­ стика автомобиля

Пример.

Построить

тяговую характеристику легкового

автомобиля по

следующим данным: ij =

3,51; tjj =

2,20; in i=

1,45; iiv

=

1,00; 1Гл =

4,!;

г — 0,33 м;

Т|тр = 0,9.

Значения

крутящего

момента

М е даны в

таб­

лице, приведенной в примере построения скоростной характеристики четы­

рехтактного

карбюраторного двигателя.

 

В случае движения автомобиля на первой передаче при сое = 136 рад/с

и М е = 184

Н -м получим

136 • 0,33 = 3,12 м/с;

 

 

 

 

 

1 К г Г Л

3,51

4,1

 

 

Р т — Ртр ■Л/^к^гл

0,9.

184 • 3,51 • 4,1 =

7230 Н .

 

 

 

0,33

 

Результаты расчетов Рт и v для других значений

юе, М е и iK сведены

в таблицу, а тяговая характеристика рассчитываемого автомобиля изобра­

жена па рис.

41.

 

 

 

 

 

Параметры

 

Угловая скорость коленчатого вала в рад/с

 

136

220

304

388

472

556

 

 

Pj в м/с

3,12

5,05

7,00

8,90

10,85

12,80

Уд в м/с

4,85

7,85

10,80

13,80

16,80

19,80

b>yTf в м/с

7,55

12,20

16,90

21,50

26,20

30,90

vjy в м/с

11,00

17,70

24,50

31,20

38,00

44,80

Р т: В

И

7230

7450

7390

6820

5960

4750

Л и

в Н

4660

4810

.4760

4400

3850

3030

^ т Ш

в Н

2980

3080

3050

2820

2460

1960

Л ху В Н

2060

2120

2100

■1940

1700

1350

93

Если для шкалы скорости выбрать масштаб 4 мм — 1 м с, то при ско­ рости 45 м/с получим длину шкалы 1и = 180 мм. Такую же длину имеет

шкала со,, iv , крайнее деление которой соответствует угловой скорости колен­ чатого вала

 

meiv = у/к'гл

45-1-4,1

558 рад/с .

 

0,33

 

г

 

Длины шкал угловых скоростей коленчатого вала соответственно равны:

/щ =

1В : гш = 180 : 1,45 = 124

мм; 1П = 180 : 2,26 « 8 0 mm; l j = 180 :

: 3,51

« 5 1 мм.

 

 

Рис. 41. Тяговая характеристика автомобиля, принятого к расчету

График тяговой характеристики соответствует случаю равно­ мерного движения автомобиля, которое в эксплуатации встреча­ ется сравнительно редко. Гораздо чаще автомобиль движется ускоренно и л и замедленно. В этих случаях силу тяги нельзя

определять но формуле (83), так как на ее величину оказывают влияние силы инерции вращающихся деталей двигателя. При не­ равномерном вращении коленчатого вала возникает инерционный момент (главным образом маховика), направленный в сторону, противоположную направлению углового ускорения или замед­ ления маховика. Этот момент при разгоне автомобиля равен про­

изведению

/ мем, где / ы — момент инерции маховика в Н-м-с2,

а ем — его

угловое ускорение в рад/с2.

Если не учитывать небольших моментов инерции шестерен и валов трансмиссии, то момент М 0 (в Н-м) на полуосях при раз­

гоне автомобиля можно определить по формуле

 

М0 = Г\Тр(Мв ^мем) гтр-

(84)

94

При разгоне возникает также суммарный момент силы инер­

ции ведущих колес, равный произведению / 2е2,

где h — суммар­

ный момент инерции ведущих колес в Н- м- с 2, а

е2 — их угловое

ускорение в рад/с2 *.

Следовательно, момент (в Н-м) на ведущих колесах при раз­

гоне

автомобиля

 

 

 

 

 

 

 

 

М0 —Цтр (Me

 

Дг£,м) ?'тр li&i'

(85)

Исходя из кинематических

 

соотношений, можно написать,

что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е2 = у .

ем = е2?Тр = — «тР ■

(86)

Подставляя значения е2 и ем

в выражение (85), получим

 

М0= т)ТрМегтр-

^

^

p + /g /,

(87)

где ]

— ускорение центра

колеса,

равное при

прямолинейном

 

движении ускорению центра тяжести автомобиля, в м/с2.

Тогда окружную силу Р0 (в Н), действующую на ведущие коле­

са автомобиля при его

разгоне,

можно

определить по формулам

 

М п

— Лтр

'тр ^

11тр^м'тр ~Ь

•

 

Ро --- —

 

 

 

 

(88)

 

р 0 =

р .

^тр^м^тр-^ ^2

(89)

 

 

 

 

 

Из последнего уравнения следует, что при разгоне автомобиля (/ > 0) окружная сила Р.0на ведущих колесах меньше силы тяги Рт вследствие затраты энергии на ускорение маховика двигателя п ведущих колес автомобиля. При замедлении же автомобиля (/ < 0) окружная сила больше силы тяги и энергия, накопленная им во время разгона, может быть использована для продолжения дви­ жения.

§ 4. СОПРОТИВЛЕНИЕ ДОРОГИ

Взаимодействие автомобиля и дороги сопровождается затратами энергии, которые можно разделить на три группы. Энергия -затрачивается на подъем автомобиля при движении в гору, на деформацию шин и дороги и на колебания частей автомобиля.

Сопротивление подъему (

Автомобильная дорога обычно имеет много чередующихся между собой подъемов и спусков. Крутизну подъема характеризуют вели­ чиной угла ад в градусах или величиной уклона дороги £, который представляет собой отношение превышения Н к заложению В

(рис. 42).

* Здесь и ниже индексом 2 обозначены величины, относящиеся к задним ведущим'колесам, а индексом 1 — к передним ведомым.

95

Разложим силу тяжести G автомобиля, преодолевающего подъем, который характеризуется углом ад, па две составляющие: на силу G sin ад, параллельную дороге, и силу G cos ад, перпен­ дикулярную ей.

Силу G sin ад, называют силой сопротивления подъему и обоз­ начают буквой РП. На автомобильных дорогах с твердым покры­

 

тием углы подъема неве­

 

лики

и

не

превышают

 

4—5°. Для таких углов

 

можно принять, что одна

 

сотая доля уклона соот­

 

ветствует 35'' угла ад. При

 

этом

уклон

i = tg а ~

 

^ sin

а. Тогда сила (в Н)

 

Pn= G sin а д?%й iG. (90)

 

Мощпость,

затрачивае­

 

мая на преодоление авто­

 

мобилем подъема с укло­

 

ном i, (в кВт)

 

Рпс. 42. Спла сопротивления подъему

Nn=

P nv

iGv

 

1000

1000’ (91)

Пример. Определить сплу п мощность сопротивления подъему рассчи­ тываемого легкового автомобиля прп двпжепнп его со скоростью 10 м/с на подъеме, угол которого равен 3°30'. Вес автомобиля G = 17 900 II.

Уклон дорога при ад = 3°30'

t = tg 3 r30' = 0,06.

Сила сопротивления подъему при любой скорости

Рп= гО = 0,06.17 900 = 1070 Н = 1,07 кН.

Мощпость сопротивления подъему при скорости 10 м/с

N п

Pnv

1070 • 10

10,7 кВт.

1000

1000

 

 

При движении иа спуске спла Рп направлена в сторону дви­ жения и является движущей силой. Поэтому угол ад и уклон дороги i считают положительными в случае движения автомобиля на подъеме и отрицательными — при его движении на спуске.

Современные автомобильные' доро'ги, как правило, не имеют четко выраженных участков с постоянным уклоном: их продоль­ ный профиль имеет плавные очертания. На таких дорогах уклон и сила Рп во время движения автомобиля непрерывно изменяются.

Сопротивление качению

Сопротивление качению зависит от деформации шин и дороги, трения шин по покрытию и трения в подшипниках колес. Основное значение имеет деформация шин и дороги.

96

Шипа соприкасается с дорогой бесконечно большим числом точек. В каждой из пих па шину действует бесконечно малая сила— элементарная реакция дороги. Равнодействующую элементарных сил, действующих со стороны дороги на колесо в области контакта,

называют реакцией дороги. Пространственную реакцию дороги можно представить в виде трех составляющих: нормальной Z, перпендикулярной к дороге; касательной X, действующей в плос­ кости дороги и в плоскости колеса, и поперечной Y, лежащей в пло­ скости дороги и перпендикулярной к плоскости колеса. Эти состав­ ляющие Z, X и Y реакции дороги приложены к шипе в области контакта. При этом возникновение реакций X и Y возможно лишь в том случае, когда на колесо

действует реакция Z.

 

 

Рг

X

 

-----ч

Если на колесо действуют продоль­

Г

 

1

Рг

ная Рх и поперечная Р у силы (рис. 43),

 

'l

(I

1Р

то в области контакта возникает гори­

\

V

X T j

 

 

N

 

 

 

зонтальная реакция дороги

1 Г

 

_ х

А

L r

R = У П + Щ = V X a + Y \

 

'/////////,

Ш 7/,

 

 

I

 

 

г

Силой сцепления шин с дорогой Рсц

■X

 

----------•

 

 

называют максимальное значение гори­

 

>

 

 

 

[

 

 

 

 

зонтальной реакции R mах, пропорцио­

 

У

 

 

 

нальное вертикальной нагрузке на

У

 

 

 

 

колесо:

Рис. 43. Реакции дороги,

Рсц= Rmax =

действующие на колесо ав­

томобиля

 

 

 

где ср — коэффициент сцепления.

Коэффициент сцепления ф численно равен отношению силы, вызывающей равномерное скольжение колеса, к нормальной реак­ ции дороги. В зависимости от направления скольжения колеса различают коэффициенты продольного ф^и поперечного фусцепления.

Величины коэффициентов фх п фу зависят от типа и состояния дороги, рисунка и степени износа протектора, от давления воз­ духа в шине, а также от скорости движения и нормальной наг­ рузки, воспринимаемой колесом.

Коэффициент сцепления часто отождествляют с коэффициентом трения скольжения. Однако это не совсем точно, так как при взаимодействии шины и дороги наблюдается ие только трепне, но и механическое зацепление поверхностей. Для движения колеса без продольного и поперечного проскальзывания необходимо соб­

людение условия

 

Рсц = ц г ^ У Х * + ¥*.

(92)

При качении упругого колеса по горизонтальной твердой до­ роге элементарные нормальные реакции дороги и их равнодейст­ вующая расположены вертикально. Во время качения колеса между частями шины возникает трение, выделяющееся тепло рас­ сеивается, п работа, затрачиваемая на деформацию шины, воз-

4 Артамонов н др.

97

Смотрите также файлы