Основные положения

Министерство образования Российской Федерации

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)

Кафедра автомобилей и безопасности движения

РАСЧЕТ

Силового баланса автомобиля

На основании результатов экспериментальных исследований

Методические указания к лабораторной работе

по дисциплине «Автомобили»

Для специальностей 1502, 2404

Составитель: Ягодкин Л.Г.

Зайцев К.В.

Омск

Издательство СибАДИ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

При движении автомобиля силы сопротивления движению преодолеваются силой тяги, получаемой ведущими колесами автомобиля от двигателя. Равенство этих сил называется силовым балансом автомобиля

Р_к=Р_Y + Р_w + Р_j (1)

где Р_к - тяговая сила на колесах, получаемая от крутящего момента двигателя в Н;

Р_Y - сила сопротивления дороги в Н;

Р_w – сила сопротивления воздуха в Н;

Р_j – сила сопротивления инерции автомобиля в Н.

Сила сопротивления дороги равна

Р_Y = Р_¦ ± Р_i=G_аצ ± G ×i= G_а(¦ ± i) ( 2)

Р_Y = G_а×Y ( 2а)

где Р_¦ - сила сопротивления качению колес автомобиля в Н;

Р_i - сила сопротивления подъему автомобиля в гору в Н;

G_а - вес автомобиля в Н;

¦ - коэффициент сопротивления трения качения;

i - коэффициент уклона дороги, i» sin a;

a - угол уклона дороги в градусах;

Y - коэффициент сопротивления дороги

Y=¦ ± i (3)

Р_w - сила сопротивления воздуха равна

Р _w=к×F×V² (4)

где к - коэффициент обтекаемости Н×с²/м⁴;

F - площадь лобового сопротивления, м²;

V - скорость автомобиля относительно воздуха, м/с

Р_j - cила сопротивления инерции равна

Р_j = М_а×j×d (5)

где М_а - масса автомобиля в кг;

j - ускорение автомобиля в м/с²;

d - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля.

При различных условиях движения автомобиля силовой баланс может принимать различные формы

При разгоне автомобиля действуют все силы из уравнения (1).

При равномерном движении силовой баланс принимает вид

Р_к=Р_Y+Р_w (6)

При движении накатом (выбег) силовой баланс

Р_j= Р_Y+Р_w (7)

Используя уравнение (7) испытатели автомобилей определяют произведение к×F - именуемое фактором обтекаемости. Методика его экспериментального определения состоит в следующем:

Автомобиль разгоняют до определенной скорости, переводят движение в режим наката и записывают процесс наката (выбега) на самопишущий прибор, т.е. фиксируют изменение скорости автомобиля от времени.

V=¦(t)

Полученный график обрабатывают следующим образом

Рис. 1

V_а - V_в - есть падение скорости автомобиля за период t_в - t_а, т.е. ускорение (точнее замедление) на участке АВ равно

j_ав= - (V_а - V_в) /(t_в - t_а) (8)

Подставляя значение этого ускорения, подсчитанное из графика, в формулу (7), предварительно преобразовав ее, получаем

М_а×j_ав×d=G_а×Y + к×F×V² (9)

Решая это уравнение относительно фактора обтекаемости, имеем

кF=(М_а×j_ав×d - G_а×Y)/V_ср² (10)

где М_а и G_а - масса и вес автомобиля во время испытаний

d - находится по имперической формуле

d=1,03 + a i _к² (11)

i _к - передаточное отношение коробки передач;

a - коэффициент(0,03…0,06);

Y - коэффициент дорожного сопротивления, т.к. эксперимент проводится на специальной трассе, то величина этого коэффициента известна.

V_ср - средняя скорость на участке АВ

V_ср= (V_а + V_в)/2 (12)

Фактор обтекаемости кF - есть величина постоянная для данной модели автомобиля, зависящая только от формы (коэффициент к) и лобовой площади автомобиля (F). В данной работе мы воспользуемся эти методом расчета фактора обтекаемости.

Исходя из изложенного, можно на основании экспериментальных данных найти силы сопротивления дороги и воздуха и построить силовой баланс.

Дата добавления: 2015-08-27