При движении автомобиля тяговая сила на ведущих колесах и каждый данный момент равна сумме внешних сил сопротивления, т. е. силе сопротивления качению, силе сопротивления воздуха, силе сопротивления подъему и силе сопротивления разгону.
Если это равенство записать в виде формулы, то получим тяговый баланс автомобиля . Изменение тяговой силы, подводимой к ведущим коксам, в зависимости от скорости движения автомобиля и передачи в коробке передач показано на рис. 139.
Максимальная тяговая сила достигается на первой передаче. На каждой из передач тяговая сила имеет максимальное значение при определенной скорости, снижаясь далее с повышением скорости движения.
Такой характер изменения тяговой силы определяется характером изменения крутящего момента Ме двигателя в зависимости от скорости вращения коленчатого вала.
Если на рис. 139 провести кривую, соответствующую силе сопротивления качению, от нее отложить значения силы сопротивления воздуха и провести кривую сумму этих сил, то получим график тягового баланса автомобиля.
Этот график показывает, что, например, при скорости υ1, отрезок аб равен силе Рƒ сопротивления качению, отрезок бв—силе Рw сопротивления воздуха, следовательно, отрезок ав равен сумме сил Рƒ и Pw.
Рис.139. График тягового баланса автомобиля ЗИЛ-130: I-V-кривые тяговой силы на первой, второй, третьей, четвёртой и пятой передачах коробки передач
Так как кривая суммы сил сопротивления движению в точке в пересекает кривую тяговой силы Рk, на V передаче, то в этой точке тяговая сила полностью затрачивается на преодоление сил сопротивления качению и сопротивления воздуха, т. е. автомобиль движется равномерно с максимальной возможной скоростью при заданных дорожных условиях (заданном коэффициенте сопротивления качению).
При скорости υ2 отрезок ав тоже равен сумме сил Pƒ и Рw, но в данном случае тяговая сила Рk больше указанной суммы сил. Отрезок вг представляет собой запас Рз тяговой силы, который может быть использован на ускорение движения автомобиля, преодоление подъёма и буксирование прицепа.
Таким образом, график тягового баланса автомобиля может быть использован для решения практических задач, т. е. для определения максимальной скорости движения автомобиля, максимального угла подъема дороги, веса буксируемого прицепа и ускорения автомобиля при разгоне.
Пример 1 . При скорости 35 км/ч и движении автомобиля на подъем уклоном i=6% = 0.06 определим допустимый вес прицепа.
При заданной скорости по графику ( см. рис. 139 ) определяем запас тяговой силы, который равен 240 кГ. Приближенно можно принять, что этот запас тяговой силы затрачивается на преодоление сопротивления движению прицепа.
Рз = 0,06·Gп =240 кГ, где Gп — полный вес прицепа.
Gп = 240/0,06=4000 кг.
2. Определим при той же скорости (35 км/ч) максимальную величину подъема, преодолеваемого автомобилем на пятой передаче.
Выше было указано, что сила сопротивления подъему равна произведению веса автомобиля на уклон i дороги. Тогда, приравнивая запас тяговой силы силе сопротивления подъему, получим
Рз = 240 = Gа, i, где Gа — полный вес автомобиля.
Источник статьи: http://www.avtokeb.ru/tyagovi.html
Понятие о тяговом балансе автомобиля
При движении автомобиля тяговая сила на ведущих колесах автомобиля в каждый данный момент времени равна сумме внешних сил сопротивления качению, силе сопротивления воздуха, силе сопротивления подъему и силе сопротивления разгону (силе инерции). Если это равенство записать в виде формулы, то получим тяговый баланс автомобиля.
Рис. 5.3. График тягового баланса автомобиля
Изменение тяговой силы, подводимой к ведущим колесам, в зависимости от скорости движения автомобиля и включенной в коробке передач передачи показано на (рис. 5.3). Максимальная тяговая сила достигается на первой передаче. На каждой из передач тяговая сила имеет максимальное значение при определенной скорости, снижаясь далее как с повышением скорости, так и с ее уменьшением. Такой характер изменения тяговой силы определяется характером изменения крутящего момента Ме двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.
Если на (рис. 5.3) провести кривую, соответствующую силе Pf сопротивления качению, от нее отложить значение силы Pw сопротивления воздуха и провести кривую суммы этих сил, то получиться график тягового баланса автомобиля. Этот график показывает, например, что при скорости V, отрезок аб равен силе Рг сопротивления качению, отрезок бв — силе Pw сопротивления воздуха, следовательно, отрезок ав равен сумме сил Рг и Pw.
Так как кривая суммы сил сопротивления в точке в пересекает кривую тяговой силы на V передаче, то в этой точке тяговая сила полностью затрачивается на преодоление сил сопротивления качению и сопротивления воздуха, т.е. автомобиль движется равномерно с максимально возможной скоростью при заданных дорожных условиях (при заданном коэффициенте сопротивления качению).
При скорости V2 отрезок ав тоже равен сумме сил Pf и Pw, но в данном случае тяговая сила больше указанной суммы сил. Отрезок вг представляет собой запас Рз тяговой силы, который может быть использован на ускорение движения автомобиля, преодоление подъема и буксирование прицепа. Таким образом, график тягового баланса может быть использован при решении практических задач, т.е. для определения максимальной скорости движения автомобиля, максимального угла подъема дороги, массы буксируемого прицепа и ускорения автомобиля при разгоне.
Торможение автомобиля
Тормозная динамичность характеризуется способностью автомобиля быстро уменьшить скорость и остановиться. Надежная и эффективная тормозная система позволяет водителю уверенно вести автомобиль с большой скоростью и при необходимости остановить его на коротком участке пути. Современные автомобили имеют четыре тормозные системы: рабочую, запасную, стояночную и вспомогательную. Причем, привод ко всем контурам тормозной системы раздельный. Наиболее важной для управления и безопасности является рабочая тормозная система. С ее помощью осуществляется служебное и экстренное торможение автомобиля.
Служебным называют торможение с небольшим замедлением (1-3 м/с 2 ). Его применяют для остановки автомобиля на ранее намеченном месте или для плавного снижения скорости.
Экстренным называют торможение с большим замедлением, обычно максимальным, доходящим до 8 м/с 2 . Его применяют в опасной обстановке для предотвращении пасши ни неожиданно появившееся препятствие.
При торможении автомобиля на и о колеса действует не сила тяги, а тормозные силы Р т1 и Рт2, как показано на (рис. 5.4). Сила инерции в этом случае направлена в сторону движения автомобиля.
Рассмотрим процесс экстренного торможения. Водитель заметив препятствие, оценивает дорожную обстановку, принимает решение о торможении и переносит ногу на тормозную педаль. Время t , необходимое для этих действий (время реакции водителя), изображено на (рис. 5.4) отрезком АВ. Автомобиль за это время проходит путь S не снижая скорости. Затем водитель нажимает на тормозную педаль и давление от главного тормозного цилиндра (или тормозного крана) передается колесным тормозам (время срабатывания тормозного привода t pт — отрезок ВС. Время tт зависит в основ-ном от конструкции тормозного привода. Оно равно в среднем 0,2-0,4 с у автомобилей с гидравлическим приводом и 0,6-0,8 с с пневматическим. У автопоездов с пневматическим тормозным приводом время tт может достигать 2-3 с. Автомобиль за время tт проходит путь Sт, так же не снижая скорости.
Рис. 5.4. Остановочный и тормозной пути автомобиля
По истечении времени tрт тормозная система полностью включена (точка С), и скорость автомобиля начинает снижаться. При этом замедление сначала увеличивается (отрезок CD, время нарастания тормозной силы tнт), а затем остается примерно постоянным (установившимся) и равным jуст (время t уст, отрезок DE). Длительность периода tнт зависит от массы транс-портного средства, типа и состояния дорожного покрытия. Чем больше масса автомобиля и коэффициент сцепления шин с дорогой, тем больше время t. Значение этого времени находится в пределах 0,1-0,6 с. За время tнт автомобиль перемещается на расстояние Sнт,, и скорость его несколько снижается.
При движении с установившимся замедлением (время tуст, отрезок DE), скорость автомобиля за каждую секунду уменьшается на одну и ту же величину. В конце торможения она падает до нуля (точка Е), и автомобиль, пройдя путь Sуст, останавливается. Водитель снимает ногу с тормозной педали и происходит оттормаживание (время оттормаживания toт, участок EF).
Если тормозные силы на всех колесах достигли максимального значения (силы сцепления шин с дорогой), то установившееся замедление
Однако под действием силы инерции передний мост при торможении нагружается, а задний, напротив, разгружается . Поэтому реакция на передних колесах Rzl увеличивается, а на задних Rz2 уменьшается. Соответственно изменяются силы сцепления, поэтому у большинства автомобилей полное и одновременное использование сцепления всеми колесами автомобиля наблюдается крайне редко и фактическое замедление меньше максимально возможного. Чтобы учесть снижение замедления, в формулу для определения jуст приходится вводить поправочный коэффициент эффективности торможения K.э, равный 1,1-1,15 для легковых автомобилей и 1,3-1,5 для грузовых автомобилей и автобусов. На скользких дорогах тормозные силы на всех колесах автомобиля практически одновременно достигают значения силы сцепления. Поэтому при jx
Источник статьи: http://infopedia.su/23x36f9.html
Тяговый баланс автомобиля
При прямолинейном движении автомобиля на подъем окружная сила на ведущих колесах автомобиля расходуется на преодоление сил сопротивления качению, подъема, воздуха и на его разгон. Исходя их этого, уравнение тягового баланса запишется
где Pк – окружная сила на ведущих колесах автомобиля.
При неустановившемся движении (разгоне) она уменьшится по сравнению установившемся на величину, необходимую для разгона маховика и связанного с ним деталей трансмиссии и колес автомобиля. С учетом этого окружная сила при неустановившемся движении равна
, (5.10)
где итр=ик.и0.ир – передаточное число трансмиссии (ик,и0,ир-передаточные числа соответственно коробки передач, главной передачи, раздаточной коробки);
Pf – сила сопротивления качению, которая согласно изложенному ранее, равна ,
Рi – сила сопротивления подъему, которая определяется согласно зависимости
;
Pj — сила сопротивления разгону поступательно движущейся массы автомобиля. Заметим, что разгон маховика и колес учтено выше при определении окружной силы на ведущих колесах в формуле (5.10). Тогда сила сопротивления разгону поступательно движущейся массы запишется
Pj = .
После подстановки в уравнение (5.9) значений окружной силы и сил сопротивления движению и разгону поступательно движущейся массы имеем
. (5.11)
После элементарных преобразований получим
.
,
где d — коэффициент учета вращающих масс автомобиля.
Уравнение (5.11), с учетом выражения (5.12), примет вид
. (5.13)
Для определения коэффициента d используют эмпирическую зависимость
d = 1 + d1 + d2×, (5.14)
где коэффициенты учитывают разгон соответственно колес и маховика с деталями трансмиссии. Эти коэффициенты определяются соотвествующими выражениями
,
где ик— передаточное число коробки передач.
Рекомендуется принимать d1 = 0,03…0,05; d2 = 0,04…0,06. При этом меньшее значение относится к большегрузным автомобилям, а большее – к легковым автомобилям.
Окончательно коэффициент вращающих масс запишется
d = 1 + 0,03…0,05 + 0,04…0,06× . (5.15)
Этот коэффициент больше единицы и учитывает разгон как поступательно движущеся массы автомобиля, так и маховика с деталями трансмиссии и колес.
С учетом введенного коэффициента вращающих масс окружная сила в уравнении тягового баланса определяется по формуле
а сила сопротивления разгону в этом случае учитывает разгон как поступательно движущейся массы автомобиля, так и маховика с деталями трансмиссии и колес и определяется по формуле
Рj . (5.16)
Тяговый баланс автомобиля представляют для наглядности в виде графиков зависимостей окружной силы при установившемся движении автомобиля на всех передачах, сил сопротивления качению на горизонтальной дороге и воздуха от скорости движения автомобиля. При этом скорость движения автомобиля определяется в зависимости от числа оборотов двигателя по формуле , (5.17)
где wе— угловая скорость коленчатого вала двигателя в рад./с.
Графики тягового баланса автомобиля приведены на рис.5.3
V
Рис. 5.3 Графики тягового баланса автомобиля
Заметим, что при V=0 сила сопротивления качению на горизонтальной дороге Pfимеет значение
Pf = f0 ,
где f0 — коэффициент сопротивления качению при V=0. Поскольку на любой опорной поверхности для произвольной шины fo0, поэтому зависимость Pf=f(V) на графиках тягового баланса начинается не с нулевой точки.
|
следующая лекция ==>
Нормальные реакции опорной поверхности
|
Мощностной баланс автомобиля
Дата добавления: 2017-06-02 ; просмотров: 1533 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ