Введение
Эксплуатационными свойствами автомобиля, определяющими приспособленность его конструкции к эффективному использовании в реальных условиях, являются вместимость (пассажиро- и грузовместимость), использование массы, тяговая и тормозная динамичность, топливная экономичность, устойчивость, управляемость, маневренность, плавность хода, проходимость, надежность(безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость), безопасность.
Эффективность как безразмерное отношение эффекта (положительного результата) к соизмеримым затратам на его производство может быть энергетической и стоимостной (экономической).
Поскольку автомобиль является преобразователем химической энергии топлива и атмосферного воздуха через тепловой поток продуктов сгорания Gт
Нu
в поступательное движение массы mг
водителя, пассажиров, грузов или специально оборудования по дрогам, улицам и местности с мгновенной рабочей скоростью uа
,, то его эффект можно измерить полезным импульсом mг
uа
и полезной мощностью Na
поступательного движения в автомобиле полезной массы mг
,, а энергетическую эффективность автоперевозок - коэффициентом полезного действия (КПД) автомобиля hа
. При этом полезную (транспортную) работу автомобиля должно определять интегрированием мгновенной мощности Na
за время t, а стоимостную эффективность автомобиля – отношением цены (тарифа) к себестоимости полезной (транспортной) работы, измеряемой в физических единицах (МДж) с учетом динамического фактора автомобиля по двигателю Dг
и сцеплению jl, показателей дорожных условий (j, f, i) и режимов движения (+
j). Все эти показатели, необходимые для графического определения коэффициента буксования d и рабочей скорости uа
, можно синтезировать в динамическом паспорте автомобиля, разработанном и применяемом на кафедре «Тракторы и автомобили» Вятской ГСХА с целью прогноза энергетической и стоимостной эффективности автомобилей и тракторов. В не кафедральных литературных источниках такого динамического паспорта нет.
Расчет и построение графика динамического паспорта автомобиля (лист 2) возможны после предварительного анализа конструкции автомобиля и условий его использования (глава 1). Модель, прототип или альтернативную конструктивную схему автомобиля и предлагаемое предприятие студент выбирает сам с перспективой использования результатов курсового проектирования в дипломном проекте, как правило комплексном.
1.
Анализ конструкции автомобиля и условий его использования
Расчет внешней скоростной характеристики двигателя
В настоящее время на автомобилях используются главным образом поршневые двигатели внутреннего сгорания, приспособленные к устойчивому переносу мощности через трансмиссию к ведущим колесам в интервале частот вращения коленчатого вала от nм
при максимальном крутящем моменте Ме max
до nN
при максимальной эффективной мощности
Ne max
= MeN
weN
= 0,105 MeN
nN
, (1.1)
где MeN
– крутящий момент при максимальной мощности, кНм;
Meн=0,36кНм.
weN
– угловая скорость коленчатого вала при максимальной мощности, рад/с;
(1.2)
Nemax=114,912кВт.
При эксплуатации автомобиля часть эффективной мощности Ne
расходуется потребителями, неучтенными при стендовых испытаниях двигателя, а также не может быть получена из-за отличия реальных атмосферных условий от стандартных при снятии внешней скоростной характеристики на стенде. Поэтому при использовании стандартной внешней характеристики для расчета тягово-скоростных показателей автомобиля все значения Ne
необходимо умножить на коэффициент коррекции kp
= 0,93 – 0,96.
Если реальной внешней характеристики двигателя в графической или табличной формах нет, но известны Ne max
, nN
, Ме max
и nм
, то после определения коэффициентов приспособляемости:
(1,3)
km=0,22
, (1.4)
kw=1,68 а также коэффициентов:
, (1.5)
a=0,74
0,74
, (1.6)
в=1,60
1,60
, (1.7)
с= 1,34
можно определить текущие значения крутящего момента по эмпирической зависимости:
, (1.8)
Ме
– текущие значения крутящего момента, кНм;
MeN
– крутящий момент при максимальной мощности, кНм; согласно (1.1)
;
n – текущие значения частоты вращения коленчатого вала, мин-1
; принимаем не менее шести удобных и по возможности равномерно распределенных значений, включая n < nм
; n = nм
, n = nN
и n > nN
;
kp
– коэффициент коррекции стендовой внешней характеристики, принятый из интервала kp
=0,93-0,96.
Текущие значения эффективной мощности определяем по формуле:
Ne
= Me
we
» 0,105 Ме
n, (1.9)
а текущие значения удельного расхода топлива из произведения:
ge
= geN
kn
, (1.10) где:
ge
– текущее значение удельного расхода топлива, г/(кВт ч);
geN
– удельный расход топлива при максимальной мощности Nmax
г/(кВтч); принимаем из технической характеристики двигателя или из задания;
kn
– коэффициент влияния частоты вращения коленчатого вала на удельный расход топлива; определяем из графика [, с. 90] или из таблицы 1.
Таблица 1. Приближенные значения коэффициента kn
при отношениях:
| n,об/мин |
3240 |
3040 |
2840 |
2640 |
2440 |
2240 |
2040 |
| n/n ном |
0,720 |
0,675556 |
0,631 |
0,587 |
0,542 |
0,498 |
0,453 |
| kn |
0,95 |
0,96 |
0,97 |
0,975 |
0,98 |
0,99 |
1,01 |
При несовпадении значений отношения n/nN
табличные значения kn
интерполируем и уточняем при построении графика внешней скоростной характеристики двигателя на миллиметровой бумаге формата А4 (рис. 1), расчете эффективного КПД
(1.11)
и часового расхода топлива
Gt
= 10-3
ge
Ne
, (1.12)
где Нu
– низшая теплота сгорания топлива;
Нu
» 44 кДж/г –автомобильный бензин;
После графической проверки расчетных значений Me
, Ne
, ge
, hе
и Gt
, включая их регуляторные (дизели) и ограничительные (карбюраторные двигатели грузовых автомобилей) «ветви», составляет таблицу 2:
Таблица 2. Внешняя скоростная характеристика двигателя при kр
= 0,93
| n, мин |
3240 |
3040 |
2840 |
2640 |
2440 |
2240 |
2040 |
| Me,кНм |
0,309 |
0,335 |
0,357 |
0,375 |
0,389 |
0,399 |
0,406 |
| Ne,кВт |
105,091 |
106,868 |
106,397 |
103,923 |
99,692 |
93,949 |
86,938 |
| ge,г/кВт*ч |
285,000 |
288,000 |
291,000 |
292,500 |
294,000 |
297,000 |
303,000 |
| Gt, кг/ч |
29,951 |
30,778 |
30,962 |
30,398 |
29,309 |
27,903 |
26,342 |
| Не |
0,287 |
0,284 |
0,281 |
0,280 |
0,278 |
0,275 |
0,270 |
1.2 Прогноз условий автоперевозок
Прогноз условий автоперевозок целесообразно совместить с оценкой проходимости и пассажиро- или грузовместимости автомобиля.
Основными показателями дорожных условий являются приведенный коэффициент дорожных сопротивлений и коэффициент сцепления. Они входят в неравенство:
y < Dг
< jх
l, (1.13)
определяющее проходимость и тяговую динамичность транспортного средства, у которого часть массы lmа
действует на ведущие колеса, а часть массы (1 - l) mа-
на ведомые. У полноприводных автомобилей коэффициент нормальной нагрузки ведущих колес l = 1, а у автопоездов с неполноприводными тягачами коэффициент l << 1 и ограничивает их проходимость по скользким дорогам.
Согласно ГОСТ Р 50597 – 93 дорожное покрытие должно иметь коэффициент сцепления j > 0,4. Однако на гололеде и снежном накате коэффициент сцепления j < 0,25 и часто является причиной ДТП. Такое несоответствие дороги стандарту, определенное контрольным торможением или следственным экспериментом на месте ДТП, может обеспечить защиту прав его участников, в том числе возместить материальный ущерб и компенсировать моральный вред за счет дорожно-эксплуатационного предприятия, своевременно не устранившего зимнюю скользкость дороги.
Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог (ВСН 24 – 88) к основным транспортно-эксплуатационным показателям автомобильной дороги относят: обеспеченную скорость, пропускную способность, уровень ее загрузки движением, непрерывность, комфортность и безопасность движения, способность пропускать автомобили и автопоезда с осевой нагрузкой и грузоподъемностью (или общей массой), соответствующими категории дороги.
По техническому уровню, эксплуатационному состоянию и организации движения автомобильные дороги должны обеспечивать возможность безопасного движения одиночных автомобилей при благоприятных погодных условиях с максимальными скоростями, близкими к расчетным (Крсэ
³ 1) соответствующей категории, установленной для эксплуатируемой дороги, утвержденной технической документацией. В неблагоприятных погодно-климатических условиях допускается снижение обеспечиваемой максимальной скорости по отношению к расчетной по СНиП 2.05.02 – 85, но не ниже значений, приведенных в таблице 1. ВСН 24-88. в курсовом проекте значение обеспечиваемой дорогой максимальной скорости uод
следует записать в таблицу 1 прогноза условий автоперевозок, а в главе 2 сравнить его со значением рабочей скорости автомобиля, требованиями п. 10.1 ПДД РФ, уровнем мастерства водителя, особенностями транспортного потока и среды.
Таблица 3 Ориентировочные значения показателей.
| Показатели |
П е р и о д ы года |
|||
| лето |
осень |
зима |
Весна |
|
| j |
0.7 |
0.3 |
0.2 |
0.3 |
| f |
0.03 |
0.08 |
0.04 |
0.06 |
| i |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
| y |
0.02 |
0.02 |
0.018 |
0.018 |
| Г |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
| l |
0.71 |
0.71 |
0.71 |
0.71 |
| uрасч
|
80 |
70 |
60 |
70 |
| Крсэ
|
1.6 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
| uод
|
80 |
70 |
60 |
70 |
Вместимость автомобиля как его способность единовременно и качественно перевозить наибольшее количество пассажиров, грузов или специального оборудования можно оценить по значению коэффициента использования грузоподъемности:
, (1.14)
комфортности и безопасности пассажиров или количественной и качественной сохранности грузов и специального оборудования. При перевозке сыпучих грузов малой плотности лимитирующим показателем грузовместимости обычно является удельная объемная грузоподъемность
, (1.15)
где qv
– удельная объемная грузоподъемность, т/м3
;
q - грузоподъемность, т;
Vк
– объем кузова, м3
;
rг
– плотность груза, т/м3
.
При оценке основных эксплуатационных свойств автомобиля с помощью его динамического паспорта более удобным показателем вместимости является коэффициент полной нормальной загрузки. С учетом (1.15) расчетный коэффициент нормальной загрузки
, (1.16)
где kv
- коэффициент использования объема кузова, обеспечивающий количественную и качественную сохранность груза.
При перевозке сыпучих грузов в бортовой платформе или кузове самосвала можно принять kv
» 0,95.
Вместимость затаренных грузов зависит от размеров тары и способа укладки и оценивается графоаналитически по схеме кузова, выполненной на миллиметровой бумаге формата А4.
Значения коэффициента нормальной нагрузки ведущих колес неполноприводного автомобиля в снаряженном состоянии lо
и полностью груженого lq
можно определить по данным технической характеристики как отношения массы, приходящейся на ведущие колеса, к общей массе (снаряженной или полной).
Все показатели таблицы 1. имеют широкие интервалы значений и для развития оперативной эрудиции требуют запоминания вместе с терминологической характеристикой дорожной обстановки. Например, обозначение 0,05 £ j £ 0,80 нижним пределом 0,05 характеризует очень скользкий гололед и наиболее сложные условия движения, а верхним пределом 0,80 – сухой шероховатой асфальтобетон и возможность движения одиночного автомобиля и расчетной скоростью. При этом коэффициент сопротивления качению 0,012 £ f £ 0,30 может иметь значение, близкое к его нижнему пределу, например 0,02, но не к верхнему 0,30, обозначающему переувлажненное поле во время уборки силосной массы, сахарной свеклы или картофеля с погрузкой при движении со скоростью менее 10 км/ч.
Достоверный прогноз условий автоперевозок может обеспечить их своевременность, экономичность и безопасность.
1.3
Составление кинематической схемы и расчет КПД трансмиссии
Кинематическую схему трансмиссии в стандартных обозначениях структурных элементов составляем на листе1 формата А1 по данным технического описания и каталога, выделяя все нагруженные детали и сопряжения, а также регулируемые в процессе эксплуатации и после ремонта.
Суммарную мощность, теряемую в трансмиссии, определяем по формуле
Nтр
= (1 – 0,98k
×0,97l
×0,995m
) Ne
+ Nтр
o
, (1.13)
а КПД трансмиссии – по формуле
hтр
= 0,98k
×0,97l
×0,995m
– , (1.14)
где k и l – число соответственно цилиндрических и конических или гипоидных зубчатых пар, через которое последовательно передается мощность;
m – число карданных шарниров, через которое передается мощность; m=4
Nтр o
– мощность, теряемая в трансмиссии на холостом ходу, кВт; принимаем из интервала (о,03 – 0,05) Nemax
.
Надежность и безопасность автомобиля, дороги и водителя
Надежность
, включая в себя безотказность, ремонтопригодность и сохраняемость, являются комплексным общетехническим свойством любого изделия, в том числе автомобиля, автомобильной дороги и улично-дорожной сети. Однако СНиП 2.05.02. – 85 и СНиП 2.07.01 -89* соответственно автомобильные дороги и улично-дорожные сети общетехнической надежностью не оценивают.
С учетом ГОСТ 27.002-89 надежность автомобиля – это свойство автомобиля сохранять во времени в установленных пределах знания всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции (транспортную работу) в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. автомобильные дороги и улично-дорожные сети могут иметь подобное определение своей надежности – свойства автомобильной дороги и улично-дорожные сети сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции (обеспечивать движение транспортных средств) в заданных режимах и условиях содержания, ремонта и эксплуатации. Однако одним определением безнадежные российские дороги и улично-дорожные сети в надежные без содержания, ремонта, реконструкции и строительства не превратить.
Безотказность автомобиля
– это свойство автомобиля непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки. При таком определении безотказность живучесть автомобиля – это свойство автомобиля сохранять ограниченную работоспособность при воздействиях, не предусмотренных условиями нормальной эксплуатации, но возникающих в реальной эксплуатации на российских дорогах и улицах, а безопасность автомобиля
- это свойство автомобиля не создавать угрозу для жизни и здоровья участникам дорожного движения в случае нарушения работоспособного состояния (отказа). Однако у конструктивного безопасного и технически исправного автомобиля отказ в форме неуправляемости траекторией и скоростью движения может возникнуть из-за предельно опасного состояния дороги, спроектированной и построенной согласно СНиП 2.05.02-85, но оледеневшей и недопустимо скользкой или имеющей засыпанные снегом просадки и выбоины на проезжей части и обочинах. Поэтому вероятную опасность автомобиля, дороги и среды как их объективную особенность создавать угрозу для жизни и здоровья водителя и других участников дорожного движения необходимо определить одинаково и синтезировать результаты их раздельного анализа в прогнозируемую вероятность опасностей динамичной системы ВАДС, исходно опасной, а не безопасной. Так называемая »конструктивная безопасность автомобиля» является рекламно-техническим термином, противоречащим юридическому определению автомобиля как средства повышенной опасности, особенно при управлении опасным водителем и движении по опасной дороге в опасной среде.
Проведенные в Англии исследования показали, что 80% водителей не совершают ДТП, 15% водителей совершают 70% всех ДТП, 5% водителей совершают 30% всех ДТП. Наши исследования показали, что 69% всех водителей не совершают ДТП, 12% совершают 33% всех ДТП, а 19% водителей совершают оставшиеся 67% ДТП» [ c. 139]. Следовательно, большинство безопасных водителей как-то обнаруживает опасности для движения и предотвращает ДТП, а меньшинство опасных водителей совершает ДТП, превращая себя и других в жертвы.
2. Расчет и построение динамического паспорта
При заданных модели автомобиля, скорости встречного или попутного ветра uw
=0 м/с и коэффициенте сцепления колес с сухим шероховатым покрытием jос
исходными данными для расчета и построения графиков динамического (тягово-тормозного паспорта) паспорта на листе 2 формата А1 являются:
- грузоподъемность q=6 т;
- собственная масса в снаряженном состоянии mо
=4,3 т;
- коэффициенты нормальной нагрузки ведущих колес («развесовка»)
lо
=0,51 и lq
=0,75;
- радиус качения ведущих колес rк
=0,48 м, принимаемый равным статическому и динамическому радиусам;
- передаточные числа трансмиссии uтр
на всех передачах переднего хода;
- внешняя скоростная характеристика двигателя, рассчитанная в 1 и перенесенная в таблицу 4
При наличии действительных значений этих показателей задаваемая по желанию студента модель автомобиля и условия его использования могут быть любыми.
Теоретическую скорость uт
определяем расчетом при коэффициенте буксования d=0 на всех передачах и всех табличных значениях частоты вращения n.
Силу сопротивления воздуха Рw
при табличных значениях расчетной скорости uт
и заданной скорости uw
встречного (+) или попутного (-) ветра определяем по формуле
Рw
= kw
F (uт
± uw
)2
×10-3
, (2.1)
где Рw
– сила сопротивления воздуха, кН;
uт
и uw
- скорости автомобиля и ветра, м/с;
kw
– коэффициент обтекаемости, Н с2
/м4
;
согласно [1, с. 42] kw
принимаем из интервалов:
- 0,20 – 0,35 – легковые автомобили;
- 0,45 – 0,55 – автобусы капотной компоновки;
- 0,35 – 0,45 – автобусы вагонной компоновки;
- 0,50 – 0,70 – грузовые автомобили с бортовой платформой и самосвалы;
- 0,55 – 0,65 – автоцистерны;
- 0,50 – 0,60 – автофургоны;
- 0,85 – 0,95 – автопоезда;
- 0,15 – 0,20 – гоночные автомобили;
F – площадь лобового сопротивления, м2
; согласно [1, с. 42] определяем по формулам:
F = B Нг
– грузовые автомобили с шириной колеи передних колес В и габаритной высотой Нг
, м2
;
F = 0,8 B Нг
– легковые автомобили с габаритной шириной Вг
и габаритной высотой Нг
, м2
.
Рассчитанные по формуле (1.13) значения КПД трансмиссии hтр
заносим в таблицу 4.
Полную окружную силу ведущих колес Рко
определяем по формуле
Таблица 4 Расчетная динамическая характеристика снаряженного автомобиля при факторе обтекаемости kw
F=22 Н с2
/м2
и скорости ветра uw
=0м/с
| Передача |
n, об/мин |
Vt, км/ч |
Pw, кН |
Me, кНм |
Нтр |
Pко. кН |
Do |
Ne,кВт |
Gт. кг/ч |
Не |
Uтр |
| 1 |
3240 |
12,21 |
0,038 |
0,309 |
0,85 |
26,15 |
0,62 |
105,09 |
29,95 |
0,29 |
48 |
| 3040 |
11,46 |
0,033 |
0,335 |
0,85 |
28,36 |
0,67 |
106,87 |
30,78 |
0,28 |
48 |
|
| 2840 |
10,71 |
0,029 |
0,357 |
0,85 |
30,21 |
0,72 |
106,40 |
30,96 |
0,28 |
48 |
|
| 2640 |
9,95 |
0,025 |
0,375 |
0,85 |
31,72 |
0,75 |
103,92 |
30,40 |
0,28 |
48 |
|
| 2440 |
9,20 |
0,022 |
0,389 |
0,84 |
32,87 |
0,78 |
99,69 |
29,31 |
0,28 |
48 |
|
| 2240 |
8,44 |
0,018 |
0,399 |
0,84 |
33,67 |
0,80 |
93,95 |
27,90 |
0,28 |
48 |
|
| 2040 |
7,69 |
0,015 |
0,406 |
0,84 |
34,10 |
0,81 |
86,94 |
26,34 |
0,27 |
48 |
|
| 2 |
3240 |
22,21 |
0,126 |
0,309 |
0,85 |
14,38 |
0,34 |
105,09 |
29,95 |
0,29 |
26,4 |
| 3040 |
20,84 |
0,111 |
0,335 |
0,85 |
15,60 |
0,37 |
106,87 |
30,78 |
0,28 |
26,4 |
|
| 2840 |
19,47 |
0,096 |
0,357 |
0,85 |
16,62 |
0,39 |
106,40 |
30,96 |
0,28 |
26,4 |
|
| 2640 |
18,10 |
0,083 |
0,375 |
0,85 |
17,45 |
0,41 |
103,92 |
30,40 |
0,28 |
26,4 |
|
| 2440 |
16,73 |
0,071 |
0,389 |
0,84 |
18,08 |
0,43 |
99,69 |
29,31 |
0,28 |
26,4 |
|
| 2240 |
15,35 |
0,060 |
0,399 |
0,84 |
18,52 |
0,44 |
93,95 |
27,90 |
0,28 |
26,4 |
|
| 2040 |
13,98 |
0,050 |
0,406 |
0,84 |
18,75 |
0,44 |
86,94 |
26,34 |
0,27 |
26,4 |
|
| 3 |
3240 |
39,62 |
0,400 |
0,309 |
0,85 |
8,06 |
0,18 |
105,09 |
29,95 |
0,29 |
14,8 |
| 3040 |
37,17 |
0,352 |
0,335 |
0,85 |
8,74 |
0,20 |
106,87 |
30,78 |
0,28 |
14,8 |
|
| 2840 |
34,72 |
0,307 |
0,357 |
0,85 |
9,32 |
0,21 |
106,40 |
30,96 |
0,28 |
14,8 |
|
| 2640 |
32,28 |
0,265 |
0,375 |
0,85 |
9,78 |
0,23 |
103,92 |
30,40 |
0,28 |
14,8 |
|
| 2440 |
29,83 |
0,227 |
0,389 |
0,84 |
10,14 |
0,23 |
99,69 |
29,31 |
0,28 |
14,8 |
|
| 2240 |
27,39 |
0,191 |
0,399 |
0,84 |
10,38 |
0,24 |
93,95 |
27,90 |
0,28 |
14,8 |
|
| 2040 |
24,94 |
0,158 |
0,406 |
0,84 |
10,51 |
0,25 |
86,94 |
26,34 |
0,27 |
14,8 |
|
| 4 |
3240 |
61,72 |
0,970 |
0,309 |
0,85 |
5,17 |
0,10 |
105,09 |
29,95 |
0,29 |
9,5 |
| 3040 |
57,91 |
0,854 |
0,335 |
0,85 |
5,61 |
0,11 |
106,87 |
30,78 |
0,28 |
9,5 |
|
| 2840 |
54,10 |
0,745 |
0,357 |
0,85 |
5,98 |
0,12 |
106,40 |
30,96 |
0,28 |
9,5 |
|
| 2640 |
50,29 |
0,644 |
0,375 |
0,85 |
6,28 |
0,13 |
103,92 |
30,40 |
0,28 |
9,5 |
|
| 2440 |
46,48 |
0,550 |
0,389 |
0,84 |
6,51 |
0,14 |
99,69 |
29,31 |
0,28 |
9,5 |
|
| 2240 |
42,67 |
0,464 |
0,399 |
0,84 |
6,66 |
0,15 |
93,95 |
27,90 |
0,28 |
9,5 |
|
| 2040 |
38,86 |
0,384 |
0,406 |
0,84 |
6,75 |
0,15 |
86,94 |
26,34 |
0,27 |
9,5 |
|
| 5 |
3240 |
90,90 |
2,104 |
0,309 |
0,85 |
3,51 |
0,03 |
105,09 |
29,95 |
0,29 |
6,45 |
| 3040 |
85,29 |
1,852 |
0,335 |
0,85 |
3,81 |
0,05 |
106,87 |
30,78 |
0,28 |
6,45 |
|
| 2840 |
79,68 |
1,617 |
0,357 |
0,85 |
4,06 |
0,06 |
106,40 |
30,96 |
0,28 |
6,45 |
|
| 2640 |
74,07 |
1,397 |
0,375 |
0,85 |
4,26 |
0,07 |
103,92 |
30,40 |
0,28 |
6,45 |
|
| 2440 |
68,46 |
1,193 |
0,389 |
0,84 |
4,42 |
0,08 |
99,69 |
29,31 |
0,28 |
6,45 |
|
| 2240 |
62,85 |
1,006 |
0,399 |
0,84 |
4,52 |
0,08 |
93,95 |
27,90 |
0,28 |
6,45 |
|
| 2040 |
57,23 |
0,834 |
0,406 |
0,84 |
4,58 |
0,09 |
86,94 |
26,34 |
0,27 |
6,45 |
, (2.2)
а динамический фактор автомобиля в снаряженном состоянии – по формуле
. (2.3)
Эффективный КПД двигателя можно выразить и рассчитать по формуле при Нu
» 44 или 42,5 МДж/кг соответственно для бензинов и дизельных топлив всех марок.
График коэффициента буксования d строим по ориентировочным данным таблицы 5.
Таблица 5. Ориентировочные значения d при:
|
|
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
| d |
0,003 |
0,008 |
0,018 |
0,034 |
0,053 |
0,083 |
0,126 |
0,216 |
0,414 |
1,0 |
График коэффициентов сцепления шин с сухим (ju
с
), мокрым (ju
м
), мокрым и загрязненным (ju
мз
) дорожным покрытием рассчитываем по соотношениям таблицы 6 с учетом экспериментальных данных Э.Г. Подлиха и заданного значения jос
.=0,8
Таблица 6. Ориентировочные соотношения коэффициентов сцепления
| Vт. км/ч |
0 |
10 |
80 |
100 |
| φvc |
0,8 |
0,8 |
0,416 |
0,4 |
| φvm |
0,536 |
0,536 |
0,28 |
0,264 |
| φms |
0,264 |
0,264 |
0,144 |
0,136 |
Графики Do
= f (uт
) на всех передачах переднего хода у автомобилей с дизелями должны иметь регуляторные, а у грузовых автомобилей и автобусов с карбюраторными двигателями, - ограничительные «ветви» - наклонные прямые, плавно переходящие в кривые корректорных «ветвей», изображающих кратковременно допустимую перегрузку и начальный участок режима заглохания перегруженного двигателя. Построение этих графиков по данным колонок uт
и Dо
в таблице 4 можно осуществлять в любой последовательности, но лучше начинать с номинальных значений (при Ne max
), которые должны лежать на общей касательной гиперболе, описывающей динамические возможности автомобиля с ДПМ (дизелем постоянной мощности). Автомобильные дизели с обычной (положительной) коррекцией цикловой подачи топлива и, тем более, «двухрежимные» (с отрицательной при больших и положительной при малых частотах n (скоростях uт
) существенно отличаются от ДПМ в сторону меньшей приспособляемости к преодолению переменных дорожных сопротивлений y.
Тягово-тормозной паспорт автомобиля на листе 2 формата А1 проще строить последовательности:
- отступив от левого верхнего угла со стороной 841мм примерно на 50мм вниз и вправо, начертить левый квадрат 250х250мм, центральный прямоугольник 400х250 + 200 мм и правый прямоугольник 80х250 мм с общей верхней стороной 730мм;
разделить левое и центральные поля будущих графиков квадратной масштабной сеткой 50х50 мм, а правое поле - вертикалями через 20мм;
- нанести символы, значения и единицы измерения на шкалах:
d, Do
, ju
, y, l ® 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0;
jхт
® 0, 2, 4, 6, 8,м/с2
10;
® 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0;
Sт
0,50; 100; 150; 200; 250; 300; 350м; 400;
Г ® 1, 2, 3, 4, 5;
uа
® 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 м/с 40;
0, 18,36, 54, 72, 90, 108, 126 км/ч 144;
hе
® 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4;
Nе
® 0, 50, 100, 150 кВт 200 (или иные значения, включающие Nе, max
и удобные для отчета);
- повторить значения левой вертикальной шкалы на второй справа вертикальной шкале (пр
- разделить правую вертикальную шкалу (при Г = 5) на десять интервалов по 25мм в каждом и их границы соединить лучами с границами тех же интервалов на второй справа вертикальной шкале; нанести символ и значения правой вертикальной шкалы:
y ® 0, 0,02; 0,04; 0,06;…; 0,20;
- используя таблицу 2.1, построить на верхнем центральном поле кривые Do
= f(uт
), а под ними на нижнем центральном поле; - кривые Nе
= f(uт
) и hе
= f(uт
) на всех передачах переднего хода;
- используя таблицу 2.3, построить на верхнем центральном поле кривые ju
с
, ju
м
и ju
мз
= f(uт
); соединить лучами «сеточные» значения скорости uа
(5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 м/с) с полюсом, имеющим координаты uт
= 0, Do
= 1,0, = 1 и Sт
= 0;
- используя таблицу 5, построить на левом поле кривую d = f; «сеточные» значения «второй» слева вертикальной шкалы, одинаковые со значениями 0,2; 0,4; 0,8; на левой шкале, соединить диагоналями с такими же значениями на верхней левой шкале, соединить диагоналями с такими же значениями на верхней левой шкале , а лучами, - с полюсом в нижнем левом углу, имеющим координаты jхт
= 10 м/с2
и d, Do
, ju
, y, l = 0;
- используя данные технической характеристики, определить значения коэффициента нормальной нагрузки ведущих колес неполноприводного автомобиля lо
в снаряженном и lq
в полностью груженом состоянии, полученное значение lо
в масштабе левой вертикальной шкалы отложить на второй справа вертикальной шкале (при Г = 1), а lq
- на вертикальной шкале, проходящей через значение
Гq
= 1 + ;
полученные точки соединить прямой линией;
- принимая удобные для отчета и построения графика значения для отчета и построения графика значения Гi
> Гq
, рассчитать значения
(2.4)
и построить гиперболическую часть графика l = f(Г).
Графики jхт
= f (ju
, t), uат
= f (jхт
, t) и sтс
= f (uат
, t), характеризующие тормозную часть динамического паспорта автомобиля, строим после графоаналитического определения показателей эффективности автомобиля в тяговом режиме.
Графическое определение рабочей скорости и расчет показателей эффективности
Поскольку необходимое условие ускоренного и равномерного движения груженого автомобиля имеет вид
, (2.5)
а графики Do
= f (uт
) рассчитаны и построены при Г=1, то при любых значениях Г > 1 значения динамического фактора груженого автомобиля по двигателю
, (2.15)
сравниваемые со значением коэффициента y, можно определить по графикам Do
= f (uт
), изменяя масштаб их ординат в Г раз. Множество таких масштабов при фиксированных значениях y на правой шкале образует лучи – линии одинаковых значений Dг
= y при разных значениях Г. Поэтому известные значения Г и y, отмечаемые соответственно на верхней (или нижней) и правой шкалах входными стрелками и последующими пунктирными линиями по вертикале и лучу до точки пересечения друг с другом, определяют ординату Dг
, переносимую по горизонтальной пунктирной лини до пересечения с правой кривой Do
= f (uт
), и далее до правой шкалы левого поля. Эта точка на правой шкале (шкале времени в тормозной части паспорта) является первым «входом» Dг
в график количественного учета буксования d = f (Dг
/ju
l) в рабочей скорости uа
. Еще два «входа» в этот график (l и ju
с
, ju
м
или ju
мз
) определяются проектированием по горизонталям точки пересечения вертикали Г с кривой l на правом поле точки пересечения графика ju
с
, ju
м
или ju
мз
= f (uт
)с пунктирной вертикалью, проходящей через точку пересечения пунктирной горизонтали Dг
с правой кривой Do
= f (uт
).
Таким образом, на правой шкале левого поля получается три входа в график количественного учета сомножителя (1 - d) в формуле (2.1). Этот сомножитель можно определить двойным графическим делением на левом поле: ординату Dг
(делимое) спроектировать по горизонтали, а ординату ju
(делитель) – по лучу, точку их пересечения спроектировать по вертикали на верхнюю шкалу, полученный на ней промежуточный результат Dг
/ju
перенести по диагональной сетке на правую шкалу, полученную ординату спроектировать по горизонтали до пересечения с лучом из ординаты l, а точку их пересечения спроектировать по вертикали до пересечения с кривой d. Эта точка делит проходящую через нее единичную вертикаль на нижнюю d и верхнюю (1 - d) части. Графическое умножение (1 - d) на значение uт
, определенное аргументом точки пересечения правой (или любой) кривой Do
с горизонталью ключа пользования, обеспечивает лучевая номограмма в верхней части центрального поля скоростей. Луч, уходящий в полюс из найденного значения uт
, аргументом точки пересечения с горизонталью, проходящей через значение d на кривой, определяет рабочую скорость uа
, а проходящая через нее вертикаль – значения Ne
и hе
на нижней части центрального поля. Следовательно, при известной массе mг
все показатели формулы (2.4) оказываются известными и позволяют рассчитать значение КПД автомобиля hа
и себестоимость его полезной работы Са
по формуле (2.8). Однако до графического определения рабочих скоростей и последующего расчета показателей эффективности необходимо конкретизировать условия автоперевозок и задать соответствующие им состояния дорожного покрытия (ju
с
, ju
м
или ju
мз
) и значения коэффициентов y и Г. Результаты такого графоаналитического прогноза эффективности автомобиля можно оформить таблицей 7.
Таблица 7 Прогноз эффективности автомобиля
| Условия |
f |
i |
ψ |
Г |
λ |
Va |
φv |
ηe |
Ne |
Na |
ηa |
Ca |
| 1 |
0,02 |
0 |
0,02 |
2 |
0,68 |
86 |
0,38 |
0,28 |
108 |
28,12 |
0,073 |
127,85 |
| 2 |
0,019 |
0,01 |
0,02 |
2,4 |
0,75 |
78 |
0,24 |
0,275 |
106 |
26,81 |
0,066 |
122,35 |
| 3 |
0,008 |
0,012 |
0,02 |
3 |
0,67 |
66 |
0,12 |
0,27 |
98 |
22,90 |
0,059 |
121,81 |
В строке 1 условия перевозок можно принять наиболее благоприятными (y = f £ 0,02, Г = Гq
и j = ju
с
), в строке 2 вместо i = 0 imax
, а в строке 3 экстремальными, но обеспечивающими условие. При этом ключ пользования на листе 2 можно изобразить стрелками и пунктирными линиями только для одного, наиболее важного варианта, обоснованного текстовой частью.
Значения экономических и эксплуатационных показателей (Цтм
, а, Ба
, Зот
, Па
, g, L, b) можно принять ориентировочными, в том числе а » 0,4, Па
= 0, g = b = 1 и j = 0.
3. Оценка динамичности автомобиля
Расчет, построение и анализ характеристик разгона
При заданных значениях коэффициентов Г и y текущие значения максимально возможных ускорений j = f(uт
) на всех передачах проще определять расчетом по формуле
(3.1)
после расчета значений коэффициента dвр
.
Для расчета текущих значений Dг
, входящих в уравнение движения (3.1), достаточно переписать значения Dо
из таблицы 4 в таблицу 8 и разделить их согласно (2.15) на заданное значение коэффициента нормальной загрузки автомобиля или автопоезда Г.
Текущие значения теоретической скорости uт
, соответствующие текущим значениям Dо
, Dг
и j, тоже надо переписать из таблицы 2.1 в таблицу 3.1 и использовать их при построении графика ускорений j = f(uт
) на листе миллиметровой бумаги формата А 4. После этого время tp
и путь sp
разгона можно определить графоаналитическим методом Е.А. Чудакова и Н.А. Яковлева.
Если часть шкалы скорости uт
для каждой передачи разделить на n = 5 – 7 удобных для отсчета одинаковых интервалов
un
= un
- un-1
(3.2)
со средними значениями скорости
un ср
= 0,5 (un-1
+ un
), (3.3)
то в каждом интервале и на всех передачах можно графически определить
средние ускорения
jn,ср
= 0,5 (jn-1
+ jn
), (3.4)
а также время разгона
(3.5)
и путь разгона
Sn
= un-1
× + 0,5 jn,ср
2
= un ср
×. (3.6)
Таблица. Результаты графоаналитического определения характеристик разгона автомобиля ЗИЛ-431410 при Г =2,4, y = 0,02.
| Передача |
Uk |
δвр |
Do |
Dг |
i |
Vт |
in |
iср |
∆tn |
Vn ср |
∆Sn |
| 1 |
7,44 |
3,25 |
0,62 |
0,26 |
0,72 |
12,21 |
0,72 |
0,72 |
0,53 |
12,21 |
6,43 |
| 7,44 |
3,25 |
0,67 |
0,28 |
0,78 |
11,46 |
0,78 |
0,75 |
1,01 |
11,84 |
11,91 |
|
| 7,44 |
3,25 |
0,72 |
0,30 |
0,84 |
10,71 |
0,84 |
0,81 |
0,93 |
11,08 |
10,32 |
|
| 7,44 |
3,25 |
0,75 |
0,31 |
0,88 |
9,95 |
0,88 |
0,86 |
0,88 |
10,33 |
9,06 |
|
| 7,44 |
3,25 |
0,78 |
0,32 |
0,92 |
9,20 |
0,92 |
0,90 |
0,84 |
9,58 |
8,02 |
|
| 7,44 |
3,25 |
0,80 |
0,33 |
0,94 |
8,44 |
0,94 |
0,93 |
0,81 |
8,82 |
7,16 |
|
| 7,44 |
3,25 |
0,81 |
0,34 |
0,95 |
7,69 |
0,95 |
0,95 |
0,40 |
8,07 |
3,21 |
|
| 2 |
4,1 |
1,71 |
0,34 |
0,14 |
0,69 |
22,21 |
0,69 |
0,69 |
0,99 |
22,21 |
22,02 |
| 4,1 |
1,71 |
0,37 |
0,15 |
0,76 |
20,84 |
0,76 |
0,73 |
1,89 |
21,52 |
40,63 |
|
| 4,1 |
1,71 |
0,39 |
0,16 |
0,82 |
19,47 |
0,82 |
0,79 |
1,73 |
20,15 |
34,96 |
|
| 4,1 |
1,71 |
0,41 |
0,17 |
0,87 |
18,10 |
0,87 |
0,84 |
1,63 |
18,78 |
30,53 |
|
| 4,1 |
1,71 |
0,43 |
0,18 |
0,90 |
16,73 |
0,90 |
0,89 |
1,55 |
17,41 |
26,96 |
|
| 4,1 |
1,71 |
0,44 |
0,18 |
0,93 |
15,35 |
0,93 |
0,92 |
1,50 |
16,04 |
24,00 |
|
| 4,1 |
1,71 |
0,44 |
0,18 |
0,94 |
13,98 |
0,94 |
0,94 |
0,73 |
14,67 |
10,74 |
|
| 3 |
2,29 |
1,25 |
0,18 |
0,08 |
0,44 |
39,62 |
0,44 |
0,44 |
2,80 |
39,62 |
110,93 |
| 2,29 |
1,25 |
0,20 |
0,08 |
0,49 |
37,17 |
0,49 |
0,46 |
5,26 |
38,39 |
201,96 |
|
| 2,29 |
1,25 |
0,21 |
0,09 |
0,54 |
34,72 |
0,54 |
0,52 |
4,73 |
35,95 |
170,02 |
|
| 2,29 |
1,25 |
0,23 |
0,09 |
0,58 |
32,28 |
0,58 |
0,56 |
4,36 |
33,50 |
146,15 |
|
| 2,29 |
1,25 |
0,23 |
0,10 |
0,61 |
29,83 |
0,61 |
0,60 |
4,11 |
31,06 |
127,55 |
|
| 2,29 |
1,25 |
0,24 |
0,10 |
0,63 |
27,39 |
0,63 |
0,62 |
3,93 |
28,61 |
112,57 |
|
| 2,29 |
1,25 |
0,25 |
0,10 |
0,65 |
24,94 |
0,65 |
0,64 |
1,91 |
26,17 |
50,09 |
|
| 4 |
1,47 |
1,13 |
0,10 |
0,04 |
0,19 |
61,72 |
0,19 |
0,19 |
10,17 |
61,72 |
627,45 |
| 1,47 |
1,13 |
0,11 |
0,05 |
0,23 |
57,91 |
0,23 |
0,21 |
18,04 |
59,81 |
1079,27 |
|
| 1,47 |
1,13 |
0,12 |
0,05 |
0,28 |
54,10 |
0,28 |
0,26 |
14,92 |
56,00 |
835,47 |
|
| 1,47 |
1,13 |
0,13 |
0,06 |
0,31 |
50,29 |
0,31 |
0,29 |
13,00 |
52,19 |
678,63 |
|
| 1,47 |
1,13 |
0,14 |
0,06 |
0,34 |
46,48 |
0,34 |
0,32 |
11,76 |
48,38 |
568,92 |
|
| 1,47 |
1,13 |
0,15 |
0,06 |
0,36 |
42,67 |
0,36 |
0,35 |
10,94 |
44,57 |
487,57 |
|
| 1,47 |
1,13 |
0,15 |
0,06 |
0,37 |
38,86 |
0,37 |
0,37 |
5,21 |
40,76 |
212,27 |
|
| 5 |
1 |
1,08 |
0,03 |
0,01 |
-0,06 |
90,90 |
-0,06 |
-0,06 |
0,00 |
90,90 |
0,00 |
| 1 |
1,08 |
0,05 |
0,02 |
-0,01 |
85,29 |
-0,01 |
-0,03 |
0,00 |
88,10 |
0,00 |
|
| 1 |
1,08 |
0,06 |
0,02 |
0,04 |
79,68 |
0,04 |
0,02 |
355,85 |
82,48 |
29351,69 |
|
| 1 |
1,08 |
0,07 |
0,03 |
0,08 |
74,07 |
0,08 |
0,06 |
99,42 |
76,87 |
7642,82 |
|
| 1 |
1,08 |
0,08 |
0,03 |
0,11 |
68,46 |
0,11 |
0,09 |
61,38 |
71,26 |
4374,12 |
|
| 1 |
1,08 |
0,08 |
0,03 |
0,13 |
62,85 |
0,13 |
0,12 |
46,50 |
65,65 |
3052,95 |
|
| 1 |
1,08 |
0,09 |
0,04 |
0,15 |
57,23 |
0,15 |
0,14 |
19,47 |
60,04 |
1168,72 |
Тогда расчетное время разгона
tp
= 1
+ 2
+ … + , (3.7)
а расчетный путь разгона
Sp
=S1
+ S2
+ …+ Sn
. (3.8)
Однако в полученных расчетных значениях времени tp
и пути Sp
разгона не учтены время и путь трогания с места при убывающей пробуксовке дисков сцепления, а также время и путь движения "накатом по инерции" при переключении передачи. Эти "потери времени и пути" количественно мало значимы, но их качественная сторона определяет операторское мастерство водителя и его влияние на основные свойства автомобиля, прежде всего проходимость, безотказность и долговечность.
Расчет, построение и анализ характеристик обгона
При движении обгоняющего 1 (рис. 3.2), обгоняемого 2 и встречного 3 автомобилей с постоянными скоростями u1
,=20м/с, u2
=15м/с и u3
=19м/с соответственно свободное расстояние на встречной полосе, необходимое для завершенного обгона, определяем по формуле:
, (3.9)
где Sсв
, Sоб
и Sз
– соответственно расстояние свободное, обгона и проходимое встречным автомобилем за время обгона, м;
L1
=5и L2
=5– габаритная длина соответсвенно обгоняющего и обгоняемого автомобилей, м;
D1
и D2
– дистанции безопасности соответственно в начале и конце завершенного обгона, м.
"Согласно имеющимся данным, первая дистанция безопасности может быть представлена в виде функции скорости обгоняющего автомобиля
D1
= аоб
u1
2
+ 4, (3.10)
D1=216м.
а вторая – в виде функции скорости обгоняемого автомобиля
D2
= воб
u2
2
+ 4, (3.11)
D2=112м.
где аоб
и воб
– эмпирические коэффициенты, зависимые от типа обгоняемого автомобиля (таблица 9).
Таблица 9. Значения коэффициентов аоб
и воб
| Автомобили |
аоб
|
воб
|
| Легковые Грузовые средней грузоподъемности Грузовые большой грузоподъемности и автопоезда |
0,33 0,53 0,76 |
0,26 0,48 0,67 |
Вторая дистанция короче первой, так как водитель обгоняющего автомобиля стремится быстрее возвратиться на свою полосу движения и иногда "срезает угол", а также "вклинивается" в дистанцию D3
между движущимися впереди "лидером", заменяя опасность встречного столкновения двумя попутными – спереди и сзади. На скоростных магистралях подобные попутные столкновения, обусловленные аварийным завершением обгона, иногда переходят во встречные с десятками и даже сотнями участников. Поэтому опытные водители вместо опасного и, тем более аварийного завершения обгона не начинают или прекращают его, возвращаясь на свою полосу движения не спереди, а сзади обгоняемого транспортного средства. Такой маневр, называемый незавершенным обгоном, можно разделить на три скоростных и временно-путевых этапа:
1. Выезд на встречную полосу и движение по ней со скоростью u1
за время t'
на пути обгона:
, (3.12)
где е – переднегабаритное опережение (+), e=4 м.
t’=45,0c.
S’1=900,0м.
2. Замедление до скорости
= - j1
t''
< (3.13)
n’1=10,2м.
и пропускание обгоняемого автомобиля вперед на пути отказа от завершения обгона
, (3.14)
где Кэ
– коэффициент эффективности торможения; Кэ=1,2
- минимально устойчивая скорость, согласно [, с. 53] = 3-5 м/с.
S’’1=769,4м.
3. Возврат на свою полосу движения со скоростью за время t'''
на пути возврата
, (3.15)
где - путь, проходимый обгоняемым автомобилем за время
, (3.16)
t’’=5с.
; (3.17)
S’’2=75м.
D2
– дистанция безопасности при отказе от завершения обгона и возврата на свою полосу из-за угрозы встречного столкновения;
D2
» (15 – 20) м [, с. 54];
t'''
– время возврата на свою полосу;
. (3.18)
t’’’=6,04с.
S’’’1=1537,2м.
При этом полный путь трехэтапного незавершенного обгона:
Sно
=3206,6м. (3.19)
и его время
tно
= t'
+ t''
+ t'''
=56,04с. (3.20)
вместе со скоростью u3
встречного автомобиля определяют минимальное свободное расстояние
, (3.21)
необходимое для осуществления этого сложного и опасного маневра.
S’св=4271,4м.
Анализ, построение и расчет тормозной диаграммы
При заданном значении начальной скорости uа
=72км/ч тормозную диаграмму рассчитываем и строим в последовательности:
- используя графики ju
с
, ju
м
и ju
мз
на листе 2, определяем методом ординат с шагом 5 км/ч средние значения коэффициентов сцепления jс
, jм
и jмз
в интервале скоростей от нуля до заданной uа
;
- выбираем значение времени реакции водителя tр
из ряда tр
= (0,6; 0,8; 1,0; 1,2 или 1,4) с, дифференцированного ВНИИСЭ;
- принимаем допустимое ГОСТ Р 51709 – 2001 время срабатывания рабочей тормозной системы (РТС) tср
и делим его на время запаздывания tс
= (0,1 – 0,2)с (РТС с гидроприводом) или tс
= (0,4 – 0,5)с (РТС с пневмоприводом) и время нарастания земедления tн
=tср
-tс
;
- определяем остановочное время на мокром и загрязненном покрытии по формуле
tомз
=tр
+tс
+0,5tн
+uа
/gjмз
(3.22)
и с учетом полученного значения составляем таблицу 10 для трех вариантов тормозной диаграммы – при средних значениях jс
, jм
и jмз
;
Таблица 10. Расчетные тормозные диаграммы
| М.-З. t |
φмз |
φм |
φс |
Мокр. t |
Сухое t |
||||||
| імз |
Va |
Sмз |
ім |
Va |
Sм |
іс |
Va |
Sc |
|||
| 0 |
0 |
72 |
0 |
0 |
72 |
0 |
0 |
72 |
0 |
0 |
0 |
| 0,6 |
0 |
72 |
12,0 |
0 |
72 |
12 |
0 |
72 |
12 |
0,6 |
0,6 |
| 0,2 |
0 |
72 |
16,0 |
0 |
72 |
16 |
0 |
72 |
16 |
0,2 |
0,2 |
| 0,4 |
1,96 |
71,61 |
20,0 |
3,16 |
71,4 |
20,0 |
4,33 |
71,13 |
19,95 |
0,4 |
0,4 |
| 2 |
1,96 |
62 |
42,0 |
3,16 |
65,0 |
29,0 |
4,33 |
60 |
33,00 |
1 |
1 |
| 4 |
1,96 |
48 |
62,0 |
3,16 |
50,0 |
36,0 |
4,33 |
42 |
38,80 |
2 |
2 |
| 6 |
1,96 |
32 |
85,0 |
3,16 |
35,0 |
40,8 |
24 |
42 |
3 |
3 |
|
| 8 |
1,96 |
12 |
108,3 |
3,16 |
25,0 |
56,0 |
4 |
||||
| 11,20 |
0 |
0 |
112,0 |
0 |
0 |
65,1 |
0 |
0 |
48,51 |
6,52 |
4,85 |
- определяем остановочный путь на мокром и загрязненном покрытии по формуле:
sомз
=(tр
+tс
+0,5tн
)uа
+uа
2
/gjмз
(3.23)
и установившиеся замедления jуст
по формуле (3.49) при jх
= jмз
и Кэ
= 1; jх
= jм
и Кэ min
, jх
= jс
и Кэ mах
;
- на листе миллиметровой бумаги формата А 4 на расстоянии около 100 мм от верхнего края проводим горизонтальную шкалу времени t и вертикальные шкалы j (верхнюю), u и s (нижние), выбираем удобные масштабы и строим графики jс
(t), jм
(t) и jмз
(t), ограничив их значениями остановочного времени tос
, tом
и tомз
, и приняв линейную зависимость нарастания от нуля до jуст
в интервале времени tн
;
- определяем скорости uн
в конце нарастания замедлений по формуле
uн
=uа
–0,5jуст
tн
(3.24)
при jуст
= jс
, jм
и jмз
, откладываем полученные значения на вертикали, проходящей через конец интервала tн
, полученные точки соединяем плавными кривыми с горизонталью uа
и расходящимися лучами с точками tомз
, tом
и Ошибка! Ошибка связи.
на горизонтальной шкале t;
- определяем прямолинейную часть графика пути за время реакции водителя и запаздывания РТС
sрс
=uа
(tр
+tc
) (3.25)
и его криволинейные приращения за время нарастания замедления
sн
=0,5uн
tн
=0,5tн
(uа
–0,5jуст
tн
) (3.26)
строим прямолинейно-криволинейное начало "веера" остановочных путей:
- определяем по графикам средние значения скоростей в секундных интервалах времени tуcт
, полученные значения заносим в таблицу 3.4 и складываем как секундные приращения sмз
, sм
и
sс
=uа
(t) с предыдущими значениями sмз
, sм
и sс
в колонках таблицы 10; по полученным значениям строим параболическую часть графиков остановочных путей;
- из остановочного пути sос
определяем тормозной путь:
sт
=sос
-uа
tp
(3.27)
Sт=68,84081633
и сравниваем его с расчетным тормозным путем по приложению Д ГОСТ Р 51709 – 2001:
, (3.28)
где sт
– тормозной путь, м;
uо
– начальная скорость торможения автотранспортного средства (АТС), км/ч;
jуст
– установившееся замедление согласно таблице Д 1, м/с2
;
А – коэффициент, характеризующий время срабатывания тормозной системы, принимаемой из таблицы Д 1.
Таблица Д 1. ГОСТ Р 51709 – 2001
| АТС |
Категория АТС (тягач в составе автопоезда) |
Исходные данные для расчета норматива тормозного пути sт
|
|
| А |
jуст
|
||
| Пассажирские и грузопассажирские автомобили |
М1
|
0,10 |
5,8 |
| М2,
|
0,10 |
5,0 |
|
| Легковые автомобили с прицепом |
М1
|
0,10 |
5,8 |
| Грузовые автомобили |
N1
|
0,15 |
5,0 |
| Грузовые автомобили с прицепом (полуприцепом) |
N1
|
0,18 |
5,0 |
Sт=56,82м.
Однозначная количественная оценка долями единицы операторского мастерства водителя, конструктивного совершенства автомобиля и транспортно-эксплуатационных свойств дороги может быть получена из экспериментальных тормозных диаграмм. Графоаналитический вариант такой диаграммы, показанный на тягово-тормозном паспорте (см. рисунок 2.1), строим в последовательности:
- на нижней левой шкале откладываем значение g=9,8м/с2
, переносим его на верхнюю левую шкалу и соединяем диагональной линией g с началом координат (Dо
=0, jхт
=0, uа
=0, sт
=0) тормозной "части" динамического паспорта;
- используя значения остановочного времени tо
, выбираем удобный масштаб, например с/см, и наносим на вторую слева шкалу значения времени торможения
t ® 0, 2, 4, 6, 8 с 10 или 0, 5, 10, 20 с 25;
- учитывая высокую чувствительность организмом человека низкочастотных колебаний скорости продольных замедлений (ускорений) d jx
/d t, приспособленность правой ноги к малым частотам (1,7 – 2,5 Гц) и ограниченную скорость срабатывания тормозной системы, принимаем минимальную частоту импульсов 1Гц;
- считая все значения коэффициентов сцепления ju
с
реализованными при блокировке колес после "клевка", а не максимальными при коэффициенте юза sкр
, принимаем постоянные "размахи"
ju
с
= ju
, max
-ju
с
£0,2 (3.29)
jх
= ju
с
g £ 2 м/с2
;
- на шкале скоростей откладываем начальную скорость uао
, проектируем ее значение по вертикали до пересечения с кривой ju
с
, полученную точку пересечения проектируем по горизонтали до пересечения с g, а полученную на ней точку проектируем по вертикали до пересечения с линией нарастания замедления и шкальной jхт
соответствует реализованному при юзе значению коэффициента сцепления ju
с
при начальной скорости uа
и согласно (3.61) может быть увеличено до максимального при jхт
/t=0 и уменьшено до минимального на ту же величину jхт
при jхт
/t=0 в точке касания с вертикальной линией проектирования произведения ju
с
g на шкалу jхт
;
- определяем из построенного графика первого односекундного "клевка" среднее значение замедления
(3.30)
и уменьшаем скорость uао
на величину
u1
= j1, ср
t1
(3.31)
отложенную на горизонтали, уходящей вправо из j1, min
до пересечения с вертикалью, проведенной через значение начальной скорости uао
,
- полученное значение скорости uа1
в конце первого "клевка"
uа1
= uао
- u1
считаем начальным, по нему графически определяем значение реализованного при юзе коэффициента сцепления ju
с
и соответствующего ему замедления j2, ср
и уменьшения скорости u2
.
При выбранной частоте импульсов ("клевков") 1 Гц начальная скорость перед торможением
uа
= uа
=
удобно делится на n уменьшений uа
последовательно определяемых как средние замедления jср
в интервалах времени t=1с.
Текущие приращения остановочного sос
и тормозного sтс
путей s определяем
графически как половины средних значений скорости uа, ср
в полусекундных интервалах t.
Построение графиков j(t), uа
(t) и sт
(t) при других состояниях дороги, характеризуемых коэффициентами сцепления ju
м
и ju
мз
, аналогично.