Определить значение показателей тягово-скоростных свойств заднеприводного, двухосного, четырёхколёсного автомобиля.
Дано:
Масса автомобиля, ma, кг. 14825
Масса, приходящаяся на переднюю ось, m1, кг 4825
Масса, приходящаяся на заднюю ось, m2, кг. 10000
Лобовая площадь, А, м2 5,2
Коэффициент лобового сопротивления, СХ 0,86
Частота вращения коленчатого вала двигателя, ne, об/мин 1500
Эффективный крутящий момент, Ме, Н м. 680
Момент инерции маховика, JМ, кг м2 2,6
Момент инерции колеса, JК, кг м2 16,68
Статический радиус колеса, rК, м 0,51
Передаточное число КП, UКП, 1
Передаточное число главной передачи, UГ, 7,24
КПД трансмиссии, ηТР, 0,85
Коэффициент сопротивления качению, f, 0,019
Коэффициент сцепления, φ, 0,6
Продольный уклон дороги, i, 0,08
Определить:
Скорость автомобиля, Va, м/сек.
Коэффициент учёта вращающихся масс, δ.
Силу тяги, по заданному Ме, РТ.
Силу тяги, по заданному φ, РТ(φ).
Силу сопротивления воздуха, РВ.
Силу сопротивления качению, РК.
Силу сопротивления подъёму, РП.
Динамический фактор автомобиля, D.
Ускорение автомобиля, I м/сек2.
Максимальный уклон iМАКС, подъёма, при заданном Ме.
Максимальный уклон iφ, подъёма, при заданном φ.
1. Скорость автомобиля, Va,
Va = (2 π rК ne)/UТР; где,
ne = 1500 об/мин = 25,0 об/сек.
UТР = UКП UГ = 1 * 7,24 = 7,24 – передаточное число трансмиссии,
Va = (2 * 3,14 * 0,51 * 25,0)/7,24 = 11,07 м/сек = 39,8 км/час.
2. Сила тяги, по заданному Ме, РТ.
РТ = Ме UТР ηТР/rК = (680 * 7,24 * 0,85)/0,51 = 8205 Н = 8,2 кН.
3. Сила сопротивления воздуха, РВ.
РВ = (СХ ρ А Va2)/2; где,
ρ = 1,205 кг/м3 – плотность воздуха, [1]
РВ = (0,86 * 1,205 * 5,2 11,072)/2 = 330,2 H.
4. Динамический фактор автомобиля, D на прямой передаче.
D = (РТ - РВ)/Ga = (8205,6 – 330,2)/145383 = 0,054; где,
Ga = ma g = 14825 * 9,807 = 145383 Н – вес автомобиля.
5. Коэффициент учёта вращающихся масс, δ.
δ = 1 + [(JМ UТР2 ηТР + JТР + ZK JK)/ ma rК2]; где,
JТР = 0 – момент инерции трансмиссии, при небольших диаметров валов, КП, карданных, главной передачи им можно пренебречь.
ZK = 4 – число колёс.
δ = 1 + [(2,6 * 7,242 * 0,85 + 0 + 4 16,68)/145383 * 0,512] = 1,0038;
6. Сила сопротивления качению, РК, на горизонтальном участке дороги.
РК = РВ + Ga f = 330,2 + 145383 * 0,016 = 2656,3 Н;
7. Сила тяги, по условию сцепления колёс с дорогой, РТ(φ).
РТ(φ) = RZ2 φ = 98070 * 0,6 = 58839,6 H = 5,9 кН; где,
RZ2 = m2 g = 10000 * 9,807 = 98070 Н – нормальная реакция дороги на ведущие колёса.
8. Сила сопротивления подъёму, РП.
РП = РВ + Ga Ψ = 330,2 + 98070 * 0,096 = 9744,5 Н = 9,7 кН; где,
Ψ =f + i = 0,016 + 0,08 = 0,097 – суммарное дорожное сопротивление при подъёме.
9. Ускорение автомобиля, I, на горизонтальном участке дороги.
I = (D – f) g/δ = (0,054 – 0,016) 9,807/1,0038 = 0,371 м/сек2.
10. Максимальный уклон iМАКС, подъёма, при заданном Ме.
iМАКС = [(РП - РВ)/ Ga] – f = [(9744,5 – 330,2)/145383] – 0,016 = 0,049.
iМАКС = 0,049 < 0,08 – преодоление подъёма не возможно.
11. Максимальный уклон iφ, подъёма, при заданном φ.
iφ = D – f = 0,054 – 0,016 = 0,038 < i = 0,08 - преодоление подъёма не возможно
Задача 2
Определить влияние эксплуатационных факторов на значение нормальных реакций дороги, RZ
Условия движения:
1. Автомобиль стоит на горизонтальном участке дороги.
2. Автомобиль стоит на продольном подъёме.
3. Автомобиль стоит на продольном спуске.
4. Автомобиль движется ускоренно на горизонтальном участке дороги.
Дано:
Масса автомобиля, ma, кг. 1820
Масса, приходящаяся на переднюю ось, m1, кг 870
Масса, приходящаяся на заднюю ось, m2, кг 950
База автомобиля, L, м 2,8
Статический радиус колеса, rК, м 0,31
Высота центра масс, h, м 0,85