Испытания транспортных средств: Методические указания по изучению курса и выполнению контрольной работы, страница 2

ƒ – коэффициент сопротивления качению автомобиля.

ƒ _пр – коэффициент сопротивления качению прицепа.

α – угол подъема или уклона в градусах.

β – угол бокового наклона дороги; коэффициент запаса сцепления;

kF – фактор сопротивления воздуха в Н·с ²/м ².

m_1;m₂  – коэффициент изменения реакций соответственно на передней и задней автомобиля.

φ – коэффициент сцепления.

Ψ – коэффициент суммарного дорожного сопротивления.

η_м – механический коэффициент полезного действия трансмиссии автомобиля.

i – ускорение в м/с².

Контрольная работа

Задание №1. Общая динамика автомобиля

В задании приведены задачи по основным кинематическим и динамическим свойствами, характерным для автомобиля.

При решении задач необходимо пользоваться следующими уравнениями:

1.  Ведущий момент, приложенный к колёсам:

М_к = М_е η_м i _т   Н·м

2.  Касательная сила тяги:

Р_к ==  Н

3.  Скорость движения автомобиля:

υ = 0,377 м/с

4.  Сопротивление качению:

Р_ƒ = G ƒcos α Н;     N_f = кВт

5.  Сопротивление подъёму:

Р_h = G sin α Н;     N_h =  кВт

6.  Сопротивление воздуха:

P_w = Н;     N_w =  кВт

7.  Сопротивление разгону автомобиля:

Р_j = j Н;     N_j =  кВт

где β – коэффициент учёта вращающихся масс.

8.  Нормальные реакции дороги на колёса двухосного автомобиля с задним ведущим мостом (приближенно):

а) на передние колёса:

Z₁ = G cos α  Н;

б) на задние колёса:

Z₂ = G cos αН.

Задачи. Раздел «a». Зависимость динамики автомобиля от мощности двигателя

1.1а. Рассчитать скорость движения ГАЗ-3307 на І, ІІ, ІІІ и ІV передачах при частоте вращения коленчатого вала двигателя 200 мин^-1.

1.2а. Сила сопротивления качению автомобиля ЗИЛ-4331 с грузом на горизонтальном участке дороги Р_f = 177 кг.

Чему равен коэффициент сопротивления качению f?

1.3а. Определить силу сопротивления качению полностью загруженного автомобиля ГАЗ-3307 при движении его на подъем с углом α = 14° по сухой грунтовой дороге, характеризуемой коэффициентом сопротивления качению ƒ = 0,025.

1.4а. Рассчитать силу сопротивления воздуха движению автомобиля ЗИЛ-4331 на четвертой (прямой) передаче при числе оборотов двигателя 1700 и 2700 мин^-1.

1.5а. Определить силу дополнительного сопротивления движению, обусловленного поступательным ускорением автомобиля i = 0,5 м/с². Полный вес автомобиля G = 49000 Н. Передаточное число коробки передач i _к = 2,828.

Примечание. При подсчете силы сопротивления разгону величину коэффициента учета вращающихся масс принять равной β = 1 + 0,07 i_к.

1.6а. Подсчитать мощность, подводимую к ведущим колесам автомобиля с карбюраторным двигателем при частоте вращения коленчатого вала двигателя, равной 1600, 2400 и 2800 мин^-1. Максимальная мощность двигателя N_еmax = 70 кВт и частота вращения колёнчатого вала при максимальной мощности n_max = 3200 мин^-1. Механический коэффициент полезного действия принять равным η_м = 0,9.

Примечание. При расчетах использовать формулу Лейдермана:

N_е = N_еmax (),

где N_е – мощность, развиваемая двигателем при n мин^-1.

1.7а. Подсчитать мощность, расходуемую автомобилем ГАЗ-3307 при движении с полной нагрузкой и постоянной скоростью 50 км/ч по горизонтальному участку дороги, характеризуемой коэффициентом сопротивления качению f = 0,02.

1.8а. Узнать, как изменится мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха, при увеличении скорости автомобиля с 50 до 63 км/ч.

1.9а. Определить мощность, расходуемую автомобилем, при движении его с постоянной скоростью 40км/ч по участку дороги с подъемом α = 1° и коэффициентом сопротивления качению f = 0,025.

Полный вес автомобиля G = 8100кг; фактор сопротивления воздуха kF = 0,28 .

1.10а. Подсчитать мощность, необходимую для достижения ускорения j = 0,245 м/с² при движении автомобиля ГАЗ-3307 с полной нагрузкой на прямой передаче со скоростью 40 км/ч.

Коэффициент учета вращающихся масс найти по формуле, приведенной в задаче 1.5а.

Раздел «b». Зависимость динамики автомобиля от силы тяги на ведущих колёсах

1.1b. Определить, как изменятся мощность, необходимая для движения автомобиля ГАЗ-3307 с полной нагрузкой по горизонтальному участку, при изменении скорости с 40 до 60км/ч.

Коэффициент сопротивления качению принять ƒ = 0,025.

1.2b. Найти максимальную скорость движения автомобиля, который передвигается с полностью открытой дроссельной заслонкой по горизонтальному участку дороги, характеризуемой коэффициентом сопротивления качению ƒ= 0,025. При этом величина тяговой силы, которая может быть использована для поступательного ускорения, равна нулю.

Вес автомобиля G = 48000 H; фактор сопротивления воздуха kF = 2,6H·c²/м²; сила тяги на шинах ведущих колес Р_к = 1700 Н.

1.3b. Подсчитать, чему равна сила тяги, необходимая для равномерного движения полностью груженного автомобиля ГАЗ-3307 скоростью 36 км/ч по дороге, имеющей подъем α = 3° и характеризуемой коэффициентом сопротивления качению f = 0,02.

1.4b. Используя условия задачи 1.3b., найти мощность, которую необходимо подвести к колесам автомобиля.

1.5b. Автомобиль движется равномерно по горизонтальному участку дороги со скоростью υ= 10 м/с. Мощность, подводимая к ведущим колесам, N_к = 20 кВт. Фактор сопротивления воздуха kF = 2,7 H·c²/м².

Найти силу сопротивления качению автомобиля.

1.6b. Автомобиль движется c некоторой постоянной скоростью по дороге, характеризуемой коэффициентом сопротивления качению ƒ= 0,02.

Как надо изменить вес автомобиля, чтобы он мог двигаться с той же скоростью, что и в первом случае, по дороге, характеризуемой коэффициентом сопротивления качению ƒ = 0,025?

Мощность, развиваемая двигателем автомобиля, в обоих случаях одинакова.

1.7b. Автомобиль ГАЗ-3307 движется с полной нагрузкой и равномерной скоростью по горизонтальному участку дороги, характеризуемой коэффициентом сопротивления качению ƒ= 0,025.