Определение коэффициента вращающихся масс автомобиля

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Сибирский федеральный университет

(СФУ)

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра: «Автомобили и двигатели»

Лабораторная работа №1

Определение коэффициента вращающихся масс автомобиля

Выполнил:

Ст-т гр. АТ 55-1

Поломошнов М.А.

Проверил:

Катаев А. С.

Красноярск 2007

Задание

Экспериментально определить коэффициент учета вращающихся масс автомобиля и оценить его влияние на силы сопротивления движению.

Оборудование

1.  Устройство для определения моментов инерций тел.

2.  Весы.

3.  Секундомер электронный.

4.  Узлы автомобиля.

Ход работы

1. Взвесить испытуемые  узлы автомобиля, результаты занести в протокол испытаний.

2.  Закрепить первый узел на фланце подвеса, с помощью уровня проверить горизонтальность базовой  плоскости узла, при необходимости провести регулировку.

3.  Повернуть узел на 15-20 градусов относительно оси вращения и отпустить, дав возможность ему свободно совершать угловые колебания.

4.  С помощью электрического секундомера замерить время десяти полных колебаний, остановить узел и повторить опыт дважды, фиксируя в протоколе время колебаний.

5.  Снять узел с подвеса, установить второй узел и провести измерения с ним.

6.  Определить значения периода одного колебания каждого узла как среднеарифметическое всех измерений для данного узла.

7.  По формуле (1.1) рассчитать значения моментов инерции испытуемых узлов, занести результаты в протокол.

8.  По формуле (1.5) рассчитать значение коэффициента учета вращающихся масс на всех передачах в трансмиссии данной модели автомобиля, построить график зависимости коэффициента учета вращающихся масс от передаточных чисел трансмиссии.

9.  Используя выражения (1.2) и (1.3), рассчитать значения составляющих сил инерции автомобиля на всех передачах в трансмиссии снаряженного и полностью груженого автомобиля в диапазоне ускорений 0-3 м/с² с интервалом 0,5м/с², построить график зависимости составляющих сил инерции от ускорения при разгоне и загрузки автомобиля.

Таблица 1 - Протокол  испытаний по определению моментов инерций узлов  автомобиля ВАЗ-2109

Узел	Масса, кг	№ опыта	Время 10-ти полных колебаний, с	Период колебаний, с	Момент инерции узла,
Колесо	15,5	1 2 3	93 91 90	9,3 9,1 9	0,553 0,529 0,518
Маховик	10,5	1 2 3	32,3 32,4 32,1	3,23 3,24 3,21	0,04518 0,04546 0,04463

Устройство для определения моментов инерций тел представляет собой фланец для закрепления деталей, подвешенных на трех стальных нитях. Для определения момента инерции тела измеряется период его колебаний относительно оси вращения и, при известной массе, момент инерции рассчитывается по формуле;

,                  (1.1)

где a- расстояние между нитями, м;

t- период колебаний детали, с;

- детали, кг;

L- длина нитей, м;

При неравномерном движении автомобиля возникают инерционные силы как поступательно движущейся массы автомобиля, так и его вращающихся деталей. Последнее при анализе движения автомобиля  приводятся к ведущим колесам.

Сила инерции поступательного движущихся масс автомобиля определяется из формулы:

,                                         (1.2)

Приведенная сила инерции вращающихся масс определяется из выражения:

          (1.3)

где,    - момент инерции вращающихся двигателя и сцепления;

- суммарный момент инерции колес автомобиля;

- передаточное число главной передачи:

- передаточное число коробки передач;

 - коэффициент мощностных потерь (КПД) трансмиссии;

- радиус колес автомобиля.

Суммарная сила инерции автомобиля:

 

 

         (1.4)

где - величина коэффициента учета вращающихся масс определятся из выражения:

      (1.5)

J_e =J_{маховика}=0,04509

J_колеса=J_колес*к=0,5333*4=2,1332

Аналогично рассчитываем коэффициент вращающихся масс для 2-ой, 3-ей,4-ой и 5-ой передач, получим:

 

Рисунок 1-График зависимости коэффициента учета вращающихся масс от передаточных чисел трансмиссии.

Сила инерции поступательно движущихся масс автомобиля определяется из формулы (1.2):

P_ja1=1300*0=0

P_ja2=1300*0,5=650

P_ja3=1300*1=1300

P_ja4=1300*1,5=1950

P_ja5=1300*2=2600

P_ja6=1300*2,5=3250

P_ja7=1300*3=3900

Таблица 2 - Значения приведенной силы инерции на каждой передачи.

№ передачи	Ja=0	Ja=0,5	Ja=1	Ja=1,5	Ja=2	Ja=2,5	Ja=3
1	0	78,48	156,96	235,43	313,9	392,38	470,7	Pjm
2	0	33,4	66,8	100,2	133,6	167	200,3
3	0	17,55	35,45	53,2	70,94	88,68	106,4
4	0	18,7	38,85	58,3	77,7	97,1	116,6
5	0	18,1	36,3	54,4	72,5	90,7	108,8