Автомобили: эксплуатационные свойства

       — сила сопротивления воздушной среды;

       — сила инерции.

     Сила  сопротивления качению автомобиля по горизонтальной дороге

      , (15)

     а при подъеме.

       (16)

где G_a — сила тяжести автомобиля (полная);

     f — коэффициент сопротивления качению автомобиля; его

     принимают одинаковым для всех колес автомобиля;

       — продольный угол подъема.

     Уклон дороги дополнительно вызывает силу сопротивления подъему

       (17)

     Сумма сил  и определяет сопротивление дороги

       (18)

     Величину  называют   коэффициентом сопротивления дороги, т.е.

       (19)

     При движении автомобиль воспринимает давление воздушного потока в виде силы . С целью упрощения расчетов силу сопротивления воздуха определяют с помощью эмпирической зависимости

       (20)

где К_а — коэффициент обтекаемости автомобиля, зависящий от формы и качества отделки поверхности, Н с²/м⁴

     F — лобовая площадь автомобиля, м

     Лобовая площадь автомобиля определяется с помощью следующих приближенных зависимостей: для грузовых автомобилей и автобусов

     F = ВН_а (21)

где В — колея автомобиля

     Н_а — наибольшая (габаритная) высота автомобиля

     При расчетах Va (м/с) и Рк (Н) на различных передачах вместо i_K в формулах (4) и (5) ставят передаточные числа коробки передач, соответствующие рассчитываемым передачам, т.е.  

     Определяем  скорости движения автомобиля и тяговые усилия на ведущих колесах, соответствующие частотам вращения коленчатого вала двигателя и передаточным числам трансмиссии:

     I-я передача :

      ;

      .

     Аналогично производим расчет для остальных частот вращения коленчатого вала двигателя и передаточных чисел трансмиссии. Полученные результаты заносим в таблицу. 

Таблица 2 — Результаты расчета тяговой характеристики

автомобиля  КрАЗ-65032-040

 

     Рассчитываем  сопротивление дороги, задавшись  условиями:

      , ;

      , .

     Силы сопротивления качению автомобиля:

      ;

      .

     Силы сопротивления подъему:

      ;

     

     Силы  сопротивления дороги:

      ;

      .

     Вычисляем силу сопротивления воздушной среды.

     Лобовая площадь автомобиля:

      .

     Коэффициент обтекаемости автомобиля:

      .

     Находим значения силы сопротивления воздушной среды для стандартных скоростей по формуле

      ,

и заносим  данные в таблицу. 

Таблица 3 — Силы сопротивления воздушной среды на различных

скоростях движения автомобиля 

 

     По  данным таблиц 2 и 3 строим тяговую характеристику (рисунок 2).

     По  графику определяем: максимальная скорость автомобиля при дорожных условиях , не более 22,58 м/с (81,3 км/ч) на VIII-й передаче. При дорожных условиях , максимальная скорость автомобиля не более 4,8 м/с (17,3 км/ч) на IV-й передаче. 

1.4 Динамический фактор и динамическая характеристика 

     Для сравнения динамичности автомобилей, имеющих различные массы академик Е.А. Чудаков, предложил пользоваться динамическим фактором

       (22)

где D — динамический фактор.

     Определив из уравнения

       (22’)

     разность  и имея в виду, что , подставим ее в формулу (5)

       (23) 

Рисунок 2 – Тяговая характеристика автомобиля КрАЗ-65032-040

      

     Из (23) следует, что динамический фактор представляет собой удельную силу тяги, идущую на преодоление силы суммарного сопротивления дороги и силы инерции . При установившемся движении (dV/dt = 0) динамический фактор равен коэффициенту суммарного сопротивления дороги

       (24)

     Динамический  фактор обычно выражают правильной дробью, но можно выразить и в процентах. В последнем случае результат умножают на 100.

     Зависимость динамического фактора от скорости при полном открытии дроссельной заслонки или при полной подаче топлива (дизель), представленную для всех передач, называют динамической характеристикой автомобиля.

     Определение максимального подъема, преодолеваемого  автомобилем. Выше указывалось, что максимальный подъем преодолевается автомобилем при установившейся скорости, раиной критической , и максимальном динамическом факторе D_max. Подставив в (24) D_max и получим тригонометрическое уравнение, решение которого даст значение

     

     или .

     Возведя в квадрат левую и правую части последнего уравнения, после преобразования получим тригонометрическое квадратное уравнение

      . (25)

     Его решение

      . (26)

       При небольших углах подъема  можно принять, что , а Тогда

      . (27)

     Влияние полезной нагрузки на динамический фактор. Формула (22) определяет динамический фактор при полной нагрузке. Если полезная нагрузка уменьшится, то вес автомобиля G_x также уменьшится, а динамический фактор увеличится:

       (22")

где D_x — новое значение динамического фактора, соответствующее другому весу автомобиля G_x. Формулу (22") можно преобразовать к виду

       (28)

     Таким образом, динамический фактор D_x при частичной полезной нагрузке прямо пропорционален динамическому фактору D и весу автомобиля при полной нагрузке и обратно пропорционален весу автомобиля при частичной нагрузке. 

     Рассчитываем  силы сопротивления воздушной среды  для вычисленных скоростей автомобиля на всех передачах переднего хода и определяем для каждого случая динамический фактор:

      ;

      .

     Определяем  дорожные условия  и :

      , ; ;

      , ; . 

Таблица 4 — Результаты расчета динамической характеристики

автомобиля  КрАЗ-65053