Расчет автомобиля Урал 4320

     Нормальные  реакции дороги на колеса переднего (R_z1) и заднего (R_z2) мостов движущегося с ускорением автомобиля: 

     m_p1= R_z1/ m_k1*g,                                      (10)

     m_p2= R_z2/ m_k2*g,                                       (11)

     где m_p1 и m_p2 – коэффициенты перераспределения реакций соответственно переднего и заднего мостов.

     m_p1=1/(1+0,3*j_х),                                     (12)

     m_p2=1/(1-0,3*j_х),                                     (13)

     где j_х – коэффициент сцепления шин с дорогой.

     Значения  коэффициентов сцепления шин  с дорогой:

     1).Мокрая дорога с асфальтобетонным и цементобетонным покрытием:

     j_х =(0,35-0,45);

     j_х =0,4;

     m_p1=1/(1+0,3*0,4)=0,89,

     m_p2=1/(1-0,3*0,4)=1,14,

     Нормальные  реакции дороги на колеса переднего  и заднего мостов, движущегося  с ускорением автомобиля или в  случае трогания находятся по следующим формулам:

     R_z1= m_p1* m_k1*g,                                       (14)

     R_z2= m_p2*m_k2*g,                                        (15) 

     R_z1= 0,89*4835*9,8=42170 Н,

     R_z2=1,14*10485*9,8=117138 Н.

     2). Дорога покрытая снегом (сухой):

     j_х =(0,2-0,3);

     j_х =0,2;

     m_p1=1/(1+0,3*0,2)=0,94,

     m_p2=1/(1-0,3*0,2)=1,06,

     R_z1 =0,94*4835*9,8=44540 Н,

       R_z2= 1,06*10484*9,8=108907 Н.

       Значение координаты масс груженого  автомобиля по высоте:

     h_ц=(0,3-0,35) L_a;

     h_ц=0,35;

     h_ц=0,35*4925=1723 мм. 
 

     2.3. Определение возможности движения автомобиля.

     При анализе возможности движения автомобиля строят динамический паспорт автомобиля. Для этого к динамической характеристике достраивают номограмму нагрузок и  график контроля буксирования. При  этом заданными являются:

     1) Уклон (подъем) дороги i (для определения коэффициента суммарного дорожного сопротивления y);

     2) Тип и состояние дороги (для определения коэффициента сцепления шин с дорогой j_х).

     С учетом найденных значений по динамическому  паспорт определяют передачу в КП и максимальную скорость, с которой порожний и полностью груженный автомобиль может (или не может) двигаться на подъем при полной подаче топлива для двух вариантов:

     1) Дорога – мокрое асфальтобетонное шоссе; подъем 10%(i=0,1);

     2) Дорога – снежный накат; подъем 10% (i=0,1).

        2.3.1. Коэффициент суммарного дорожного сопротивления.

     y=f*cosa ± sina,

     где f – коэффициент сопротивления качению эластичных шин автомобиля;

     a- уклон ( подъем) дороги в градусах ({+} - подъем, {-} - уклон).

     В задании мне дано y=0,36.

           Принимая для малых углов уклона дороги cosa»1, коэффициент суммарного дорожного сопротивления рассчитывают по формуле:

     y=f± sina= f±tg(tgb)=f±i,

     На  коэффициент сопротивления качению  оказывают влияние различные факторы: тип и конструкция шин, ее техническое состояние, вертикальная нагрузка и горизонтальная реакция, тип и состояние дорожного покрытия, давление воздуха в шине и т.д. Считая техническое состояние хорошим, а давление воздуха соответствующим норме, при анализе тягово-скоростных свойств автомобиля учитывают влияние скорости движения на коэффициент сопротивления качению по формуле:

     f= f_o(1+V²_а/1500),                                               (16)

     где V_а-скорость движения автомобиля, м/с;

     f_o-коэффициент сопротивления качения при малых скоростях;

     V_а=80 км/ч=22,21 м/с;

     Для дороги с асфальто- и цементобетонным  покрытием при f_o=0,025:

     f= 0,025*(1+(22,21)²/1500)=0,033,                      (17)

     y=0,033+0,1=0,133                                               (18)

     Для дороги укатанной снегом при f_o=0,04:

     f= 0,04*(1+(22,21)²/1500)=0,053,                         (19)

     y=0,053+0,1=0,153,                                               (20)

     3. Анализ тормозных  свойств автомобиля

     Тормозная система обеспечивает служебное  и экстренное (аварийное) торможение основной (рабочей) тормозной системой и непосредственным образом влияет на безопасность дорожного движения. Оценочные показатели тормозных свойств регламентированы для различных категорий автомобилей требованиями ГОСТ 25478-91 «Автотранспортные средства. Требования к техническому состоянию по условиям безопасности движения».

     Основными показателями тормозных свойств  являются установившееся замедление j_уст и путь торможения S_m. Установившееся замедление определяется выражением:

     j_уст=(j_х* cosa+ f±i)*g,                                              (21)

     где g- ускорение свободного падения;

     g=9,8 м/с²;

     В случае экстренного торможения максимальное замедление может быть определено по упрощенной зависимости:

     j_{уст max}=j_х*g,                                                              (22)

     при j_х=0,4:

     j_{уст max}=0,4*9,8=3,92,                                                (23)

     при j_х=0,8:

     j_{уст max}=0,8*9,8=7,84,                                                (24)

     Значение  тормозного пути рассчитывают по формуле:

     S_T=A*V₀+ V₀²/26 j_уст,                                               (25)

     где V₀-начальная скорость торможения, км/ч;

     А- коэффициент, характеризующий время  срабатывания тормозных механизмов; 

     j_х=0,4, A=0,16

     V₀=20(км/ч): S_T=0,16*20+20²/26*3,92=7,12 м,

     V₀=40(км/ч): S_T=0,16*40+40²/26*3,92=22,09 м,

     V₀=60(км/ч): S_T=0,16*60+60²/26*3,92=44,92 м,

     V₀=80(км/ч): S_T=0,16*80+80²/26*3,92=75,59 м,

     V₀=100(км/ч): S_T=0,16*100+100²/26*3,92=114,12 м,

     j_х=0,8,A=0,16:

     V₀=20(км/ч): S_T=0,16*20+20²/26*7,84=5,16 м,

     V₀=40(км/ч): S_T=0,16*40+40²/26*7,84=14,24 м,

     V₀=60(км/ч): S_T=0,16*60+60²/26*7,84=27,26 м,

     V₀=80(км/ч): S_T=0,16*80+80²/26 *7,84= 44,19 м,

     V₀=100(км/ч): S_T=0,16*100+100²/26* 7,84= 65,06 м, 
 
 
 
 
 

     Таблица 1 Значения тормозного пути автомобиля, м 

       
 

     Рис. 2.  Графики зависимости S_T= f(V₀) 

     4. Устойчивость автомобиля

     Оценочными  показателями поперечной устойчивости автомобиля являются:

     угол  поперечного уклона дороги b при котором автомобиль опрокинуться при прямолинейном движении. Этот угол находят из уравнения статистического равновесия автомобиля: 

     b=arctgB/2h_ц,                              (26) 
 

     где B - колея передних колес, м.

     Отношение B/2h_ц- называют коэффициентом поперечной устойчивости автомобиля:

     m= B/2h_ц,,                                     (27)

     m=2 /2*1,72=1,72,

     b=arctg(1,72)=34,97,                    (28)

      - критическая  скорость движения автомобиля  по опрокидыванию, которая определяется  по формуле:           

      где R- радиус кривизны полотна дороги в плане, м;

     R=40: V_оп = 76,8 км/ч,

     R=60: V_оп =  94,1км/ч,

     R=80: V_оп = 108,6км/ч,

     R=100: V_оп = 121,5км/ч, 

     Таблица 2 Значения критической скорости автомобиля по опрокидыванию

 

      Критическую скорость автомобиля по заносу определяют при двух значениях коэффициента сцепления  j_х=0,4 и j_х=0,8  различных значениях радиуса поворота по формуле: