Расчет автомобиля Урал 4320 (стр. 3 из 5)

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=80км/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= 44,19м,

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

Таблица 1 Значения тормозного пути автомобиля, м

Коэффициент сцепления	Начальная скорость торможения, км/ч
	20	40	60	80		100
jх=0,4	7,12	22,09	44,92		75,59	114,12
jх=0,8	5,16	14,24	27,26		44,19	65,06

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

R,м	40	60	80	100
Vоп, км/ч	76,8	94,1	108,6	121,5

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:

j_х=0,4

R=40: V_зан

= 45 км/ч,

R=60: V_зан

= 55,2 км/ч,

R=80: V_зан

= 63,7 км/ч,

R=100: V_зан

= 71,2 км/ч,

j_х=0,8

R=40: V_зан

= 63,7 км/ч,

R=60: V_зан

= 78,07 км/ч,

R=80: V_зан

= 90,15 км/ч,

R=100: V_зан

= 100,8 км/ч,

Таблица 3 Значения критической скорости по заносу

R, м	40	60	80	100
jх=0,4	45	55,2	63,7	71,2
jх=0,8	63,7	78,07	90,15	100,8

Рис. 3. Графики зависимости V_оп=f(R) и V_зан=f(R) при различных значениях j_х

5. Управляемость автомобиля

Принципиальное различие между понятиями «управляемость» и «устойчивость» заключается в том, что устойчивость охватывает ряд свойств автомобиля, обеспечивающих его движение по заданной траектории без воздействия водителя, а управляемость определяется степенью соответствия траектории движения положению управляемых колес.

Основными показателями управляемости автомобиля являются: минимальный радиус поворота автомобиля R_э, критическая скорость движения по управляемости (по боковому скольжению управляемых колес) V_упр.

Минимальный радиус поворота автомобиля с эластичными шинами определяется выражением:

R_э=L_a/tg(Q-d₁)+tgd₂, (31)