Расчет эксплуатационных свойств автомобилей УАЗ 3741 и Volkswagen Transporter T4 (стр. 4 из 6)

Определяя из этого равенства Dt получим Dt=(V₂-V₁)/ j_ср.

Путь за время при равноускоренном движении на каждом участке

DS= V₁Dt+0,5 j_срDt²= V_cpDt,

V_cp=0,5 (V₂+V₁) – средняя скорость на интервале.

Полный путь разгона от скорости V₁ до скорости V₂

S_p=S₁+S₂+S_n

Принимая на каждом участке j=const, мы допускаем погрешность, которая будет тем меньше, чем меньше DV.

Этим методом можно пользоваться для подсчета t и

как на одной, так и на нескольких передачах с переходом от любой низшей передачи к любой высшей. В последнем случае необходимо знать, при каких скоростях происходят переключения.

Во время переключения передача мощности к колесам прекращается, скорость автомобиля снижается. Время переключения зависит как от конструктивных особенностей автомобиля, так и от квалификации водителя. Высококвалифицированный водитель тратит на переключение при карбюраторном двигателе 1…2 с.

Значение падения скорости DV_n за время переключения передачи зависит от типа дороги, скорости движения автомобиля и параметров обтекаемости. Определить можноDV_n из уравнения силового баланса, считая, что за время переключения Р_T=0.

Расчет для автомобиля УАЗ 3741.

на первой передаче:

V₁=1,4 м/с; V₂=2,45 м/с;

j₁=3,06 м/с²; j₂=3,25 м/с²;

j_ср=(3,06+3,25)/2=1,92 м/с²

Dt=(2,45–1,4)/ 1,92=0,55 с

DS =1,92× 0,55=0,64 м

УАЗ 3741					Volkswagen Transporter T4
Vn	Vn+1	jcp	Dt	DS	Vn	Vn+1	jcp	Dt	DS
Первая передача
1,4	2,45	3,15500	0,33281	0,64065	1,6	2,9	1,92000	0,67708	1,52344
2,45	3,5	3,22500	0,32558	0,96860	2,9	4,1	1,93500	0,62016	2,17054
3,5	4,55	3,05000	0,34426	1,38566	4,1	5,3	1,76500	0,67989	3,19547
4,55	5,65	2,65000	0,41509	2,11698	5,3	6,6	1,41500	0,91873	5,46643
Вторая передача
2,2	3,8	2,3250	0,6882	2,0645	2,7	4,8	1,7500	1,2000	4,5000
3,8	5,4	2,4000	0,6667	3,0667	4,8	6,9	1,7500	1,2000	7,0200
5,4	7,1	2,2250	0,7640	4,7753	6,9	9	1,5750	1,3333	10,6000
7,1	8,8	1,9000	0,8947	7,1132	9	11,1	1,2250	1,7143	17,2286

7. Определение предельных углов подъема автомобиля и проверка их на условие буксования

Предельный преодолеваемый автомобилем подъем оказывает существенное влияние на условия эксплуатации АТС. Преодолеваемый подъём зависит как от характеристик покрытия дороги, по которой осуществляется движение автомобиля, так и от характеристик самого автомобиля. Величина максимального преодолеваемого автомобилем подъёма может быть определенна по следующей формуле:

Предельный угол подъема определяется по формуле:

,

где a – предельный угол преодолеваемого подъёма, град;

– максимальная тяговая сила, Н;

G_a – полный вес автомобиля;

f_a – усредненный коэффициент сопротивления качению с учетом дополнительных сил сопротивления движению.

f_p - коэффициент сопротивления качения на ровной дороге f_p=0,005;

l – коэффициент, зависящий от ходовой части автомобиля, для легкового автомобиля l=4;

S_n – коэффициент ровности покрытия, примем S_n=50.

Вычисления по данной формуле проводится без учета действия на автомобиль силы аэродинамического сопротивления, поскольку при преодолении максимально возможных подъемов скорость движения автомобиля не велика. Предельный угол подъема определяется для автомобиля при их движении по автомобильной дороге с заданным состоянием дорожного покрытия.

Расчет для автомобиля УАЗ 3741

G_a=2720×9,8=26,656кН;

=11,15 кН; f_a=0,005+1,3×10^-7×4×50×12,45=0,005324

a=arctg (11,15/26,656–0,005324)= 0,4130 = 22 градусов 24 минут

Расчет для автомобиля Volkswagen Transporter T4

G_a=2640×9,8=25,872 кН;

=10,39 кН; f_a=0,005+1,3×10^-7×4×50×13,05=0,005339

a= arctg (10,39/25,872–0,005339)= 0,3963 = 21 градусов 37 минут

Проверим теперь возможность преодоления этого подъема при коэффициенте продольного сцепления. При этом величина тяговой силы будет определяться не только параметрами двигателя и трансмиссии, но и дорожными условиями. Для вычисления максимального угла подъема по условиям буксирования вычислим предельный динамический фактор по условиям сцепления по формуле:

;

где D_сц – динамический фактор по сцеплению;

а – расстояние от центра масс до задней оси автомобиля, мм;

h_g – высота центра тяжести, мм;

L-колесная база автомобиля;

j_x-коэффициент продольного сцепления колеса;

α - предельный угол преодолеваемого подъема.

У автомобилей с полной нагрузкой

,

Расстояние от центра масс до задней оси автомобиля определяется по формуле:

,

где m₂-вес автомобиля, приходящийся на заднюю ось;

m_a – полный вес автомобиля.

Возможность движения при буксовании определяется предельным углом по сцеплению, который определяется по формуле:

Расчет для автомобиля УАЗ 3741

α = 21 градусов 37 минут

cos α=0,9245

α=1400/2720×2300=1184 см

D_сц=1184×0,35×0,9245/(2300–700×(0,35+0,005324))=0,187

β═arctg_cц.max(0,187–0,005324)= arctg_cц.max 0,1815= 10 градусов 16 минут

Расчет для автомобиля Volkswagen Transporter T4

α =16 градусов 18 минут

cos α=0,9298

α=1410/2640×2920=1560 см

D_сц=1560×0,35×0,9298/(2920–647×(0,35+0,005339))=0,189

β═arctg_cц.max(0,189–0,005339)= arctg_cц.max 0,1834= 10 градусов 24 минуты

Расчет предельных углов подъемов автомобиля позволяет сделать вывод, что величина этих углов зависит, прежде всего, от трех факторов: массы автомобиля, величины тяговой силы и величины коэффициента сопротивления качению колеса, причем для легковых автомобилей наибольшее влияние оказывает первые два фактора. При ограничении тяговых свойств по сцеплению на максимальный угол подъема накладывается ограничение, связанное с неполной реализацией тяговой силы по причине буксования ведущих колес.

Проверим автомобиль на буксование при данных условиях, ψ=0,095

Т.к. D_сц ≥ψ, условие выполняется, следовательно автомобили двигаются без буксования.

8. Вывод по тягово-скоростным свойствам

По графику силового баланса можно определить, что при данных условиях движение автомобилей по дороге V категории с коэффициентом сопротивления y=0,15 возможно на первой и второй передаче.

Автомобиль УАЗ 3741 развивает большую тяговую силу, чем Volkswagen Transporter T4. Максимальная скорость, которую развивают автомобили на первой и второй передаче

для Volkswagen Transporter T4 V_max = 12,1 м/с;

для УАЗ 3741 V_max= 11,3 м/с.

По графику мощностного баланса можно определить, что Volkswagen Transporter T4 развивает большую тяговую мощность, чем УАЗ 3741, и запас мощности у зарубежного автомобиля больше, чем у отечественного.

Максимальная скорость, которую развивают автомобили на первой и второй передаче, при заданных условиях движения и на данном участке дороги с коэффициентом сопротивления дороги y=0,15, равна

для Volkswagen Transporter T4 V_max = 13,1 м/с;

для УАЗ 3741 V_max= 11,3 м/с.

По графику динамического паспорта можно определить, что автомобиль

УАЗ 3741 имеет более высокую проходимость при заданных дорожных условиях на первой второй передачах, чем Volkswagen Transporter T4. Так же можно определить максимально развиваемую скорость автомобилей. Из графика видно, что она равна:

УАЗ 3741: V_amax=11.4 м/с

Volkswagen Transporter T4: V_amax=13,2 м/с

По графику ускорения можно определить, что автомобиль УАЗ 3741 на первой и второй передачах развивает большее ускорение, чем Volkswagen Transporter T4.

9. Кинематическая схема рабочей тормозной системы автомобиля

1-бачок тормозной жидкости;

2-поплавок;

3-сигнализатор снижения уровня тормозной жидкости;

4-подпиточные шланги;

5-главный тормозной цилиндр;

6-вакуумный усилитель;

7-впускной коллектор ДВС;

8 - клапан-распределитель;

9-тормозная педаль;

10-регулятор тормозных сил;

11-тойник;

12 – передние дисковые тормозные механизмы;

13-задние барабанные тормозные механизмы;

14-вентель для удаления воздуха из системы;

А, В - атмосферная и вакуумная полости вакуумного усилителя;