Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Политехнический институт Транспорта

Курсовая работа

АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ ВАЗ 2105

Студент

А. Ю. Чехов

Преподаватель

В.Г. Анопченко

Красноярск 2015

Содержание

Введение

1. Массив исходных данных

1.1 Характеристика легкового автомобиля ВАЗ 2105

1.2 Характеристика груза

2. Определение координат центра масс (ЦМ) автомобиля

2.1 Определение координат центра масс порожнего автомобиля

2.2 Определение координат центра масс гружёного автомобиля

2.3 Определение нормальных реакций дороги

2.4 Определение аэродинамических параметров АТС

3. Анализ тягово - скоростных свойств АТС

3.1 Расчет и анализ тяговой и динамической характеристик, графика ускорений

3.2 Результаты расчета тяговой и динамической характеристик, графика ускорений

3.3 Результаты анализа тяговой характеристики

3.4 Результаты анализа динамической характеристики

3.5 Расчет и анализ скоростной характеристики

3.6 Результаты расчета скоростной характеристик

3.7 Результаты анализа скоростной характеристики

4. Топливная экономичность АТС

4.1 Массив исходных данных к расчёту топливной характеристики

4.2 Результаты расчёта топливной характеристики

4.3 Результаты анализа топливной характеристики

5. Тормозные свойства АТС

5.1 Результаты расчёта остановочного пути

5.2 Оценка тормозных свойств ATC

6. Устойчивость, манёвренность

6.1 Устойчивость АТС (легкового автомобиля ВАЗ 2105)

6.2 Маневренность АТС (Легкового автомобиля ВАЗ 2105)

Литература

Введение

Автомобиль ВАЗ 2105 с колесной формулой 4х2 является автомобилем малого класса. Он выпускается Волжским автомобильным заводом с 1980 году. Кузов- седан, закрытый, несущий , четырехдверный. Заднее стекло- с электрообогревом. На часть автомобилей устанавливаются очистители и омыватели блок- фар и гидрокорректор фар.

Передние сиденья- регулируемые по длине и наклону спинки, оборудованы подголовниками, спинки могут откидываться для образования спальных мест. Заднее сиденье неподвижное.

Основной целью курсовой работы является формирование навыков анализа движения автотранспортного средства (АТС) в конкретных дорожных условиях, необходимых при разработке рекомендаций по эффективной и безопасной эксплуатации АТС в процессе перевозок грузов и пассажиров.

В процессе выполнения курсовой работы самостоятельно формируется массив исходных данных, используемый для определения положения груза на АТС, безопасного ( по условию заноса и опрокидыванию) скоростного режима движения , оценки топливной экономичности, маневренности и проходимости. Освоение методики анализа сравнительной оценки эксплуатационных свойств различных АТС необходимо для рационального выбора подвижного состава, конкретного груза и маршрута движения.

1. Массив исходных данных

Массив исходных данных, достаточный для выполнения работы, представлен следующими разделами: характеристика автомобиля; характеристика двигателя; характеристика груза.

При сборке исходных данных о подвижном составе преимущественно использованы первичные источники: инструкции заводов - изготовителей и отраслевые справочники.

Собранный материал представлен в пояснительной записке в последовательности:

Таблица 1.1, рисунок1.1, таблица1.2, рисунок1.2, таблица1.3, рисунок1.3.

Рисунки выполнены в соответствии с указанным масштабом на миллиметровой бумаге, проставлены численные значения геометрических параметров АТС в миллиметрах.

1.1 Характеристика легкового автомобиля ВАЗ 2105

Параметры характеризующие автомобиль, представлены в таблице 1.1 и на рисунке 1.1

Таблица 1.1-Характеристика ВАЗ 2105

№ п.п.	Наименование параметра	Размерность	Значение
1.	Грузоподъемность	кг	400
2.	Собственная масса, mo	кг	995
3.	в т. ч. на переднюю ось, mo1	кг	545
4.	на заднюю ось, mo2	кг	450
5.	Полная масса, ma	кг	1395
6.	в т. ч. на переднюю ось, ma1	кг	635
7.	на заднюю ось, ma2	кг	760
8.	Радиус поворота по оси внешнего переднего колеса габаритный	м	5,6 5,9
9.	Максимальная скорость	м/c	145
10.	Контрольный расход топлива при скорости км/ч при 90 км/ч при 120 км/ч	л/100км	7,1
			10,1
11.	Передаточные числа коробки передач Главной передачи		I -- 3,67; II -- 2,10; III -- 1,36; IV -- 1; V-0,82; ЗХ -- 3,53 4,1
12.	Время разгона до 100 км/ч	с	18
13.	Число мест		5
14.	Масса багажа	кг	50
15.	Степень сжатия	л	8,5
16.	Рабочий объем	л	1,3
17.	Порядок работы цилиндров		1-3-4-2
18.	Число ходовых колес		4*2
19.	Размер шин	дюйм (мм)	165/70R13 175/70R13
20.	Статический радиус колеса	м	0,265
21.	Момент инерции колеса		0,52
22.	Масса агрегатов: двигатель	кг	112
	коробка передач с картером сцепления	кг	26
	кузов в сборе, без обивки	кг	287
	задний мост в сборе	кг	52
	колесо с шиной	кг	15
	радиатор	кг	7
	карданный вал	кг	10
23	База L	мм	2424
24	Колея передних колес Вп	мм	1365
	задних колес Вз	мм	1321
25	Кузов: длина lk	мм	4130
	ширина bk	мм	1446
	высота hа	мм	1446
26	Наружный диаметр шин	м	0,580

Характеристика автомобильного двигателя (ДВС) представлена в таблице 1.2, и на графике внешней скоростной характеристики, представленной на рисунке 1.2, используя информацию из Краткого автомобильного справочника и Характеристики автомобильных двигателей

Таблица 1.2- Характеристика двигателя ВАЗ 2105

Наименование	Размерность	Значение
Максимальная мощность при 5600 об/мин	кВт	47
Максимальный крутящий момент при 3500 об/мин	Нм (кгсм)	93(9,4)
Момент инерции вращающихся частей	Кг м2	0,1256
Степень сжатия		8,5
Минимальный удельный эффективный расход топлива (снять с графика)	г/кВт ч	300

Минимальная частота вращения коленчатого вала, об/мин

Шаг варьирования частоты вращения вала

Максимальная частота вращения вала, об/мин

Текущая частота вращения вала двигателя

Текущая эффективная мощность двигателя, Вт

,

где К - коэффициент ([1], прил.7)

Текущий эффективный крутящий момент, Нм

Таблица 1.2.1- Результаты расчета внешней характеристики двигателя ВАЗ 2105

частота вращения, ne, об/мин	ДВС карбюраторный, Кк	Эффективная мощность, Ne, Вт	Эффективный момент, Me, Нм
1120	0,232	12064	103
1680	0,363	18876	107
2240	0,496	25792	110
2800	0,625	32500	111
3360	0,744	38688	110
3920	0,847	44044	107
4480	0,928	48256	103
5040	0,981	51012	97
5600	1	52000	89
6160	0,98	50960	79

Таблица 1.2.2-Скоростная характеристика

Скоростная характеристика, т.е зависимость
об/мин	1120	1680	2240	2800	3360	3920	4480	5040	5600	6160
Н м	103	107	110	111	110	107	103	97	89	79

1.2 Характеристика груза

Перевозимый груз характеризуют следующими признаками: массой, видом тары, способом погрузки - разгрузки, степенью опасности, величиной использования грузоподъёмности, условиями перевозки, включая защиту от внешних воздействий. Характеристика груза представлена таблицей 1.3

Таблица 1.3- Характеристика груза

Наименование параметра	Размерность	Значение
Масса БРУТТО	Кг	50
Вид тары		короб
Габаритные размеры:
Длинна L	м	9,25
Ширина b	м	0,45
Высота h	м	0,54
Класс груза
Способ погрузки - разгрузки		ручной
Степень опасности		безопасный
Требования к перевозке		нет

2. Определение координат центра масс (ЦМ) автомобиля

Центр масс автомобиля определяют для использования его координат при анализе устойчивости автотранспортного средства и расчёте нормальных реакций дороги, значения которых необходимы при расчете силы сцепления ходовых колес с опорной поверхностью в тяговом и тормозном режимах движения.

На масштабной боковой проекции автомобиля людей изображают схематично, а багаж - в виде прямоугольника, вписанного в полезный объем багажника.

2.1 Определение координат центра масс порожнего автомобиля

Ординату h0 в первом приближении принимают равной:

h0=1,5 rk,

Абсциссу порожнего автомобиля Х0 определяют из уравнения моментов, составленного относительно центра О (рисунок2.1 )

(mo2*L - mo*Xo)*g=0,

где mo2=mo - mo1

Xo= ,

2.2 Определение координат центра масс гружёного автомобиля

Сначала определяют массу людей в салоне:

mп=ma - mБ - mo ,

Для определения массы одного человека делят mП на число посадочных мест автомобиля, включая место водителя.

m1п=mп/Zп ,

Масса людей, размещенных на каждом i - ом ряду сидений:

mпi =m1п Zпi

Значение координат центра масс груза определяют непосредственным замером с расчетной схемы автомобиля (рисунок 2.1), с последующим умножением на масштаб.

Xг=3075; hг=500

Абсциссу груженого автомобиля Xа определяют из уравнения моментов, составленного относительно центра О. В частности, для автомобиля (рисунок2.1) уравнение имеет вид:



Ординату гружёного автомобиля ha также определяют из уравнения моментов, которое для автомобиля по рисунку 2.1 имеет вид:

2.3 Определение нормальных реакций дороги

Для определения нормальных реакций дороги Rz, действующий на автомобиль, стоящий на горизонтальной опоре, можно использовать уже известные данные о распределении массы по ходовым осям. В частности, нормальные реакции, действующие на порожний автомобиль, будут равны:

где ma2 - полная масса на заднюю (ведущую) ось АТС, кг;

g=9,8 - ускорение свободного падения, м/с2;

На полностью груженый автомобиль действуют:



При известных координатах Цма, нормальные реакции определяют из уравнения моментов, составленного относительно начала координат О:

отсюда

а нормальные реакции, действующие на колёса передней оси, будут равны

2.4 Определение аэродинамических параметров АТС

Учитывая, что сила сопративления воздуха прямо пропорциональна лобовой площади АТС (F), последнию определяют с использованием данных раздела 1. Под лобовой понимают площадь наибольшего вертикального поперечного сечения АТС, то есть контура его фронтальной проекции. В приближенных инженерных расчетах реальный контур аппроксимируют отрезками прямых линий, позволяющими представить совокупностью простых геометрических фигур, не требующих трудоёмких расчётов F (рисунок 2.4).

Площадь участков находим как площадь трапеции или прямоугольника, умноженные на масштаб 1:25

F1=

F1=

F2=732

F3=937,75-F5=924.75

F4х2=6

F5=13

Fa=1040+732+924,75+126+=2822.75

Общая площадь, м

Fa=1,7

Коэффициент аэродинамического (лобового) сопротивления Сх выбирают из приложения 4.

Таблица 2.4 - Показатели размещения груза на АТС

Показатель	Размерность	Значение
Координаты центра масс порожнего АТС, Хо; ho	мм	397.5 1096.2
Координаты центра масс груза, Хг; hг	мм	3075 500
Координаты центра масс груженого АТС, Ха; ha	мм	1376 450.7
Нормальные реакции дороги, действующие на груженый автомобиль: колеса передней оси, Rz1 колеса задней оси , Rz2	Н Н	6229,3 6572,7
Лобовая площадь груженого АТС, Fa	м2	1,7

3. Анализ тягово - скоростных свойств АТС

Целью анализа является определение возможностей одиночного автомобиля в заданных дорожных условиях.

В таблице 3.1 представлен массив исходных данных, достаточный для расчёта динамической и скоростной характеристик АТС. Большинство значений взято из таблиц 1.1-1.3, и приложений. В частности КПД трансмиссии определяют перемножением КПД её агрегатов, а при отсутствии точных данных используют приближенные в соответствии с приложением 1

Коэффициент учета вращающихся масс () рассчитывают для каждой передаче по формуле:

гдеJд - момент инерции вращающихся частей двигателя, ;

Jд = Jo+ ((i

где i- число цилиндров, Vд - рабочий объем одного цилиндра (),

- корректирующий коэффициент

Jo=0,05 , ( прил.4 [1])

Jд = 0,05+ ((40,114

Uтр - передаточное число трансмиссии (рассчитывается перемножением передаточных чисел всех агрегатов между сцеплением и ведущим колесом: КПП, раздаточная коробка, делитель, главная передача, колесный редуктор и др.);

тр - КПД трансмиссии определяют перемножением КПД ее агрегатов;

= . (прил.1 [1] )

=

где КПД коробки передач

КПД карданного шарнира

-КПД главной передачи

Jкi - сумма моментов инерции ходовых колес, ;

где -плотность,

- радиус колеса

-Момент инерции вращающихся элементов трансмиссии, приведенных к колесам,

Jтр = Jk

где - число ведущих колес, -корректирующий коэффициент

=0,35 (прил.4 [1] )

Jтр = 0,52

ma - фактическая масса груженого АТС, кг;

rк - статический радиус колеса, м ;

Коэффициент учета вращающихся масс () для первой передачи равен:

Подставляя в формулу Uтр на остальных передачах получим соответствующие ему коэффициенты учета вращающихся масс. Результаты расчета сведем в таблицу 3.1

Uтр=Uкп Uгп

Uтр=

Таблица 3- Результаты вычислений передаточных чисел трансмиссии

№ передачи	1	2	3	4	5
Uтр	15	8,61	5,57	4,1	3,28

3.1 Расчет и анализ тяговой и динамической характеристик, графика ускорений

Тяговую и динамическую характеристики, т.e. зависимости силы тяги и динамического фактора от скорости, рассчитывают используя данные внешней характеристики ДВС (табл.1.2), а также конструктивные исходные и эксплуатационные параметры подвижного состава и дороги. В частности, для каждого значения частоты вращения колен вала ДВС nei и соответствующего значения Mei последовательно определяют:

(Ниже представлен расчет на 1-ой передаче при ne=1120 об/мин и Me=103 Нм)

скорость подвижного состава,

Va=

Va=

Где rк - статический радиус колеса, м;

ne- частота вращения колен вала ДВС, об/мин;

uтр- передаточное число трансмиссии;

силу тяги ведущих колес, Н

Pт=

Pт=

гдеrк - статический радиус колеса, м;

Мe- крутящий момент ДВС, Нм;

uтр- передаточное число трансмиссии;

тр-КПД трансмиссии;

силу сопротивления воздуха

Pв=

Pв=

Где Cx- коэффициент аэродинамического сопротивления

- плотность воздуха (1,29 кг/м при 0оС);

F- лобовая площадь АТС, м2;

Va- скорость подвижного состава, м/с;

коэффициент сопротивления качению

f=

f=5

где fo-заданный коэффициент сопротивления качению;

Va- скорость подвижного состава, м/с;

коэффициент сопротивления дороги на подъемах с заданным уклоном i

=f+i

=0,03+0,08=0,11

Где f-коэффициент сопротивления качению;

i-продольный уклон дороги;

силу сопротивления движению АТС на горизонтальном участке дороги, Н

Pc=Pв+ma

Pc=

Где f- коэффициент сопротивления качению;

Рв- сила сопротивления воздуха, Н;

g =9,8 - ускорение свободного падения, м/с2;

ma - фактическая масса груженого АТС, кг;

силу сопротивления движению АТС на подъеме с заданным уклоном i, Н

Pсп=Рв+ma

Pсп=

Где - коэффициент сопротивления дороги на подъемах с заданным уклоном i;

Рв- сила сопротивления воздуха, Н;

g =9,8 - ускорение свободного падения, м/с2;

ma - фактическая масса груженого АТС, кг;

динамический фактор

D=

D=

гдеРт- сила тяги ведущих колес, Н;

Рв- сила сопротивления воздуха, Н;

g =9,8 - ускорение свободного падения, м/с2;

ma - фактическая масса груженого АТС, кг;

ускорение АТС

Рассчитывают лишь для тех передач и скоростей движения, которые реализуют условие (Рт Рс) на горизонтальных участках дороги, м/с

j=

j=

гдеD- динамический фактор;

f- коэффициент сопротивления качению;

g =9,8 - ускорение свободного падения, м/с2;

-коэффициент учета вращающихся масс;

Эти же параметры аналогично рассчитываем на всем диапазоне частот вращения колен вала ДВС на всех передачах КПП переднего хода АТС. Результаты расчетов представлены в таблицы 3.2

Тяговая характеристика (ТХ) АТС представлена графиком (рисунок 3.1) используя полученные значения Vа, Рт, Рс, Рсп на всех передачах переднего хода.

Для оценки влияния сцепных свойств ведущих колес на тяговые свойства АТС рассчитываем динамический фактор по сцеплению для трёх уровней скорости автомобиля (Va min; Va сред; Va max):

динамический фактор по сцеплению для Va min;

D=

D=

Где Rzв - нормальные реакции дороги на ведущие колеса, Н

- заданный коэффициент сцепления

Рв- сила сопротивления воздуха, Н

g =9,8 - ускорение свободного падения, м/с2

ma - фактическая масса груженого АТС, кг,

Подставив в формулу (3.10) Рв соответствующие Va сред и Va max получим D для этих скоростей.

Таблица 3.2- Динамический фактор по сцеплению

		V min	V ср	V max
min 0,1	РВ Dmin	2,07 2,11 0,042	18,25 238,355 0,025	50,85 1275,86 -0,05
ср 0,5	Dср	0,21	0,195	0,1195
max 0,9	Dmax	0,383	0,366	0,289

3.2 Результаты расчета тяговой и динамической характеристик, графика ускорений

Таблица 3.3 - Результаты расчета тяговой и динамической характеристик, графика ускорений.

параметр	Размер-сть	Результаты расчёта
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
nе	об/мин	1120	1680	2240	2800	3360	3920	4480	5040	5600	6160
Mе	Н*м	103	107	110	111	110	107	103	97	89	79
Передача №1; Uкп=3,67; ?=1,29, Uтр1=15
Va	М/с	2,07	3,1	4,14	5,17	6,21	7,24	8,28	9,671	10,35	11,39
Рт	Н	5422,07547	5632,6415	5790,566	5843,2	5790,566	5632,642	5422,075	5106,226	4685,09	4158,68
Рв	Н	2,11427678	4,7418143	8,457107	13,189	19,02849	25,86415	33,82843	46,14917	52,8569	64,0131
f		0,03509998	0,0352242	0,0354	0,0356	0,0359	0,036223	0,0366	0,037182	0,0375	0,03803
?		0,11509998	0,1152242	0,1154	0,1156	0,1159	0,116223	0,1166	0,117182	0,1175	0,11803
Рc	Н	481,966117	486,29231	492,4095	500,2	509,8151	521,0698	534,1829	554,4687	565,513	583,881
Рcп	Н	1575,64612	1579,9723	1586,089	1593,9	1603,495	1614,75	1627,863	1648,149	1659,19	1677,56
D		0,39645682	0,411667	0,422947	0,4265	0,422174	0,410122	0,394137	0,370132	0,33884	0,29951
J	М/с2	2,74519149	2,8597978	2,944156	2,9691	2,934484	2,840472	2,716175	2,529387	2,28923	1,9865
Передача №2; Uкп=2,10; ?=1,1, Uтр2=8,61
Va	М/с	3,6	5,41	7,22	9,02	10,82	12,63	14,43	16,23	18,04	19,84
Рт	Н	3112,27132	3233,1362	3323,785	3354	3323,785	3233,136	3112,271	2930,974	2689,24	2387,08
Рв	Н	6,394788	14,441612	25,72146	40,145	57,76645	78,70963	102,7434	129,9745	160,581	194,225
f		0,0353024	0,0356829	0,036216	0,0369	0,037732	0,038722	0,039859	0,041146	0,04259	0,04418
?		0,1153024	0,1156829	0,116216	0,1169	0,117732	0,118722	0,119859	0,121146	0,12259	0,12418
Рc	Н	489,013898	502,26284	520,8349	544,58	573,5964	608,0789	647,65	692,4856	742,879	798,272
Рcп	Н	1582,6939	1595,9428	1614,515	1638,3	1667,276	1701,759	1741,33	1786,166	1836,56	1891,95
D		0,22718722	0,2354396	0,241245	0,2424	0,238901	0,230739	0,22014	0,204886	0,18497	0,1604
J	М/с2	1,70951934	1,7796503	1,826621	1,8308	1,792238	1,710692	1,60614	1,458774	1,2684	1,03539
Передача №3; Uкп=1,36; ?=1,06, Uтр3=5,57
Va	М/с	5,57	8,36	11,15	13,94	16,73	19,52	22,3	25,09	27,88	30,67
Рт	Н	2013,39736	2091,5875	2150,23	2169,8	2150,23	2091,588	2013,397	1896,112	1739,73	1544,26
Рв	Н	15,3084613	34,485276	61,34383	95,884	138,1062	188,0099	245,3753	310,615	383,536	464,14
f		0,03572391	0,0366308	0,037901	0,0395	0,041531	0,043891	0,046603	0,049689	0,05314	0,05695
?		0,11572391	0,1166308	0,117901	0,1195	0,121531	0,123891	0,126603	0,129689	0,13314	0,13695
Рc	Н	503,690094	535,26436	579,4865	636,36	705,8742	788,0398	882,4909	989,9068	1109,97	1242,68
Рcп	Н	1597,37009	1628,9444	1673,166	1730	1799,554	1881,72	1976,171	2083,587	2203,65	2336,36
D		0,14615528	0,150472	0,152797	0,1517	0,147182	0,139242	0,129326	0,115975	0,0992	0,07901
J	М/с2	1,02096927	1,0524942	1,062246	1,037	0,976774	0,88155	0,764798	0,612839	0,42589	0,20395
Продолжение таблицы 3.3 Передача №4; Uкп=1; ?=1,04, Uтр4=4,1
Va	М/с	7,58	11,37	15,15	18,94	22,73	26,52	30,31	34,1	37,88	41,67
Рт	Н	1482,03396	1539,5887	1582,755	1597,1	1582,755	1539,589	1482,034	1395,702	1280,59	1136,71
Рв	Н	28,3504242	63,788454	113,2521	177	254,9295	347,0309	453,3076	573,7595	708,013	856,778
f		0,03634065	0,0380165	0,040356	0,0434	0,047055	0,051411	0,056436	0,062132	0,06848	0,07552
?		0,11634065	0,1180165	0,120356	0,1234	0,127055	0,131411	0,136436	0,142132	0,14848	0,15552
Рc	Н	525,163441	583,51149	664,9525	769,92	898,2216	1049,865	1224,847	1423,169	1644,21	1889,15
Рcп	Н	1618,84344	1677,1915	1758,633	1863,6	1991,902	2143,545	2318,527	2516,849	2737,89	2982,83
D		0,10633337	0,1079512	0,10749	0,1039	0,097127	0,087233	0,075249	0,060123	0,04188	0,02048
J	М/с2	0,65954682	0,659	0,632618	0,5702	0,471832	0,337554	0,177272	-0,01893	-0,2506	-0,5186
Передача №5; Uкп=0,82; ?=1,01, Uтр5=3,36
Va	М/с	9,25	13,87	18,49	23,11	27,73	32,35	36,98	41,6	46,22	50,85
Рт	Н	1214,54491	1261,7117	1297,087	1308,9	1297,087	1261,712	1214,545	1143,795	1049,46	931,544
Рв	Н	42,2186766	94,923572	168,6922	263,52	379,4206	516,3804	674,7688	853,9016	1054,1	1275,86
f		0,03699646	0,0394888	0,042977	0,0475	0,052942	0,059419	0,066909	0,07538	0,08485	0,09533
?		0,11699646	0,1194888	0,122977	0,1275	0,132942	0,139419	0,146909	0,15538	0,16485	0,17533
Рc	Н	547,997258	634,77488	756,2335	912,37	1103,194	1328,696	1589,479	1884,418	2214,04	2579,16
Рcп	Н	1641,67726	1728,4549	1849,914	2006,1	2196,874	2422,376	2683,159	2978,098	3307,72	3672,84
D		0,08575278	0,0853477	0,082539	0,0765	0,067125	0,054519	0,039483	0,021205	-0,0003	-0,0251
J	М/с2	0,47308112	0,4449674	0,38387	0,2814	0,137615	-0,04754	-0,26611	-0,52566	-0,8265	-1,1694

3.3 Результаты анализа тяговой характеристики

По результатам расчетов тяговой и динамической характеристик представленных в таблица 3.2. и рис.3.1 можно сделать следующий вывод:

Диапазон реализуемой АТС силы тяги следующий - Рт=(5422,07..1214,54.),Н

Диапазон силы сопротивления движению в заданных дорожных условиях Рс=(2579,16...481,96),Н.

Сила сопротивления воздуха Рв увеличивает значение Рс при максимально возможной скорости АТС т.е. при (Рт Рс):

а) на горизонтальном участке дороги Рс/Рf = 2579,16/1303,3=1,978 раза,

гдеРс - сила сопротивления движению АТС с учетом Рв, Н

Рf - сила сопротивления качению АТС без учета Рв, Н

Рf =maf=Рс-Рв=2579,16 -1275,86=1303,3

б) на подъеме с заданным i :

Рсп/(Рf+Рi) = 3672,84/(1303,3+1093,68) = 1,532раза.

гдеРсп - сила сопротивления движению АТС на подъем с учетом Рв, Н

Рf - сила сопротивления качению АТС без учета Рв, Н

Рi - сила сопротивления подъему АТС без учета Рв, Н

Рf =ma=Рс-Рв=2579,16-1275,86=1303,3

Рi=mai= Рсп-Рв-Рf == 1093,68

3.4 Результаты анализа динамической характеристики

Динамическая характеристика (ДХ) представлена графиком на рисунке3.2 используя значения Va, D, D, f, i, взятые из таблиц 3.2 - 3.3

Результаты анализа ДХ представлены в таблице 3.4 значениями максимально возможной скорости Va max на горизонтальной дороге и подъеме с заданными значениями f и i, скорости VD max, обеспечивающей максимальную силу тяги, уклона imax, который может преодолеть АТС при заданном f (используя формулу D==f+i).

Максимально возможную скорость Va max на горизонтальной дороге для каждой передачи определяем по табл.5 при условии, что (Рт Рс или j0) или по графику тяговой характеристики АТС рисунок 3.1

Максимально возможную скорость Va max на подъем с заданными значениями f и i для каждой передачи определяем по таблице 3.2 при условии, что (Рт Рсп ) или по графику тяговой характеристики АТС рисунок 3.1

Скорости VD max, обеспечивающей максимальную силу тяги, для каждой передачи определяем по графику динамической характеристики АТС рисунок 3.2

Для определения максимального продольного уклона imax, который может

преодолеть АТС при заданном f на каждой передаче воспользуемся формулой :

Для 1-ой передачи

i = Dmax - f

i = 0,426-0,038=0,388

гдеDmax- максимальный динамический фактор (для каждой передачи свой)

f- коэффициент сопротивления качению соответствующий Dmax,

Аналогично рассчитываем эти параметры для остальных передач КПП.

Результаты расчета и анализа сведем в таблицу 3.4

Таблица 3.4 - Результаты анализа динамической характеристики

Параметр	Номер передачи
	1	2	3	4	5
Va max (i=0)	41,00	71,42	109,11	122,76	116,46
Va max (i=0,08)	41,00	71,42	81,8	0	0
VDmax	5,17	9,02	11,15	11,37	9,25
imax (f= 0,035 , =0,5)	0,165	0,16	0,143	0,115	0,08
imax (f =0,035 , =0,1)	0,029	0,028	0,008	-0,020	-0,05
imax (f=0,035, =0,9)	0,33	0,326	0,306	0,277	0,247

По графику можно определить максимальную скорость АТС на всех передачах (при j0). При построении графика допускают, что в период буксования сцепления при трогании автомобиля Vа возрастает по линейному закону в диапазоне скорости 0...Vmin, тогда

время разгона до скорости Vmin, с

to= (3.14) to=

гдеjср=0,5 jo - среднее ускорение, м/с2

Vmin - начальное значение (из таблицы 3.4) скорости разгона АТС на первой передаче, м/с

jo - начальное значение (из рисунка 3.3) ускорения АТС на первой передаче, м/с2

при этом пройденный путь, м

So=0,5to

So=0,5 = 2,06

гдеto= время разгона до скорости Vmin, с

Vmin - начальное значение скорости разгона АТС на первой передаче, м/с.

График ускорений рисунок 3.3 позволяет определить моменты переключения передач. В частности, если кривые пересекаются, то переключать передачи следует при скорости, соответствующей точке пересечения (на рисунке 3.3). Если кривые ускорений не пересекаются, то АТС следует разгонять до максимально возможной скорости (точки пересечения кривых на графике), а затем переключится на соседнею повышенную передачу.

3.5 Расчет и анализ скоростной характеристики

Скоростную характеристику, то есть зависимость скорости АТС от времени и пути разгона ( Va=f(tp);Va=f(Sp)), рассчитывают используя результаты таблицы 3.2. В частности, используя значения Va на каждой передаче, сначала определяют среднею скорость в интервале Va=(Vi+1-Vi), которая равна. скоростной автотранспортный тормозной маневренность

Vai =( 2,585- 2,07)=0,515

Для 1 передачи:

Vсрi=0,5(Vai + Va(i+1)),

Для 1 передачи:

Vсрi=0,5(2,07+ 3,1)=2,585

Значения j из таблицы 3.2 используют при расчете его среднего значения в каждом интервале Va:

Jсрi=0,5(ji + j(i+1))

Для 1 передачи:

Jсрi=0,5(2,745+2,859)=2,802

Результаты расчетов Vсрi и Jсрi представляют в таблице 3.5. Приняв V за шаг интегрирования и интегрируя приближенным методом функцию j=f(Va), определяют время разгона АТС в каждом интервале скорости, представляя результаты в соответствующей строке таблицы 3.5:

tpi=Va/jсрi,

Для 1 передачи:

tpi=0,515/2,802=0,1837

Для удобства использования значений времени разгона при построении графиков целесообразно целесообразно интервальный вид записи этого параметра преобразовать в числовой ряд с последовательно нарастающим итогом:

tp1=tp1 ; tp2=tp1+tp2 ; tpi=tpi

Для 1 передачи:

tp1=0.1837 ; tp2=0,1837+0,1792=0,3630 и т.д.

В этом случаи конечное значение tp будет соответствовать времени разгона АТС на конкретной передаче.

Путь разгона АТС рассчитывают при допущении неизменной скорости в каждом интервале V, равной среднему значению по (3.17).

В этом случаи, проходимый АТС в течении каждого интервала времени tpi путь

Spi=

Полученные значения Spi представляют в таблице 3.5, а также преобразуют (по анологии с tp) в ряд Sp:

Spi=Spi, (3.22)

При расчете скоростной характеристики следует учитывать снижение скорости в процессе переключения передач (т.е. при движении транспортного средства в режиме наката) и путь, проходимый за время переключения передач tp. Численные значения зависят от квалификации водителя и конструктивных факторов автомобиля. В расчетах можно использовать приближенные значения tп: 1 секунда для легковых автомобилей, 2 секунды для остальных.

Снижение скорости Vp за время переключения передач определяют при допущении нулевых значений силы сопративления воздуха и силы тяги, а коэффициент учета вращающихся масс обычно принимают для режима наката равным 1,05. Тогда замедление в период tп

Jз==9,3f

Jз=9.3

А снижение скорости за время переключения передач

Vп=Vн - Vk=jз tп

Vп=0,337

где Vн , Vk - соответственно скорость АТС в конце разгона на предыдущей передаче и перед включением последующей передачи. Из (3.24) следует, что скорость в конце процесса переключения

Vк=Vн - Vп,

а средняя скорость за время tп

Vср п=( - Vп)/2,

Vср п=(22,4165

Тогда, проходимый АТС за время переключения передач путь

Sп= Vср п tп

Sп=2,4165

Результаты расчета по (3.24) и (3.27) параметров, характеризующих процесс переключения передач, представляют в таблице 3.6.

Полученные значения Vср и соответствующие им tp и Sp (таблица3.5), а также значения из таблицы 3.7 используют для построения скоростной характеристики. СХ является совмещенной , т.е. содержит два аргумента (время и путь разгона), имеющих независимые шкалы по осям абцисс: tp и Sp (рисунок 3.4)

3.6 Результаты расчета скоростной характеристик

^{Таблица 3.5 - Результаты расчета скоростной характеристики}

Параметры	размеры	результаты расчета
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Передача№1; ; tп=1 с; ?Vп=0,337 м/с2; Sп=2,41 м
Va ср	м/с2	2,585	3,62	4,655	5,69	6,725	7,76	8,9755	10,0105	10,87
jср	м/с2	2,80249467	2,9019771	2,9566181	2,951782	2,8874782	2,77832	2,62278	2,409308	2,137862
?tp	с	0,18379729	0,1792485	0,1742219	0,176211	0,1788194	0,18719	0,26127	0,141458	0,243332
tp	с	0,183797	0,3630458	0,537	0,713	0,891	1,107	1,339	1,48	1,723
?Sp	м	0,47511599	0,6488797	0,811003	1,002643	1,2025608	1,45256	2,34503	1,416069	2,645016
Sp	м	0,475	1,1239957	1,4598827	1,813646	2,2052039	2,65512	3,79758	3,761095	4,061085
Передача№2; tп=1 с; ?Vп=0,361 м/с2; Sп=4,3245 м
Va ср	м/с2	4,505	6,315	8,12	9,92	11,725	13,53	15,33	17,135	18,94
jср	м/с2	1,74458482	1,8031357	1,8287285	1,811537	1,7514649	1,65842	1,53246	1,363589	1,151898
?tp	с	0,52011494	0,5027778	0,4945055	0,497238	0,5292398	0,54545	0,58824	0,555215	0,782609
tp	с	0,52	1,0228927	1,516	2,013	2,542	3,087	3,675	4,239	5,012
?Sp	м	2,34311782	3,1750417	4,0153846	4,932597	6,2053363	7,38	9,01765	9,513604	14,82261
Sp	м	2,343	5,5181595	7,1904263	8,947981	11,137933	13,5853	16,3976	18,53125	24,33621
Передача№3; tп=1 с; ?Vп=0,41м/с2; Sп=6,76 м
Va ср	м/с2	6,965	9,755	12,545	15,335	18,125	20,91	23,695	26,485	29,275
jср	м/с2	1,03673174	1,0573703	1,0496264	1,00689	0,929162	0,82317	0,68882	0,519364	0,314917
?tp	с	1,3465251	1,3285714	1,3298379	1,395	1,5163043	1,69512	2,02762	2,687861	4,442675
tp	с	1,34652	2,6750965	4,004	5,399	6,915	8,614	10,637	13,324	17,766
?Sp	м	9,3785473	12,960214	16,682817	21,39233	27,483016	35,445	48,0444	71,18801	130,0593
Sp	м	9,378	22,338762	29,643031	38,07514	48,875341	62,928	83,4894	119,2324	201,2473
Передача№4; tп=1 с; ?Vп=0,482 м/с2; Sп=9,234 м
Va ср	м/с2	9,475	13,26	17,045	20,835	24,625	28,415	32,205	35,99	39,775
jср	м/с2	0,6592734	0,645809	0,601402	0,521009	0,4046929	0,25741	0,07917	-0,13478	-0,38464
?tp	с	2,87556904	2,9302326	3,1583333	-3,63723
tp	с	2,87556	5,8058016	8,963
?Sp	м	27,2460167	38,854884	53,833792
Sp	м	27,246	66,1009	92,688675
Передача№5; tп=1 с; DVп=0,559, м/с2; Sп=11,2805м
Va ср	м/с2	11,56	16,18	20,8	25,42	30,04	34,665	39,29	43,91	48,535
jср	м/с2	0,45902426	0,4144186	0,3326444	0,209517	0,0450367	-0,1568	-0,39588	-0,67611	-0,99798
?tp	с	5,03267974	5,5797101	6,9578313	11,05263	57,75
tp	с	5,032	10,61239	17,569	28,621	86,371
?Sp	м	58,1777778	90,27971	144,72289	280,9579	1734,81
Sp	м	58,177	148,45749	235,0026	425,6808	2015,7679	1199,81

Таблица 3.6-Характеристика процесса переключения передач

Номер включаемой передачи	1	2	3	4	5
Время переключения tп,с	1	1	1	1	1
Снижение скорости ?V, м/c	0,337	0,361	0,41	0,482	0,559
Путь за время tп,Sп,м	2,4165	4,3245	6,76	9,234	11,2805

3.7 Результаты анализа скоростной характеристики

Таблица 3.6 - Результаты анализа скоростной характеристики

Показатель
Время разгона на участке длиной 400м, с	30
Время разгона на участке длиной 1000м, с	62,2
Время разгона до скорости 100 км/ч, с	16
Скорость в конце участка длиной 1600м, м/с, км/ч	40,145
Скорость в конце участка длиной 2000м, м/с, км/ч	40,145
Условная максимальная скорость, т е средн скорость прохождения последних 400м на участке длиной 2000м при разгоне с места, м/с,км/ч	40,145

4. Топливная экономичность АТС

Топливной экономичностью (ТЭ) называют совокупность свойств, определяющих расход топлива при выполнении АТС транспортной работы в различных условиях эксплуатации. ТЭ существенно зависит от таких показателей двигателя, как часовой расход топлива Qt, и удельный эффективный расход qe. Основным измерителем ТЭ является путевой расход топлива Qs, т.е. расход в литрах на 100 км пройденного пути.

Топливную характеристику (ТХ), т.е. зависимость расхода топлива от скорости движения в заданных условиях, получают различными методами. Одной из основных характеристик топливной экономичности транспортных средств является ТX установившегося движения. Наиболее достоверный расчет получают, используя в качестве исходных зависимости крутящего момента и часового расхода топлива от угловой скорости вала ДВС и положения органа управления подачей топлива. В отчете используем приближенный метод получения ТХ установившегося движения.

Массив исходных данных, достаточный для расчета ТХ, формируем, используя значения таблиц 1.2, 3.4 и динамическую характеристику (рисунок 3.2). Часть массива размещаем в таблице 4.1, при этом обязательно согласуем размерности qе и Nе. При выборе плотности топлива можно использовать средние значения: бензин - 0,727 кг/л, дизельное топливо - 0,818 кг/л.

При характеристике условий движения руководствуются следующими рекомендациями. Условия №1 содержат значения фактической массы груженого АТС и заданные f и i (из таблицы 4.1). Номер передачи определяют по ДХ из условия обеспечения максимальной скорости движения на подъеме (на рисунке 3.2). Условия движения №2 отличаются от №1 отсутствием подъема, при этом выбирают передачу, обеспечивающую движение с Vmax (на рисунке 3.2). Условия движения №3 позволяют оценить топливную экономичность АТС, имеющего полную массу согласно технической характеристике. Если автопоезд составлен из тягача и прицепа, то в расчете следует использовать полную массу тягача, т.е. оценить экономичность одиночного автомобиля на дороге с минимальным сопротивлением качению. Условия №4 отличаются от условий №3 лишь номером передачи с целью получения предельных значений расхода топлива в одинаковых дорожных условиях.

Остальные исходные данные приведем непосредственно в таблице 4.2 результатов расчета ТХ. В частности, относительную частоту вращения (nei/ne max) рассчитываем по данным таблицы 1.2, значения Vа, Рт, Рс и Рсп выбираем для передач, указанных в таблице 4.1, из результатов расчета тяговой характеристики (таблица 3.3).

Для каждого значения (nei/ne max) определяем максимальный часовой расход, кг/ч:

,

,

где

qmin - минимальный удельный расход топлива, г/кВт ч

Nemax - максимальная эффективная мощность, кВт

nei/nemax - относительная частота вращения

Значения Ql используем при расчете фактического часового расхода Qt, в конкретных условиях движения, для чего сначала определяем относительную силу сопротивления движению (Рс/Рт), представляя результаты в таблицу 4.2, а затем для каждого значения рассчитываем, кг/ч:

путевой расход топлива, л/100 км:

где

Qt - фактический часовой расход, кг/ч

Va - скорость автомобиля, м/с

- плотность топлива, бензин - 0,727 кг/л

Расчеты по формулам (4.1) - (4.3) повторяем согласно числу условий движения, а результаты используем для построения графикa топливной характеристики (рисунок 4). Для сравнительной оценки топливной экономичности АТС и самоконтроля на рисунке 4 укажем уровень контрольного расхода топлива из технической характеристики АТС.

4.1 Массив исходных данных к расчёту топливной характеристики

Таблица 4.1 - Массив исходных данных к расчету ТХ

Минимальный удельный расход топлива qemin, г/кВт*ч	300
Максимальная эффективная мощность Ne max, кВт	47
Плотность топлива (бензин), кг/л	0,727
Условия движения:
№	mа, кг	Передача №	f0	i	Vmin, м/с	Vmax, м/с
1	1395	3	0,035	0,08	5,57	30,67
2	1395	5	0,035	0	9,25	41,60
3	1395	5	0,014	0	9,95	41,60
4	1395	1	0,014	0	2,07	11,39

4.2 Результаты расчёта топливной характеристики

Таблица 4.2 - Результаты расчета топливной характеристики

nei/nemax	0,18	0,27	0,36	0,45	0,54	0,63	0,72	0,81	0,90	1,00
Qi, кг/ч	5,51	8,02	10,34	12,48	14,42	16,14	17,62	18,85	19,76	20,27
Подъем	i=	0,08	ma=	1395	передача №	3	f=	0,035
Va, км/ч	20,05	30,10	40,14	50,18	60,23	70,27	80,28	90,32	100,37	110,41
Va, м/с	5,57	8,36	11,15	13,94	16,73	19,52	22,30	25,09	27,88	30,67
Pс , Н	504,19	535,78	580,02	636,91	706,45	788,65	883,14	990,60	1110,71	1243,48
Pс /Pт	0,25	0,26	0,27	0,29	0,32	0,38	0,44	0,52	0,64	0,81
Qт, кг/ч	1,74	2,56	3,37	4,22	5,13	6,27	7,61	9,40	11,99	16,05
Qs, л/100км	11,97	11,70	11,55	11,58	11,72	12,28	13,04	14,32	16,45	20,01
горизонт	i=	0	ma=	1395	передача №	5	f=	0,035
Va, км/ч	33,30	49,93	66,56	83,20	99,83	116,10	133,13	149,76
Va, м/с	9,25	13,87	18,49	23,11	27,73	32,25	36,98	41,60
Pс , Н	548,51	635,33	756,83	913,04	1103,93	1324,27	1590,41	1885,47
Pс /Pт	0,20	0,50	0,58	0,70	0,85	1,05	1,31	1,65
Qт, кг/ч	1,63	3,87	5,72	8,35	12,22	18,13	27,33	41,83
Qs, л/100км	6,72	10,68	11,84	13,81	16,85	21,50	28,26	38,45
горизонт	i=	0	ma=	1395	передача №	5	f=	0,014
Va, км/ч	33,30	49,93	66,56	83,20	99,83	116,10	133,13	149,76
Va, м/с	9,25	13,87	18,49	23,11	27,73	32,25	36,98	41,60
Pс , Н	244,74	311,08	403,95	523,33	669,23	837,63	1041,03	1266,53
Pс /Pт	0,20	0,25	0,31	0,40	0,52	0,66	0,86	1,11
Qт, кг/ч	1,63	2,52	3,60	5,04	7,10	10,22	15,10	22,85
Qs, л/100км	6,72	6,95	7,44	8,34	9,80	12,11	15,61	21,00
горизонт	i=	0	ma=	1395	передача №	1	f=	0,014
Va, км/ч	7,45	11,16	14,90	18,61	22,36	26,06	29,81	34,82	37,26	41,00
Va, м/с	2,07	3,10	4,14	5,17	6,21	7,24	8,28	9,67	10,35	11,39
Pс , Н	194,25	197,56	202,24	208,19	215,54	224,15	234,17	249,68	258,13	272,17
Pс /Pт	0,04	0,04	0,03	0,04	0,04	0,04	0,04	0,05	0,06	0,07
Qт, кг/ч	1,39	2,02	2,61	3,14	3,64	4,07	4,46	4,78	5,03	5,19
Qs, л/100км	25,67	24,92	24,07	23,26	22,38	21,51	20,58	18,89	18,57	17,41

4.3 Результаты анализа топливной характеристики

Вопросы:

1. Чему равен путевой расход топлива при движении АТС с максимально возможной скоростью в заданных дорожных условиях, включая горизонтальные участки и подъемы с заданным уклоном?

2. Какая скорость АТС обеспечивает наиболее экономичное движение в заданных дорожных условиях и чему равен Qs min?

3. Во сколько раз повышается Qs при переходе на низшую передачу при прочих одинаковых условиях движения АТС?

Результаты анализа:

Путевой расход топлива при движении автомобиля «ВАЗ 2105» с максимально возможной скоростью в заданных дорожных условиях равен 20,01 л/100км (1 условие), горизонтальные участки, i=0: 38,45 л/100км (2 условие), 21,00 л/100км (3 условие), 17,41 л/100км (4 условие).

Скорость равная 40,14 км/ч обеспечивает наиболее экономичное движение в заданных дорожных условиях Qs=11,55 л/100км

В 21/17,41=1,2 раз повышается Qs при переходе на низшую передачу при прочих одинаковых условиях движения автомобиля «ВАЗ 2105»

5. Тормозные свойства АТС

Тормозные свойства АТС оценивают по значениям замедления, времени и пути торможения. В курсовой работе представлены результаты приближенных расчетов, позволяющие дать сравнительную оценку процесса торможения. В частности, при расчетах допускают, что нормальные реакции дороги соответствуют значениям неподвижного АТС, торможение реализуется в экстренном режиме, т.е. при заблокированных колесах; сила сопротивления воздуха равна нулю. С учетом принятых допущений массив исходных данных представляем перечнем таблицы 5.1, где Vн, максимальную скорость АТС при заданном f на горизонтальном участке дороге, определяют по динамической характеристике (таблица 3.4).

Таблица 5.1 - Массив исходных данных для оценки тормозных свойств

Параметр	обознач	значения
Фактическая масса АТС, кг	m	1395
Масса, приход на заторможенные колеса, кг		1395
Масса, приход на незаторможенные колеса, кг		760
Статический радиус колеса, м		0,265
Число вращающихся колес		4
Коэф учета вращающ масс		1,02
Лобоваяплощадь,м2	F	1,7
Коэф лобового сопротивления	Cx	0,45
Плотность воздуха, кг/м3		1,29
Коэф сцепления		0,5
Продольн уклон дороги	i	0,08
Угол продольного наклона дороги, град
Максимальная скорость, м/с		33,3
Момент инерции колеса, кг/м2		0.52

Основной составляющей остановочного пути АТС является тормозной путь, т.е. путь при максимальном замедлении jт. В общем случае движение АТС в тормозном режиме возможно не со всеми заторможенными колесами (отсутствие тормозных механизмов на прицепном звене, отказ функционирования некоторых).

Для первой строки табл.5.2

Замедление при торможении,

где g =9,8 - ускорение свободного падения, м/с2

- заданный коэффициент сцепления

ma - фактическая масса груженого АТС, кг

mтор -масса, приходящаяся на заторможенные колеса

Если при торможении блокируются все колеса, то максимальное замедление определяют по формуле, м/с2

Замедление при торможении на горизонтальной дороге, м/с2

,

где g =9,8 - ускорение свободного падения, м/с2

- заданный коэффициент сцепления

ma - фактическая масса груженого АТС, кг

mтор -масса, приходящаяся на заторможенные колеса

Путь за время реакции водителя, м



где tр - время реакции водителя (0,5…1,5 с )

Vн- начальная скорость АТС, м/с.

33,3-0,57=32,78

Путь за время приведения тормозов в действие, м

5

гдеtс, - время приведения в действие (не более 0,2 с )

Vн- начальная скорость АТС, м/с.

Путь за время нарастания тормозных сил до максимального значения, м

где Vн- начальная скорость АТС, м/с,

tн - время нарастания тормозных сил (и замедления), составляет 0,2...0,25 с для гидравлического привода и 0,3...0,9 с для пневматического:

Vн -снижение скорости АТС за время tн, м/с



гдеjт- максимальное замедление, м/с2.

Тормозной путь при максимальном замедлении, м

гдеVт - скорость в начале тормозного пути, м/с

Vт=Vн-Vн (5.8) Vт=33,05-0,25=32,8

гдеVн- начальная скорость АТС, м/с

Vн -снижение скорости АТС за время tн, м/с.

Остановочный путь АТС, м

Sо= Sр+ Sс+ Sн+ Sт=32,78+6,5+6,4+93,59=139,37

Результаты расчета остановочною пути и его слагаемых сведем в таблицу 5.2, а зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления представим графиком (рисунок 5).

5.1 Результаты расчёта остановочного пути

Таблица 5.2 - Результаты расчета остановочного пути АТС (ВАЗ 2105)

Результаты расчета остоновочного пути АТС
Заторможенные колеса		Дорожные условия	Результаты расчета
	ц	i,%	б , град.	j,м/с2	Sр,м	Sс,м	Sн,м	Sт,м	Sо,м
Все колеса АТС	0,5	8	5	5,7409	32,78	6,556	6,441	93,592	139,37
	0,5	-8	-5	4,0318	32,78	6,556	6,476	133,27	179,08
	0,5	0	0	4,905	32,78	6,556	6,458	109,54	155,34
	0,2	0	0	1,962	32,78	6,556	6,517	273,86	319,71
	0,4	0	0	3,924	32,78	6,556	6,478	136,93	182,74
	0,6	0	0	5,886	32,78	6,556	6,439	91,286	137,06
	0,8	0	0	7,848	32,78	6,556	6,399	68,464	114,2
Задняя ось	0,5	0	0	2,6723	32,78	6,556	6,503	201,07	246,91

5.2 Оценка тормозных свойств ATC

Соответствует ли замедление ATC нормативным значениям, каковы причины (если есть) отклонения [2],(см.прил.5).

Согласно приложению 5 АТС (ВАЗ 2105) относится к категории N1. Тормозной путь данного АТС соответствует нормативным значениям (при mа=1395кг, =0,8, jт=7.84м/с2, Vн=80км/ч) на горизонтальном участке дороги тормозной путь:

м<43,2м).

2 Укажите на рисунке 5 пределы , соответствующие сухому и мокрому асфальтобетону, гравийному покрытию, сухой и мокрой грунтовой дороге, уплотненному снегу .

Нанесем на графике (рисунок 5) соответствующие значения коэффициента сцепления.

2 Оцените количественную долю Sт в остановочном пути.

Количественная доля Sт в остановочном пути составит:

Sт=

6. Устойчивость, манёвренность

Перечисленные свойства АТС оценивают приближенными значениями основных показателей и анализируют полученные результаты с целью последующей разработки рекомендаций по обеспечению безопасной эксплуатации подвижного состава.

6.1 Устойчивость АТС (легкового автомобиля ВАЗ 2105)

Устойчивость АТС оценивают с помощью параметров положения и параметров движения. В настоящее время параметры положения и движения не имеют строгой определенности в терминологии, требованиях и методах оценки. В теории автомобиля широко используют следующие показатели устойчивости (13):

Критический (предельный) угол бокового крена по скольжению;

Критический (предельный) угол бокового крена по опрокидыванию;

Критическая (предельная) скорость установившегося криволинейного движения по заносу (боковому скольжению);

Критическая (предельная) скорость установившегося криволинейного движения по опрокидыванию;

При наличии бокового ветра и повышенной скользкости дорожного покрытия, что характерно для многих климатических зон страны, определяют и критическую скорость ветра по заносу АТС.

Для получения приближенных значений критических углов бокового крена по скольжению(угла заноса з)

з=arctg()

з=arctg(0,5)=26,56

и опрокидыванию (о) используют зависимости, не учитывающие деформацию рессор и шин:

о=arctg ()

о=arctg () =56,6

где hа - ордината центра масс груженного АТС

Критическую скорость криволинейного движения АТС по заносу находят из условия равенства поперечной составляющей центробежной силы и максимальной по специально суммарной боковой реакции всех колес ПС:

Где - средний угол поворота управляемых колес;R - радиус поворота подвижного состава (Rmin=5,6; Rзад=100 )

Таблица 6.1- Легковой автомобиль ВАЗ 2105

	0,1	0,5	0,9
з, град	5,7	26,56	41,98
Vз приRmin	2,2	4,9	6,6
Vз приRзад	9,9	22,1	29,7

Приближенное значение критической скорости про опрокидыванию рассчитывают по зависимости, также не учитывающей деформацию шин АТС :



При R=5,6м

При R=100м

Критическую (предельную) скорость ветра по заносу АТС определяют в следующем порядке. По масштабному чертежу груженного АТС рассчитывают площадь его боковой проекции и определяют геометрический центр этой площади - центр парусности. Выбирают значение коэффициента аэродинамического сопротивления из прил. 4 по принципу примерного соответствия лобовой и боковой поверхности АТС. Затем, приняв, что сила сцепления всех колес с дорогой в боковом направлении больше или равна силе потока воздуха, т.е.

Pв

или с учетом значения силы потока воздуха (ветра)

где F - боковая площадь ПС

F=3,7264; Сх=0,75

откуда критическую скорость бокового ветра, м/с

Vв

При =0,1 Vв

При =0,5 Vв79,49

При =0,9 Vв106,6

Рекомендации по безопасной эксплуатации АТС (с точки зрения устойчивости) представлены ответами на следующие вопросы:

Угол з= 26,560 лимитирует боковой крен АТС по заносу при зад=0,5 который соответствует мокрому асфальтобетону, следовательно, чтобы не произошло заноса автомобиль рекомендую не поворачивать рулевое колесо более 26,65 градусов, в данных дорожных условиях.

Угол о= 56,60 лимитирует боковой крен АТС по опрокидыванию в тех же дорожных условиях, что и выше, следовательно рекомендую не превышать угол поворота свыше 56,6 градусов.

Скорость Vз=22,1 м/с, при =0,5 лимитирует скоростной режим АТС на участках дороги с заданным радиусом R(100м) кривых в плане, следовательно на скорости Vз<22,1 м/с следует проходить эти криволинейные участки .

При радиусе поворота по оси следа внешнего переднего колеса автомобиля равном 5,6 метрам, получилиVз=4,9 м/с, поэтому следует двигаться со скоростью не более 4,9м/с

6.2 Маневренность АТС (Легкового автомобиля ВАЗ 2105)

Манёвренность автотранспортных средств характеризуют формой и размерами габаритной полосы их криволинейного движения, под которой понимают площадь опорной поверхности, ограниченной проекциями на её траектории крайних выступающих (габаритных) точек подвижного состава. При криволинейном движении транспортного средства габаритная полоса движения (ГПД) принимает сложную форму, ограниченную траекториями наиболее удаленной от центра поворота (ЦП) точки передней части автомобиля (например, бампер) и наиболее близкой к ЦП точки задней части автомобиля. Ограничивающие кривые называют соответственно наружной и внутренней кривыми. ГПД возможно построить лишь графически, при этом главным элементом, формирующим ГПД, является основная траектория ведущего моста автомобиля обычной компоновки с колесной формулой 4X2, форма которого зависит от управляющего воздействия водителя на автомобиль.

При курсовом проектировании ГПД определяют применительно к круговому движению автомобиля с минимальным радиусом поворота (приведён в технической характеристики автомобиля).

Построение ГПД одиночного автомобиля с управляемой только передней осью осуществляют следующим образом. Из центра поворота O1 проводят кривую радиусом Rа, равным масштабному значению траектории внешнего переднего колеса автомобиля. Затем из центра О1 -ось O1Y2 , a на расстоянии базы Lа автомобиля - отрезок Y1Y1 параллельно O1Y2 до пересечения с кривой радиусом Rа. От точки пересечения А откладывают на отрезке Y1Y1' масштабную величину колеи передних колес В1, а из середины построенной передней оси восстанавливают перпендикуляр до пересечения с отрезком Y1Y2 в точке О, которая является серединой ведущего моста автомобиля. Отложив на отрезке О1Y2 масштабное значение колеи задних колес В2, получают кинематическую схему ходовой части автомобиля, на которую накладывают масштабное изображение контура общего вида автомобиля в плане. Затем из центра поворота последовательно проводят кривые: радиусом Ro - основную траекторию, Rн - наружную, кривую ГПД и Rв - внутреннюю кривую ГПД. Расстояние между наружной, и внутренней кривыми является масштабной шириной ГПД, причем из построений следует, что при криволинейном движении одиночного автомобиля ширина ГПД увеличивается (в сравнении с движением по прямой) за счет наружной составляющей Ан габаритной полосы движения.

По рисунку 6, с учетом масштаба, определим ширину ГПДа=2170 мм, ее составляющую Ан=1470мм,

1. Ширина габаритной полосы движения увеличивается за счет наружной составляющей.

2. Для разворота АТС только передним ходом на 180 градусов необходима ширина проезжей части не меньше радиуса поворота, наиболее удаленной от центра поворота передней части автомобиля (бампер) - 5,8 метра.

Таблица 6.1 - Массив исходных данных для расчета показателей устойчивости, маневренности, проходимости (ВАЗ 2105)

Параметр	Размер-ность	Значение
		Автомобиль
1. Масса с грузом	кг	1395
в т.ч. на переднюю ось	кг	635
заднюю ось	кг	760
2. Ширина колеи	м	1365
3. База	м	2424
7. Координаты центра масс: Xцм	м	1376
hцм	м	450,7
8.Габаритные размеры: длина	м	4130
ширина	м	1620
9.Задний свес( замерить на рис.)_	м
10. Боковая площадь		3,72
11. Боковой Сх		0,45
12.Коэффициент сцепления min		0,2
зад		0,5
max		0,9
13.Коэф. сопротивления качению, fзад		0,035
14 Плотность воздуха	кг/	1,29
15. Радиус криволинейной траектории Rзад	м	100
Rmin	м	5,6

Таблица 6.2 - Результаты расчета показателей устойчивости АТС

Показатель	Размерность	Автомобиль
Устойчивость:
1. Критические углы бокового крена по скольжению з	град.	26,56є
по опрокидыванию о	град.	56,6є
2. Критическая скорость криволинейного движения по заносу Vз, (Rmin=5,6)	м/с	4,9
Vз, (Rзад=100)		22,1
по опрокидыванию Vo (Rзад=100)	м/с	38,5
Vо (Rmin=5,6)	м/с	9,1
Критическая скорость бокового ветра Vв(min=0,1)	м/с	35,5
Vв(зад=0,5)	м/с	79,49
Маневренность:
4. Ширина ГПД (при Rmin=5,6)	м	2,170
5. Ширина составляющей ГПД: внутренней Ав,	м	----
наружной Ан	м	1,470
6. Сдвиг траектории Ск	м	----
7. Угол складывания автопоезда гтmax	град.	---
Проходимость:
8. Наибольший угол подъема по условию силы тяги тmax	град.	21,35є
по условию сцепления max	град.	13,3є

Угол подъема по условию силы тяги, град:

где -максимальный продольный уклон дороги

,

Угол подъема по условию сцепления, град:

Литература

1. Анопченко, В.Г. Практикум по теории движения автомобиля: Учеб. пособие/ В. Г. Анопченко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 83 с

СТП КГТУ 01 - 01. Общие требования к оформлению текстовых и графических студенческих работ. Текстовые материалы и иллюстрации. Красноярск, 2001. 46 с.

Краткий автомобильный справочник НИИАТ. М. Транспорт (различных лет издания).

Андреев Б.В. Теория автомобиля: КрПИ красноярск, 1984. 142 с.

Определение координат центра масс автомобиля: Методические указания/ Сост. С.А. Воякин: КрПИ Красноярск, 1992. 13 с.

Характеристики автомобильных двигателей: справочно - методические материалы / Сост. В.Г. Анопченко, С.А. Воякин; КрПИ. Красноярск: 1993. 71 с.

Анопченко В.Г. Анализ эксплуатационных свойств автотранспортного средства. Методическое пособие по курсовому проектированию. КГТУ. Красноярск, 1997. - 75 с.

8 . Руководство по ремонту, техническому обслуживанию и эксплуатации автомобилей ВАЗ-2105, ВАЗ-21051, ВАЗ-21053, ВАЗ-2104, ВАЗ-21043.- М.: « Издательский Дом Третий Рим», 2003.-168с.

Размещено на Allbest.ru