Предельный преодолеваемый автомобилем подъём оказывает существенное влияние на условия эксплуатации АТС. Преодолеваемый подъём зависит как от характеристик покрытия дороги, по которой движется автомобиль, так и от характеристик самого автомобиля.

Предельный угол подъёма определяется по следующей формуле:

где Dmax - максимальное значение динамического фактора;

f - общий коэффициент сопротивления качению, f = 0,02 по заданию.

Действие на автомобиль сил аэродинамического сопротивления не учитывается, т.к. при преодолении предельных углов подъёма скорость движения АТС не велика. В данной курсовой работе расчёт ведётся только для автомобиля на 1 - ой и 2 - ой передаче.

Пример расчёта Газ 33023:

Автомобиль на 1 - ой передаче Dmax = 0,38:

б=arctg (0,38-0,02 )=22 град;

Автомобиль на 2 - ой передаче Dmax = 0,22:

б=arctg (0,22-0,02 )=13 град.

Пример расчёта автопоезда Газ 33023:

Автомобиль на 1 - ой передаче Dmax = 0,26:

б=arctg (0,26-0,02 )=15 град;

Автомобиль на 2 - ой передаче Dmax = 0,14:

б=arctg (0,14-0,02 )=8 град.

Пример расчета для Iveco Daily 35C11 C:

Автомобиль на 1 - ой передаче Dmax = 0,44;

б=arctg (0,44-0,02 )=26 град;

Автомобиль на 2 - ой передаче Dmax = 0,27;

б=arctg (0,27-0,02 )=16 град.

Пример расчета для автопоезда Iveco Daily 35C11 C:

Автомобиль на 1 - ой передаче Dmax = 0,29;

б=arctg (0,29-0,02 )=17 град;

Автомобиль на 2 - ой передаче Dmax = 0,18;

б=arctg (0,18-0,02 )=10 град.

Для вычисления предельного угла подъёма по условию буксования вычисляем предельный динамический фактор по условию сцепления. Он определяется по формуле:

,

где RZ - нормальная реакция на ведущую ось, т.е. вес, который приходится на ведущую ось.

ц - коэффициент сцепления колеса, ц = 0,8.

Gа - полный вес автомобиля

Пример расчёта для Газ 33023:

2300*10*0,8/3500*10=0,52

Проверка по условию буксования осуществляется по следующим зависимостям:

- буксования нет;

- буксование есть.

Для 1-ой передачи - следовательно, буксование нет.

Для 2 - ой передачи - следовательно, буксования нет.

Пример расчёта для Iveco Daily 35C11 C:

1575*10*0,8/3500*10=0,36

Проверка по условию буксования осуществляется по следующим зависимостям:

- буксования нет;

- буксование есть.

Для 1-ой передачи - следовательно, буксование есть.

Для 2 - ой передачи - следовательно, буксования нет.

По результатам расчёта предельных углов подъёма можно сделать вывод, что величина этих углов зависит в первую очередь от следующих факторов: массы автомобиля, величины тяговой силы и величины коэффициента сопротивления качению колеса, причём для легковых автомобилей наибольшее влияние оказывает первые два фактора.

При ограничении тяговых свойств по сцеплению на предельный угол подъёма накладывается ограничение, связанное с неполной реализацией тяговой силы по причине буксования ведущих колёс.

1.8 Определение максимальной массы прицепного звена

Максимальная масса прицепного звена определяется по формуле:

,

где Gапmax - максимальный вес автопоезда;

,

где PTmax - максимальная сила тяги при заданной скорости движения автомобиля.;

РВ - сила сопротивления воздуха;

Ш - коэффициент сопротивления дороги, Ш = 0,02 по заданию;

ДD - запас динамического фактора, ДD = 0,02 по заданию.

Gа - полный вес автомобиля,

Н - для Газ 33023;

 Н - для Iveco Daily 35C11 C;

g - ускорение свободного падения.

Пример расчёта для Газ 33023:

Для 3 - ой передачи PTmax =4600 Н, при Vа = 10 м/с; РВ = 800Н

(4600-800)/(0,02+0,02)=95000 Н;

(95000-35000)/10=60000 кг.

Для 4 - ой передачи PTmax =3400 Н, при Vа = 12 м/с; РВ =1000 Н

(3400-1000)/(0,02+0,02)=60000 Н;

(60000-35000)/10=2500 кг.

Для 5 - ой передачи PTmax =2800 Н, при Vа = 15 м/с; РВ =1100 Н

(2800-1100)/(0,02+0,02)=42500 Н;

(42500-35000)/10=750 кг.

Пример расчёта для Iveco Daily 35C11 C:

Для 3 - ой передачи PTmax =4900 Н, при Vа = 10 м/с; РВ =900 Н

(4900-900)/(0,02+0,02)=100000 Н;

(100000-35000)/10=6500 кг.

Для 4 - ой передачи PTmax =3400 Н, при Vа = 12 м/с; РВ =10000 Н

(3400-1000)/(0,02+0,02)=60000 Н;

(60000-35000)/10=2500 кг

Для 5 - ой передачи PTmax =2400 Н, при Vа = 17 м/с; РВ =1100 Н

(2400-1100)/(0,02+0,02)=32500 Н;

(32500-35000)/10=-250 кг - автомобиль на 5 передаче прицеп не сможет тянуть больше массы в 250 кг.

По результатам расчёта можно сделать вывод, что максимальная масса прицепного звена зависит от многих факторов, в том числе и от изменения тяговой силы. При уменьшении тяговой силы максимальная масса прицепного звена также уменьшается.

1.9 Определение предельной силы тяги на буксирном устройстве

,

где Ркр - максимальная сила тяги на крюке, Н;

РТmax - максимальная тяговая сила на передаче, Н;

РД - сила сопротивления дороги, Н;

РВ - сила сопротивления воздуха, Н.

Пример расчёта для Газ 33023:

Для 1-ой передачи РТmax = 13445 Н; РД = 700 Н; РВ = 22 Н:

Н;

Для 2-ой передачи РТmax = 7768 Н; РД = 700 Н; РВ = 140 Н:

Н.

Для вычисления предельной силы тяги на буксирном устройстве при буксовании определяем предельную силу тяги на крюке по условию сцепления по следующей формуле:

Н.

Проверка по условию буксования осуществляется по следующим зависимостям:

- буксования нет;

- буксование есть.

Для 1-ой передачи (18400>12723) - следовательно буксование нет.

Для 2 - ой передачи (18400>6928) - следовательно буксования нет.

Пример расчёта для Iveco Daily 35C11 C:

Для 1-ой передачи РТmax = 15337 Н; РД = 700 Н; РВ = 11 Н:

Н;

Для 2-ой передачи РТmax = 9534 Н; РД = 700 Н; РВ = 30 Н:

Н.

Для вычисления предельной силы тяги на буксирном устройстве при буксовании определяем предельную силу тяги на крюке по условию сцепления по следующей формуле:

Н.

Проверка по условию буксования осуществляется по следующим зависимостям:

- буксования нет;

- буксование есть.

Для 1-ой передачи (12600<14626) - следовательно буксование есть.

Для 2 - ой передачи (12600>8804) - следовательно буксования нет.

Предельная сила тяги на буксирном устройстве зависит от максимальной тяговой силы, а следовательно и от всех факторов, влияющих на тяговую силу. При движении в условиях пробуксовки ведущих колёс на реализацию максимальной силы тяги на крюке накладываются ограничения, зависящие от свойств грунта, а также от развесовки по осям автомобиля.

2. Расчёт тормозных свойств автомобиля

Торможение - процесс создания и изменения искусственного сопротивления движению автомобиля с целью уменьшения его скорости или удержания неподвижным относительно дороги.

Тормозные свойства - совокупность свойств, определяющих максимальное замедление автомобиля при его движении на различных дорогах в тормозном режиме, предельные значения внешних сил, при действии которых заторможенный автомобиль надёжно удерживается на месте или имеет необходимые минимальные установившееся скорости при движении под уклон.

Тормозной режим - режим, при котором ко всем или нескольким колёсам подводятся тормозные моменты.

2.1 Функциональная схема рабочей тормозной системы

Газ 33023 представлена на Рис.

2.2 Зависимость тормозного и остановочного пути АТС от коэффициента сцепления колёс с дорогой

Таблица 14.Зависимость тормозного и остановочного пути при коэфф. сцепления равном 0,8

2.3 Зависимость тормозного и остановочного путей от коэффициента сцепления с дорогой, при заданной скорости

При скорости Va=110 км/ч:

При ц = 0,2;

St= 30,5*(0,5+0,5* 0,05)+0,05*30,52/0,2= 234,85м;

So=30,5*(1,5+0,07+0,5*0,07)+0,05*30,52/0,2= 280,6м.

При скорости Va=65 км/ч:

При ц = 0,2;

St= 15,2*(0,5+0,5* 0,05)+0,05*15,22/0,2= 58,9м;

So=15,2*(1,5+0,07+0,5*0,07)+0,05*15,22/0,2= 81,7м.

Графические зависимости тормозного и остановочного путей от коэффициента сцепления колёс с дорогой изображены на Рис.

2.4 Зависимость нормальных реакций на колёсах передней и задней осей, как функции замедления

Нормальные реакции передней и задней осей определяются по формулам:

;

.

Т.к. замедление связано с коэффициентом сцепления колёс с дорогой , для большей наглядности строится зависимость Rz1(ц) и Rz2(ц).

Пример расчёта:

При ц = 0,2:

 18492,1Н;

16507,9Н.

Дальнейшие расчёты зависимости нормальных реакций на колёсах передней и задней осей от коэффициента сцепления дорогой, выполнены с использованием ЭВМ и приведены в таблице.

Графики зависимости нормальных реакций на колёсах передней и задней оси автомобиля в зависимости от коэффициента сцепления с дорогой приведены на Рис.

2.5 Зависимость максимальных касательных реакций и тормозных моментов на колёсах передней и задней осей от замедления

Максимальные касательные реакции рассчитываются из условия движения автомобиля юзом и равны силе сцепления колёс с дорогой.

Формулы расчёта касательных реакций для передней и задней осей:

, Н;

, Н.

Формулы расчёта тормозных моментов:

, Н*м;

, Н*м.

Пример расчёта:

При ц = 0,2;

, Н;

, Н;

, Н*м;

,Н*м.

Дальнейшие расчёты максимальных касательных реакций и тормозных моментов в зависимости от коэффициента сцепления колёс с дорогой выполнены при помощи ЭВМ и представлены в таблице.

Таблица 15.Зависимость касательных реакций и тормозных моментов от коэффициента сцепления

Так как представленные автомобили предназначены для перевозки каких-либо грузов, то важным фактором, характеризующим их эффективность при сравнительно одинаковых мощностных и грузовых параметрах (у Газ 33023 Nдв=80 кВт, mполн=3500 кг, у Iveco Daily 35C11 C Nдв=78 кВт, mполн=3500 кг) будет являться тяговая сила, а Iveco Daily 35C11 C Pтmax=15337 Н, что больше чем у Газ 33023 Pтmax=13445 Н. Это достигается за счет большего передаточного числа коробки передач у Iveco Daily 35C11 C i1=5; i2=3,1, а у Газ 33023 i1=4,1; i2=2,34, но отражается на разгоне автомобилей у Газ 33023 Jmax=2.15 м/с2, у Iveco Daily 35C11 C jmax=2.1 м/с2, но в последствии у Iveco Daily 35C11 C ускорение становиться больше (Iveco Daily 35C11 C на второй передаче J=1,8 м/с2, у Газ 33023 на второй J=1,57 м/с2) и это сохраняться до последней передачи, что можно объяснить большей силой сопротивления воздуху при одинаковых скоростях у Газ 33023 на второй передаче Рв=997 Н, у Iveco Daily 35C11 C на второй передаче Рв=210, вызванной большей лобовой площадью у Газ 33023 Fa=6,425 м2, у Iveco Daily 35C11 C Fa=4,56 м2.

Анализ тормозных свойств

Анализируя зависимость тормозного и остановочного путей от скорости движения автомобиля можно заметить, что величина остановочного пути больше, чем величина тормозного. Это наблюдается по причине того, что в величину остановочного пути входит путь, пройденный за время реакции водителя.

Анализируя графики зависимостей тормозного и остановочного путей от коэффициента сцепления колёс с дорогой, можно отметить, что с увеличением ц, тормозной и остановочный путь уменьшаются. что приводит к реализации достаточно больших замедлений. Это свидетельствует о том, что при движении на скользкой дороге необходимо двигаться с низкими начальными скоростями, не отсоединяя двигатель от трансмиссии, чтобы исключить блокировку колёс и неуправляемое состояние автомобиля.

Рассматривая графики зависимости касательных реакций и тормозных моментов от коэффициента сцепления колёс с дорогой, можно заметить, что с увеличением коэффициента сцепления, касательные реакции и тормозные моменты на передних колёсах превосходят касательные реакции и тормозные моменты на задних колёсах, т.к. при торможении одиночного автомобиля на горизонтальной дороге нагрузка на передние колёса увеличивается, а на задние уменьшается. По той же самой причине нормальные реакции на передних колёсах в начале торможения меньше нормальных реакций на задних колёсах, но по мере торможения нагрузка на передние колёса становится больше чем на задние и нормальные реакции на передние колёса становятся больше, чем на задние.