 |
Указания по технике безопасности
|
|
|
|
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по выполнению лабораторных работ
по дисциплине “Безопасность транспортных средств”
для студентов специальностей
240400 - "Организация дорожного движения"
240400 - "Организация и безопасность движения"
ЧАСТЬ I
Ставрополь 2004
Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Безопасность транспортных средств» составлены в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и профессиональной образовательной программы подготовки, предназначены для студентов специальностей 240400 «Организация дорожного движения» и 240400 «Организация и безопасность движения».
В методических указаниях представлены пять лабораторных работ по различным разделам дисциплины, изложены основные методические рекомендации по выполнению и оформлению работ.
Составители: Кожевников В.И., доц., к.т.н.
Голуб Д.И., асс.
Отв. ред.: Кожевников В.И., доц., к.т.н.
СОДЕРЖАНИЕ
| Лабораторная работа № 1.Исследование тягово-скоростных свойств автомобиля...................................................................................... | |
| Лабораторная работа № 2.Исследование влияния технического состояния пневматического привода на эффективность тормозной системы.............................................................................................................. | |
| Лабораторная работа № 3. Испытания транспортных средств на тормозную динамичность............................................................................. | |
| Лабораторная работа № 4. Исследование влияния технического состояния рулевого управления на управляемость автомобиля................. | |
| Лабораторная работа № 5. Исследование влияния технического состояния автомобильных шин на безопасность движения........................ | |
| Список литературы........................................................................................ |
Лабораторная работа №1
|
|
|
Исследование тягово-скоростных свойств автомобиля.
1 Цель и содержание
Цель работы - приобрести навыки исследования тягово-скоростных свойств автомобиля на различных режимах и условиях движения.
В результате выполнения работы студенты должны:
1. Определить аналитически и графоаналитически максимальную скорость автомобиля.
2. Определить аналитически и графоаналитически максимальное ускорение автомобиля.
3. Определить запас силы.
Теоретическое обоснование
Силы, действующие на автомобиль, который разгоняется на подъеме, показаны на рисунке 2.1. Из теории автомобиля известно уравнение движения автомобиля, связывающее эти силы:
(2.1)
где 
— сила тяги на ведущих колесах автомобиля;
— приведенная сила инерции автомобиля;
— сила сопротивления дороги (
— сила сопротивления качению; 
сила сопротивления подъему);
—сила сопротивления воздуха.
Рассмотрим последовательно эти силы.
Рис 2.1 Силы, действующие на автомобиль при движении на подъем
Сила тяги РТ представляет собой отношение момента Мт на полуосях к радиусу r ведущих колес при равномерном движении автомобиля:
(2.2)
—КПД трансмиссии.
— максимальная мощность двигателя;
— эмпирические коэффициенты; для четырехтактных карбюраторных двигателей 
для двухтактных дизелей am = 0,87; bm = 1,13; cm = 1; для четырехтактных дизелей am = 0,53; bm = 1,56; cm = 1,09
— скорость автомобиля, соответствующая максимальной мощности двигателя, м/с.
КПД трансмиссии приведен в таблице 2.1
Таблица 2.1 - КПД трансмиссии различных типов автомобилей
| Тип транспортного средства | Значение |
| Легковые автомобили | 0,90 - 0,92 |
| Грузовые автомобили и автобусы | 0,82 - 0,85 |
| Грузовые автомобили повышенной проходимости | 0,80 - 0,85 |
Силу сопротивления дороги определяют по формуле:
|
|
|
, (2.3)
где 
— вес автомобиля, Н;
— угол продольного уклона дороги. На подъемах угол считают положительным, на спусках — отрицательным.
— коэффициент сопротивления качению при малых скоростях движения. На дорогах с асфальто- и цементобетонным покрытием, находящимся в отличном состоянии, f0 = 0,012 - 0,018, а в удовлетворительном состоянии f0 = 0,018 - 0,020.
Силой сопротивления воздуха Рв называют равнодействующую элементарных сил, распределенных по всей поверхности автомобиля:
(2.4)
где 
— коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости), зависящий от формы и качества отделки поверхности автомобиля, Нс2/м4,
— лобовая площадь автомобиля, м2
В табл. 2.3 приведены средние значения коэффициента обтекаемостии лобовой площади.
Таблица 2.3 - Средние значения Кв и Fв
| Автомобили | Kв, Н с/м | Fв, м2 |
| Легковые | 0,2 - 0,5 | 1,5 - 2,8 |
| Грузовые | 0,6 - 0.7 | 3,0 - 5,0 |
| Автобусы | 0,24 - 0,40 | 4,5 - 6 |
| Гоночные и спортивные | 0,13 - 0,15 | 1,3 - 1,5 |
Приведенная сила инерции РИ автомобиля пропорциональна его массе и ускорению j:
, (2.5)
где М — масса автомобиля, кг;
dВР — коэффициент учета вращающихся масс, определяемый по формуле:
(2.6)
где 
; 
— передаточное число коробки передач; 
— масса автомобиля с полной нагрузкой, кг;
— масса автомобиля с данной нагрузкой, кг.
Максимальную скорость автомобиля можно определить аналитически или графоаналитически. Для аналитического расчета подставим в формулу (2.1) значения сил:
(2.7)
Сгруппируем члены с одинаковыми степенями V:
, (2.8)
где:
(2.9)
При максимальной скорости j = 0 и
(2.10)
Решая это уравнение, находим
(2.11)
При графоаналитических расчетах обычно применяют метод силового баланса автомобиля. Определяют величину силы тяги для нескольких значений скорости и по точкам строят кривую РТ (рисунок 2.2). В нижней части графика наносят кривую РД для одного значения угла aД. Вверх от этой кривой откладывают величины сопротивления воздуха. Ограничиваются небольшим числом точек (три-четыре), задаваясь значениями V, близкими к VN. Кривая суммарного сопротивления РД + Рв определяет силу тяги, необходимую для движения автомобиля по данной дороге с V =const. Если кривая силы тяги РТ проходит выше кривой РД + РВ, то отрезки Рз, заключенные между этими кривыми, представляют собой нереализованную часть - запас силы тяги. Максимальную скорость Vmax находят по абсциссе точки пересечения кривых РТ и РД + PВ, так как при этом запас силы тяги, а следовательно, и ускорение равны нулю.
|
|
|
Рисунок 2.2 - график определения Vmax методом силового баланса;
Максимальное ускорение автомобиля также можно определить двумя способами аналитическим и графоаналитическим
Для аналитического определения ускорения воспользуемся формулой (2.8), решив ее относительно j:
(2.12)
Продифференцировав выражение (2.8) по V и приравняв производную нулю, найдем значение скорости, при которой ускорение автомобиля достигает максимального значения:
(2.13)
Подставив это значение в формулу (2.12), определим максимальное ускорение на данной передаче:
(2.14)
При графоаналитическом определении jmax задаются несколькими значениями скорости и рассчитывают по формуле (2.12) величины ускорения при работе двигателя с полной нагрузкой. Построив кривую ускорений, проводят касательную к ней, параллельную оси абсцисс, как показано на рисунке 2.3. Ордината точки касания определяет максимальное ускорение.
 |
Рисунок 2.3 - изменение ускорения при движении с включенной высшей передачей.
3 Аппаратура и материалы:
микрокалькулятор, программное обеспечение MS Excel.
Указания по технике безопасности
При выполнении работы студенты должны руководствоваться общими для учебных аудиторий правилами техники безопасности.
|
|
|
