Динамическая характеристика (динамический паспорт) автомобиля

При оценке провозных свойств автомобиля необходимо оценить возможность движения автомобиля в зависимости от степени его загрузки относительно его номинальной грузоподъёмности сцепных качеств ведущих колёс автомобиля с опорной поверхностью. Эту задачу можно решить, построив и используя для выводов динамический паспорт автомобиля.

Динамический паспорт автомобиля представляет собой совокупность графиков динамической характеристики, номограммы нагрузок и графика контроля буксования.

Для построения используем график динамической характеристики автомобиля построенный на основании данных ПРИЛОЖЕНИЯ 6 (п. 1.3.1). При построении динамической характеристики считают, что автомобиль загружен до номинальной грузоподъёмности, а динамический фактор, соответствующий этой грузоподъёмности, обозначают D₁₀₀. При вычислении динамического фактора не гружёного автомобиля его обозначают D₀, а для случая перегрузки автомобиля на 50% его номинальной грузоподъёмности динамический фактор обозначают D₁₅₀.

При построении номограммы нагрузок определяют масштабы а₁₀₀, а₀ и а₁₅₀ динамического фактора, равного 0,1 при номинальной загрузке Н₁₀₀, не гружёного автомобиля Н₀ и перегруженного на 50% - Н₁₅₀. Масштаб а₁₀₀ выбирается произвольно в зависимости от формата чертежа, Для формата А3 рекомендуется масштаб а₁₀₀=30…40 мм. Масштабы а₀ и а₁₅₀ являются производными от масштаба а₁₀₀ и могут быть определены по зависимостям:

 

a₀=a₁₀₀*(G₀/G_a)=70*(4944,24/8485,65)=40,786 мм,

 

где G₀ - собственный вес автомобиля, Н

 G_a - полный вес автомобиля, загруженного грузом до его номинальной

 грузоподъёмности, Н

 а₁₀₀ – принятый нами масштаб.

 

а₁₅₀=а₁₀₀*(G₁₅₀/G_a)=70*(10241,64/8485,65)=84,4855  мм,

 

где G₁₅₀ – вес автомобиля, перегруженного на 50% от номинальной

 грузоподъёмности, Н

G₁₅₀=G₀+1,5*G_г=10241,64 Н G_г – номинальная грузоподъёмности, Н

Откладывая масштабы а₁₀₀, а₀ и а₁₅₀ на соответствующих осях динамических факторов D₁₀₀, D₀ и D₁₅₀, и соединяя одноимённые точки динамического фактора на этих осях получим номограмму нагрузок.

Для полной реализации динамического фактора необходимо, чтобы он не превышал динамического фактора по сцеплению, т.е., чтобы выполнялось условие:

 

D_max

где  - динамический фактор по сцеплению.

Для неполноприводных автомобилей:

 

где - коэффициент использования сцепного веса автомобиля;

G₁₍₂₎ – весовая нагрузка на ведущую ось соответственно переднюю или заднюю, Н

 - коэффициент сцепления колёс автомобиля с дорогой.

 

Получаем, что:

 

и  

 

Проверяем:0,33 0,378 - Условие выполняется.

Масштабы динамического фактора по сцеплению при коэффициенте сцепления  0,1 определяют по следующим зависимостям:

-для негружёного автомобиля:

 

b₀=a₀(G₀₁₍₂₎/G₀)=40,786*(2669,88/4944,24)=22 мм

-для гружёного автомобиля на 100%:

 

b₁₀₀=a₁₀₀*(G₁₍₂₎/G_a)=70*(4582,251/8485,65)=37,8 38 мм

 

-для автомобиля, перегруженного на 50% от его номинальной грузоподъёмности:

b₁₅₀=a₁₅₀*(G₁₅₀₍₂₎/G₁₅₀)=84,4855*(5530,48/10241,64)=45,62 46 мм

 

где G₀₁₍₂₎ – Весовая нагрузка негружёного автомобиля, приходящаяся на ведущие колёса передней оси автомобиля.

G₁₍₂₎ – весовая нагрузка автомобиля, загруженного номинальной грузоподъёмностью, приходящаяся на ведущие колёса передней оси автомобиля.

 G₁₅₀₍₂₎ – Весовая нагрузка, приходящаяся на ведущие колёса задней оси автомобиля, перегруженного на 50% от номинальной грузоподъёмности. G₁₅₀₍₂₎=G₁₅₀*(a/(a+b))=5530,48 H

Откладывая масштабы b₀, b₁₀₀, и b₁₅₀ на ординатах D₀, D₁₀₀ и D₁₅₀ и соединяя одноимённые точки пунктирными линиями, получают график контроля буксования. Последовательно откладывая вверх по ординатам D₀ D₁₀₀ и D₁₅₀ масштабы b₀ b₁₀₀ и b₁₅₀, строят графики контроля буксования для коэффициентов сцепления =0,2; 0,3; 0,4.

 

Тормозные свойства

Оценочными показателями тормозной динамичности автомобиля являются замедление при торможении j  и тормозной путь S . Замедление при торможении автомобиля определится по зависимости:

 

j  = ()*g

j  = (0,7*1+0,02+0)*9,81=7,0632

 

где =0,7 – коэффициент сцепления колёс автомобильных колёс;

=0; f = 0,02 – коэффициент сопротивления качению;

g = 9,81 – ускорение свободного падения

 

Тормозной путь автомобиля (м) определится по формуле:

 

S =  , м

S  = (1,2*22,2²)/(2*9,81*(0,7*1+0,02))=41,8654 м

 

Где Va – начальная скорость движения автомобиля, м/с. В расчётах  принимают: V = 22,2 м/с – для легковых автомобилей.

Kэ – коэффициент эффективности тормозной системы (Кэ = 1,2 для легковых автомобилей).

Остановочный путь автомобиля определяют по зависимости:

 

S₀=(t_p+t_пр+0,5t_н)V+K_э*S

S₀=(0,8+0,2+0,5*0,5)*22,2+1,2*41,8654=77,988

 

где t_p – 0,8 с – время реакции водителя;

t_пр – время реакции тормозного привода (t_пр = 0,2 с–для гидравлического привода).

t_н – 0,5 с – время нарастания тормозного усилия.

 

Полученное значение параметров торможения необходимо сравнить с требованиями ГОСТ 25478-82 «Автомобили грузовые и легковые, автобусы автопоезда. Требования безопасности к техническому состоянию. Методы проверки» и Правила 13 ЕЭК ООН, сделать необходимые выводы о соответствии определённых величин j  и S  требованиям этих документов.

Устойчивость автомобиля

Устойчивость проектируемого автомобиля оценивается по критическим скоростям по условиям опрокидывания и бокового скольжения.

Критические скорости при движении автомобиля на вираже по условиям опрокидывания определится из выражения:

 

V , стром график зависимости V =f(R)

 

Критическая скорость по условиям бокового скольжения при движении автомобиля на вираже определится по формуле:

V , строим график зависимости V =f(R)

 

Где =4⁰ угол поперечного наклона дороги. (tg =0,0699)

R – значение радиуса поворота в пределах от 20…100 м (примерно

выбираем 5 значений и для них определяем значение скоростей).

 = 0,7 коэффициент сцепления.

В=(В₁+В₂)/2 - среднее значение колеи автомобиля.

 

V =13,445 м/с

V =19,0149 м/с

V =23,2884 м/с

V =26,891 м/с

V =30,065 м/с

V =12,744 м/с

V =18,022 м/с

V =22,073 м/с

V =25,48 м/с

V =28,5 м/с

Управляемость автомобиля

Управляемость автомобиля может быть нейтральной, избыточной и недостаточной. Эти свойства по управляемости можно оценить путём сравнения радиусов поворота автомобиля на эластичных и жёстких колёсах. При этом, если радиус поворота автомобиля на эластичных колёсах находится по отношению к радиусу поворота на жёстких колёсах в соотношении:

 

R_э > R_ж – управляемость недостаточная

R_э < R_ж – управляемость избыточная

R_э = R_ж – управляемость нейтральная

 

Достаточным условием является недостаточная или нейтральная управляемость. Радиусы поворота на эластичных колёсах может быть определена по зависимости:

 

= =6,015 м

 

где =20 градусов – средний угол поворота управляемых колёс;

 - коэффициенты бокового увода колёс соответственно передней и задней осей. Эти углы могут быть определены по зависимостям:

 

=1,283 =1,166

 

 - боковые силы, действующие на колёса передней и задней оси, Н.

 - суммарные углы бокового сопротивления соответственно передней и задней осей автомобиля, Н/град;

=n₁*K_d1=1000 (n – общее число колёс соответствующее каждой оси).

 

=n₂*K_d2=1100 (K_d = 500...1000 Н/град, для колеса легкового автомобиля)

 

 (K_d1=500 Н/град, K_d2=550 Н/град).

 

Граничные значения боковых сил F  и F  при которых колеса катятся без скольжения, могут быть определены из выражений:

 

F =0,4*F =1283,03;F =0,4*F =1283,03 (где F = G₁ и F = G₂=3207,5)

 

Для жёстких колёс радиус поворота можно определить по зависимости:

 

R=L/tg =5,94 м

 

Ориентируясь на условия и результаты вычислений, делают выводы об управляемости автомобиля: R_э > R_ж – недостаточная управляемость.

При движении автомобиля могут возникнуть условия бокового скольжения автомобиля при повороте его управляемых колёс на угол , град. Критическая скорость, при которой не возникает боковое скольжение автомобиля на повороте, может быть определена по зависимости:

 

где  - угол поворота управляемых колёс автомобиля, град. Вычисляя критические скорости по условиям управляемости при =5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 градусов, строят зависимость критической скорости от угла поворота управляемых колёс.

 

=0,7; f=0,02;

 

	5	10	15	20	25	30	35	40
V,м/с	13	9	7,3	6,2	5,33	4,7	4,1	3,6

 

Плавность хода

Основными оценочными показателями показателя плавности хода автомобиля являются частота свободных колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс, ускорения и скорости изменения ускорений подрессоренных масс при колебаниях автомобиля.

Подрессоренные массы совершают низкочастотные колебания с частотой, Гц:

 

=1,24 Гц

где f_ст – статический прогиб рессор (принимаем f_ст=0,16 м)

 

Плавность хода легковых автомобилей считается удовлетворительной, если _н = 0,8…1,3 Гц; (Мы получили 1,24 - удовлетворительно).

 

Неподрессоренные массы мостов совершают высокочастотные колебания, обусловленные жёсткостью шин, с частотой, Гц:

 

_в= =2,8974  Гц

где =G₂/f_ст= 4582,251/0,16=28639 (суммарная жёсткость шин, Н/м)

m_M=(0,08…0,17)m_a=0,1*865=86,5 (масса моста, кг)

 

Кроме свободных колебаний автомобиль совершает вынужденные колебания с частотой, Гц:

 

=35/2=17,5 Гц (при S=2 м)

 

где V – скорость автомобиля, м/с;

 S – длина волны неровности дороги, м. В расчётах принимают S=0,5…5 м.

 

Скорость движения, при которой может наступить резонанс, можно вычислить по зависимости:

 

V_p= _н(в)*S

 

При вычислениях устанавливают интервал неровностей S=(0,4…4 м). Устанавливаем координаты точек, через которые проходят прямые, определяющие скорости движения: (S=0; 1; 2; 3; 4 м)

S	1	2	3	4
Vp	1,24	2,48	3,72	4,96

 

 

При помощи графика «зависимость резонансных скоростей автомобиля от длины неровностей» определяем резонансные скорости при длине неровности S₁ = 0,3 м, и S₂ = 3 м. Получаем V₁ = 0,6 м/с, и V₂ = 3,72 м/с.

 

; =1,24;

Далее определяем скорости и ускорения колебаний подрессоренных масс автомобиля: (Z₀=0,05 м, высота неровности)

 

0,05*2=0,1 (скорость колебания подрессоренных масс).

0,05*1,24=0,062

 

0,2 (ускорение колебаний подрессоренных масс).

0,07688

 

0,4 (скорость изменения ускорений при колебаниях)

0,09533

Проходимость автомобиля

Наибольший угол подъёма, который может преодолеть автомобиль по условиям скольжения, можно определить по зависимости:

=16,06 ⁰

 

По условиям опрокидывания максимальный угол подъёма можно определить по формуле:

 

=52,95 ⁰

 

Наибольший угол косогора, на который автомобиль с жёсткой подвеской может удержаться без бокового скольжения:

 

=34,99 ⁰

- без бокового скольжении:

 

=55,22 ⁰

 

Для определения показателей опорной проходимости определяют коэффициент сцепного веса колёс с полотном дороги:

 

=0,54

 

где G_сц – вес, приходящийся на ведущие колёса автомобиля, Н. Для двухосных автомобилей с приводом на передние колёса G_Сц=G₁.

Учитывая, что движение автомобиля по условиям сцепления возможно при условии:

К = =0,45  0,54 > 0,45 (удовлетворяет условию).

 

Определяют, сможет ли автомобиль двигаться при f=0,04; i=0,06; 0,22.

Давление на опорную поверхность р_о колёс каждой оси принимают р_о=р_ш (р_ш- давление воздуха в шине). р_о = 1,6 кгс/см²  и p_o = 1,8 кгс/см² для передней и задней оси соответственно.

Давление на выступах рисунка протектора р_в части шины, которая контактирует с опорной поверхностью принимаем (р_в=2 р_о). р_в= 3,2 кгс/см² и р_в= 3,6 кгс/см² для передней и задней оси соответственно.

 

1234	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: