Камаз 5410

 

 

 

 

 

Рисунок 6.1 - Зависимость  δ=f  (номер передачи)

 

 

Тяговая и  динамическая характеристики рассчитываются с учетом данных внешней скоростной характеристики двигателя, эксплуатационных параметров ТС и дороги.

 

Тяговая характеристика

,                                         (6.2)

где

М_е = ¦(n_е);    (6.3)

 

 

,                                   (6.4)

где V - скорость, м/с.

 

 

На основании  выражений (6.2), (6.3) и (6.4) строится зависимость  Р_Т = ¦ (V) для каждой передачи, представленная на рисунке 6.2

 

Рисунок 6.2 - Тяговая характеристика КамАЗ-5410

 

 

 

Динамическая характеристика

 

                                               (6.5)

 

где значения Р_Т и Р_В берутся соответственно из графиков Р_Т = ¦ (V) и Р_В = ¦ (V), G_а - вес автомобиля, Н, т.е. вес в кг умножается на 9,8.

 

Для определения максимальной скорости ТС на прямой передаче, на графике Д = ¦ (V) строится кривая Р_СУ = ¦ (V) которая показана на рисунке 6.3

 

 

 

 

 

Рисунок 6.3 - Максимальная скорость на прямой передачи

 

Для определения  максимальной скорости ТС на прямой передаче, на графике Д = ¦(V) строится кривая Р_СУ = ¦(V), где

 

,    (6.6)

где Р_с – сила суммарного дорожного сопротивления движению;

¦ - коэффициент сопротивления качению.

 

,   (6.7)

 

где¦_О = 0,014 – 0,018, V – скорость, м/с.

 

На основании  выражения (6.7) строится зависимость ¦ = ¦ (V), данные которой используются при расчете выражения (6.6) (см. таблицу 6.2), которая показана на рисунке 6.4 Точка пересечения кривой Р_СУ = ¦ (V) с кривой Д = ¦ (V) даст искомую величину максимальной скорости движения ТС на прямой передаче. Также необходимо построить зависимость Р_С = ¦ (V)

 

 

 

 

Рисунок 6.4 - Сопротивление качению в зависимости  от скорости

 

 

Рисунок 6.5 - Тяговая характеристика

 

Ускорение ТС рассчитывают для каждой передачи в зависимости от cкорости по формуле

J= .        (7.1)

Значения  элементов, входящих в выражение (7.1), берутся из зависимостей Д = ¦(V), ¦ = ¦(V) и d = ¦(номер передачи).

Материалы раздела представить описательной теоретической частью и зависимостью J= ¦(V).

 

 

 

7. Расчет ускорения

 

Ускорение ТС рассчитывают для каждой передачи в зависимости от cкорости по формуле

.   (7.1)

 

Значения элементов, входящих в  выражение (7.1), берутся из зависимостей Д = ¦(V), ¦ = ¦(V) и d = ¦(номер передачи).Зависимость J= ¦ (V) показана на рисунке 7.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7.1 - Зависимость ускорения от скорости

8. Расчет скоростной  характеристики

 

Скоростная характеристика автомобиля рассчитывается, используя зависимость  J= ¦ (V). На рисунке 8.1 представлен фрагмент графика ускорений, где шаг интегрирования

 

ΔV = (V_i+1 - V_i) (8.1)

Тогда ΔV, м/с

ΔV₀= V_i =0,9;

ΔV₁=1,4-0,9=0,5;

ΔV₂=1,9-1,4=0,5;

ΔV₃=2,3-1,9=0,4;

 

Для каждого шага интегрирования время  разгона

 

_{, (}8.2)

где

j_ср = 0,5 (j_i + j_i+1). (8.3)

Тогда Δt_рi, с

;

 

;

;

где

 

 

 

;

 

;

;

 

 

Откуда время разгона на конкретной передаче

 

 

t_рi = ∑ Δt_рi. (8.4)

 

 

Тогда t_р1, с

 

 

 

В этом случае конечное значение t_р1 будет соответствовать времени разгона на конкретной передаче. Например, для первой передачи от момента П₀до момента П₁

Рисунок 8.1 - Фрагмент графика ускорений

 

На рисунке 8.2 представлен фрагмент графика скоростной характеристики автомобиля КамАЗ-5410

 

Рисунок 8.2 - Фрагмент графика скоростной характеристики

 

Путь разгона рассчитывается при  допущении неизменной скорости в  каждом интервале ΔV, м/с, равной среднему значению

 

V_ср = 0,5 (V_i + V_i+1). (8.6)

Тогда

V_ср0=0,45

;

 

 

 

В этом случае путь, проходимый автомобилем  в течение каждого интервала  времени Δt_рi, м

 

ΔS_рi = V_ср Δt_рi. (8.7)

Тогда

;

;

 

 

 

Полученные значения преобразовываются  в численный ряд для каждой передачи

 

S_рi = ∑ ΔS_рi. (8.8)

Откуда

 

 

При построении скоростной характеристики необходимо учитывать снижение скорости автомобиля за время t_п переключения передач (движение накатом) и путь, проходимый за это время. В расчетах t_п принимается равным 2 с. Снижение скорости ΔV за время переключения передач рассчитывается без учета внешних сил сопротивления движению и силы тяги. Тогда замедление за период t_п

 

J_з = 9,8 ƒ, (8.9)

 

Снижение скорости

 

                                     ΔV = J_зt_п.                                 (8.10)

 

Средняя скорость за время t_п, с

 

V_{ср п} = (2V_н - ΔV) /2. (8.11)

 

Тогда

 

S_п = V_српt_п. (8.12)

 

Откуда

 

 

 

Согласно  проделанным расчетам величин для  пути и времени на первой передаче, а также методу перехода с первой передачи на вторую, график строится дальше для остальных передач. Внешний  вид скоростной характеристики автомобиля с пятиступенчатой коробкой передач  показан на рисунке 8.2.

 

 

Рисунок 8.2 - Скоростная характеристика автомобиля КамАЗ-5410

 

 

 

 

9 Расчет тормозных свойств КАМАЗ-5410

 

 

Измерителями тормозной динамичности автомобиля являются замедление, время  и путь торможения, остановочный путь в определенном интервале скоростей. Для их определения необходимо знать  характер замедления во времени.

Расчетная формула остановочного  времени

 

t₀ = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ + t₅, (9.1)

 

где t₁ - время реакции водителя, t₁ = 0,3 - 2,5 с; t₂ - время срабатывания привода тормозов, t₂ = 0,4 с, для автопоездов - 0,6 с; t₃ - время нарастания замедления, t₃=0,6 с; t₄ - время торможения с установившимся замедлением, t₅ - время оттормаживания, для гидропривода t₅=0,3 с, для пневмопривода-1,5-2,0 с;

 

                                    (9.2)

 

где V₀ - начальная скорость торможения, км/ч;

j_н - замедление в режиме наката, приближенно j_н = 9,8 ¦,

 где ¦ - коэффициент сопротивления качению,

¦ = 0,007 - 0,015; j - установившееся замедление.

 

                                                  (9.3)

 

где j - коэффициент сцепления шин с дорогой;

g = 9,8 м/с²;

К_Э - коэффициент эффективности торможения (таблица 9.1).

 

Таблица 9.1 - Коэффициенты эффективности  торможения

 

Параметры	Значение  параметров
j	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4
КЭ	1,96	1,76	1,48	1,21	1,0

 

Остановочный путь

 

S₀ = S₁ + S₂ + S₃ + S₄ + S₅.                                        (9.4)

 

где

 

(9.5)

 

; (9.6)

 

; (9.7)

 

 

S₄ =                                 (9.8)

 

 

,                             (9.9)

 

С учетом выражения (9.4) строятся зависимости S_о = ¦ (V_о) для значений коэффициента j, равных 0,8; 0,6; 0,4. Эта зависимость показана на рисунке 9.1, который построен с учетом времени реакции водителя 1,4с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 9.1 - Скоростная характеристика тормозного режима движения

 

На основании проведенных расчетов строится тормозная диаграмма для  начальной скорости 40 км/ч (рисунок 9.2).

 

Где V_о = 40 км/ч;

V_В = V₀ - 3.6j_нt₂; (9.10)

V_С = V_В - 1,8jt₃; (9.11)

V_Д = V_С - 3.6jt₄. (9.12)

 

Рисунок 9.2 - Тормозная диаграмма

 

Тормозные свойства относятся к важнейшим из эксплуатационных свойств, определяющих активную безопасность автомобиля, которой понимается совокупность специальных конструктивных мероприятий, обеспечивающих снижение вероятности  возникновения ДТП. Характер торможения зависит от скоростных и дорожных условий. Чем больше коэффициент  сцепления шин с дорогой в  продольном направлении, тем меньше путь, проходимый автомобилем с момента  нажатия педали тормоза до полной остановки. Скорость автомобиля прямопропорционально влияет на величину тормозного пути. Чем  она выше, тем больше необходимо пути для полной остановки ТС, тем  выше вероятность возникновения  ДТП. На характер торможения так же влияют оценочные показатели эффективности  рабочей и запасных тормозных  систем. Для достижения наилучшего торможения ТС, по крайней мере близкого к таковому, используют специальные устройства, например автоблокировочные системы (АБС), которые позволяют автоматически поддерживать скольжение всех колес в режиме, близкому к оптимальному, что обеспечивает наилучшее сочетание устойчивости и эффективности торможения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Определение показателей устойчивости, маневренности

10.1 Устойчивость  автомобиля

 

Устойчивость  автомобиля непосредственно связана  с безопасностью дорожного движения. Нарушение устойчивости выражается в произвольном изменении направления  движения, его опрокидывании или  скольжении шин по дороге. Различают  поперечную и продольную устойчивость автомобиля. Более вероятна и опасна потеря поперечной устойчивости.

Показателями  поперечной устойчивости автомобиля при  криволинейном движении являются максимально  возможные скорости движения по дуге окружности и угол поперечного уклона дороги. Оба показателя определяются из условий заноса или опрокидывания  автомобиля.

Максимально допустимая скорость автомобиля по скольжению, м/с

 

, (10.1)

 

где R - радиус дуги, м; φ_у - коэффициент поперечного сцепления,

 

φ_у = (0,5 - 0,85) φ, (10.2)

 

где φ - коэффициент сцепления шин с дорогой в продольном направлении; β - угол поперечного уклона.

Знак "+" в числителе и " - " в знаменателе берутся при  движении по уклону, наклоненному к  центру поворота дороги, если же он наклонен в сторону, противоположную центру поворота дороги, то в числителе  ставится знак " -", а в знаменателе "+".

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

Где . При β = 0

 

 

 

. (10.3)

 

 

 

Тогда

 

 

 

Максимально допустимая скорость по опрокидыванию, м/с

 

, (10.4)

 

где h_ц - ордината центра масс груженого автомобиля, м

Тогда

 

.

 

 

При β= 0

 

                                          (10.5)

 

Тогда

 

 

.

 

Потеря автомобилем продольной устойчивости выражается в буксовании ведущих колес, что наблюдается  при преодолении автопоездом  затяжного подъема со скользкой  поверхностью.

Показателем продольной устойчивости автомобиля служит максимальный угол подъема, преодолеваемого автомобилем  без буксования ведущих колес

 

, (10.6)

 

где а - расстояние от центра масс груженого  автомобиля до оси передних колес, м;

L - база автомобиля, м;

h_ц - высота сцепного устройства прицепа, м; G_а - вес автомобиля-тягача, т;

G_пр - вес полуприцепа, т.

Для одиночного автомобиля

 

. (10.7)

 

 

Тогда

,

 

где

 

 

β

 

На рисунке 10.1 представлена зависимость максимально допустимой скорости автомобиля КАМАЗ 5140 по опрокидыванию в зависимости от радиуса поворота.

 

 

Рисунок 10.1 - Максимально допустимая скорость автомобиля по опрокидыванию

10.2 Маневренность  автомобиля

 

Маневренность автомобиля характеризуется формой и размерами габаритной полосы криволинейного движения (ГПД), под которой понимается площадь опорной поверхности, ограниченной проекциями на нее траекторий крайних  выступающих точек транспортного  средства.

При курсовом проектировании ГПД определяется применительно  к круговому движению автомобиля с минимальным радиусом поворота R_п (приведен в технической характеристике автомобиля).

Построение  ГПД (масштаб 1: 72) одиночного автомобиля (тягача) с управляемыми колесами передней оси (рисунок 10.3) осуществляется следующим  образом. Из центра О радиусом поворота R_п в масштабе проводим кривую траектории внешнего переднего колеса автомобиля. Затем от оси ОО₁ откладываем отрезок L, равный базе транспортного средства. Проводим ось А₁А. От точки пересечения оси А₁А с кривой траектории внешнего переднего колеса откладываем отрезок, равный колеи передних колес. Из середины отрезка проводим перпендикуляр до пересечения с осью ОО₁. Точка пересечения является серединой ведущего моста автомобиля. Отложим отрезок, равный колеи задних колес. Получим кинематическую схему ходовой части автомобиля, на которую накладываем масштабное изображение контура общего вида транспортного средства в плане. Затем из центра поворота О последовательно проводим кривые радиусами: R_о - радиус кривизны середины заднего моста; R_н - наружный радиус поворота; R_в - внутренний радиус поворота. Разность между наружным R_н и внутренним R_в радиусами поворота составляет ширину динамического коридора, т.е. ГПД. Разность между R_н и R_о является наружной составляющей А_н, между R_о и R_в - внутренней составляющей габаритной полосы движения А_в.