Теория автомобиля пример и задачи

ТЕОРИЯ АВТОМОБИЛЯ И ДВИГАТЕЛЯ В ПРИМЕРАХ И ЗАДАЧАХ

1 МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова» Н.М. Филькин, Р.Ф. Шаихов, И.П. Буянов ТЕОРИЯ АВТОМОБИЛЯ И ДВИГАТЕЛЯ В ПРИМЕРАХ И ЗАДАЧАХ Пермь 06

2 УДК 69.3 Филькин Н.М., Шаихов Р.Ф., И.П. Буянов Теория автомобиля и двигателя в примерах и задачах/ Под общ. ред. Н.М. Филькина: Учебное пособие. Пермь: ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, 06. с. В учебном пособие рассматриваются основные теоретические положения, примеры и задачи с подробными решениями по теории автомобиля и двигателя. По отношению к двигателю рассматриваются основы гидравлики, гидродинамики, термодинамики, теория рабочих процессов и динамика кривошипношатунного механизма. Теория автомобиля представлена разделами динамика и топливная экономичность, устойчивость, управляемость, проходимость и плавность хода. Пособие может быть полезным при изучении дисциплин в области конструирования и расчета автомобиля, гидравлика и гидропневмопривод, теплотехника. Учебное пособие предназначено студентам специальности Наземные транспортно-технологические средства, направления Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов, Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов для овладения умениями и навыками применения теоретических знаний при выполнении расчетных заданий и курсовых работ, что необходимо для будущей профессиональной деятельности в конструкторских и проектных организациях, научноисследовательских учреждениях и промышленных предприятиях. Рецензент: кафедра «Автомобили» Курганского государственного университета, зав. кафедрой профессор Г.Н. Шпитко. Типография «Контраст», 06 Н.М. Филькин, Р.Ф. Шаихов, И.П. Буянов, 06

3 Оглавление ВВЕДЕНИЕ 4 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ. 7.. Параметры состояния рабочего тела (газа) 7.. Основные законы идеального газа Уравнение состояния реального газа Газовые смеси. Первый закон термодинамики 9.5. Термодинамические процессы..6. Второй закон термодинамики. Цикл Карно.. ОСНОВЫ ТЕОРИИ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Теоретические циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания Действительные циклы автомобильного двигателя Мощностные и экономические показатели двигателя Тепловой баланс двигателя 5.5. Основы гидравлики и гидродинамики Карбюрация Испытание двигателей КИНЕМАТИКА И ДИНАМИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА Кинематика кривошипно-шатунного механизма Динамика кривошипно-шатунного механизма Уравновешивание двигателей ДИНАМИКА И ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ Силы и моменты, действующие на автомобиль при его движении Вертикальные реакции, силы сцепления шин с дорогой и силы сопротивления движению Тяговая динамика автомобиля Тормозные свойства автомобиля УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ Поперечная устойчивость Продольная устойчивость УПРАВЛЯЕМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ ПРОХОДИМОСТЬ И ПЛАВНОСТЬ ХОДА АВТОМОБИЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ПО ТЕОРИИ АВТОМОБИЛЯ. 86 ПРИЛОЖЕНИЯ. 08 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 0 3

4 ВВЕДЕНИЕ В настоящее время автомобильная промышленность ведущая отрасль машиностроения, влияющая на процессы экономического и социального развития России. Роль автомобилестроения в экономике страны и интенсивность ее развития будут в дальнейшем диктовать важность положений теории двигателя и автомобиля, необходимость непрерывного совершенствования учебного процесса при подготовки для автомобилестроения соответствующих специалистов с высшим образованием. От уровня квалификации инженерных кадров и специалистов будет зависеть эффективность и перспективность созданных и внедренных новых технологий и конструкторских решений. Развитие автомобилестроительной отрасли должно базироваться на фундаментальных и прикладных исследованиях, направленных на создание новых видов автомобильной техники, отвечающих перспективным требованиям, предъявляемым к эксплуатационным свойствам различных транспортных машин. Современный уровень развития автомобилестроения в мире предъявляет повышенные требования к формированию у будущих специалистов по транспортным машинам знаний и практических навыков анализа технических решений, методов расчета различных узлов, агрегатов и систем, а также эксплуатационных свойств машин. Высокий уровень теоретических знаний, полученный на теоретических лекционных занятиях, должен быть закреплен на практических занятиях и при выполнении расчетных заданий и курсовых работ. Однако в настоящее время в России практически отсутствуют учебники и учебные пособия, содержащие в достаточно полном объеме примеры и задачи для проведения аудиторных практических занятий. При создании настоящего учебного пособия ставилась задача обобщения имеющихся материалов различных авторов по данной проблеме и создание пособия в примерах и задачах по теории двигателя и автомобиля. Это пособие может быть базовым для внесения изменений в следующих переизданиях при получении критических замечаний и предложений по дальнейшему совершенствованию учебного пособия от ученых и специалистов. Представленные в учебном пособии краткие теоретические сведения и большое количество решенных задач позволяет использовать пособие как при проведении аудиторных занятий, так и при самостоятельном освоении студентами рассмотренных основ расчетных исследований по теории двигателя и автомобиля. 4

13 Продолжение табл Вес автомобиля G а Н 45 Вертикальные нагрузки на передний и G, G Н задний мосты автомобиля в состоянии покоя 46 Время t с 47 Время реакции водителя t р с 48 Время срабатывания тормозов t с с Силы, моменты, мощности, давления 49 Сила тяги Р к Н 50 Сила сопротивления качению Р f Н 5 Сила сопротивления подъему Р Н 5 Сила дорожного сопротивления Р Н 53 Сила сопротивления воздуха Р w Н 54 Сила сцепления колес автомобиля с дорогой Р Н 55 Сила сопротивления разгону Р и Н 56 Сила тормозная Р тор Н 57 Боковая составляющая центробежной Р Н силы 58 Вертикальные реакции на колесах Z л, Z п Н 59 Боковые реакции на колесах Y л, Y п Н 60 Сила трения в двигателе, приведенная к Р тд Н ведущим колесам 6 Сила сопротивления движению прицепа Р пр Н 6 Сила трения в трансмиссии при работе Р г Н на холостом ходу, приведенная к ведущим колесам 63 Сила центробежная Р ц Н 64 Крутящий момент двигателя М е Нм 65 Крутящий момент на ведущих колесах М к Нм автомобиля 66 Тормозной момент М тор Нм 67 Опрокидывающий момент М опр Нм 68 Восстанавливающий момент М вос Нм 69 Удельное давление колес на дорогу Р уд Па 70 Эффективная мощность N е квт 3

26 L q t = = T =, Q q T где Q = Q + Q, ; T, T температура рабочего тела в конце и в начале процесса, К. ЗАДАЧИ Задача. Газовая смесь состоит из трех компонентов, заданных по массе. Определить газовую постоянную, кажущуюся относительную молекулярную массу, удельный объем и плотность. Дано: Газовая смесь из трех компонентов. Определить: p,, v,. Решение. Определим газовую постоянную смеси R. Напишем для каждого компонента газовой смеси уравнение Клапейрона: p V = M R T, p V = M R T, p 3 V = M 3 R 3 T. Просуммируем обе части уравнений: (p + p + p 3 )V = (M R + M R + M 3 R 3 )T. По закону Дальтона p + p + p 3 = p, тогда pv = (M R + M R + M 3 R 3 )T. Используем уравнение массовых долей: g = M M, g = M M, g 3 = M M 3, т.е. M = Mg, M = Mg, M 3 = Mg 3. Тогда можем записать: pv = M(g R + g R + g 3 R 3 )T. Сумма g R + g R + g 3 R 3 = R для данной газовой смеси величина постоянная.. Определим кажущуюся относительную молекулярную массу. Известны следующие функциональные зависимости, которые могут быть g g g 3 полезными при определении : R = g R + g R + g 3 R 3 = R 0, 3 R = R 0 R = R 0 R = 0, MR = (M R + M R + M 3 R 3 ) R = R MR MR M3R 3, R 0 = 834 Дж/(кмольK) R = R 0 = 834 M R Дж/(кмольK) = = = =. R R gr g R g 3R g 3 g g3 6 3

27 3. Определим удельный объем газовой смеси. Воспользуемся уравнением Клапейрона pv = MRT M pv = RT, но V RT = v, тогда pv = RT v =. M p R T R + R g + 3 g3. Извест- p pt pt R 3 T g = g v3, тогда v = g v + g v + g 3 v 3 = + + p p p но, что Так как R = g R + g R + g 3 R 3, то v = g R T = v, p R T = v, p g 3. p 3 4. Определим плотность газовой смеси. = =. v g g g3 p p p 3 Задача. Определить абсолютное давление рабочего тела, если манометр показывает 0,59 МПа. Дано: p изб = 0,59 МПа. Определить: p абс. Решение Приняв p атм = 98 кпа, определим p абс. p абс = p изб + p атм = Па Па = Па = 0,688 МПа. Задача 3. Определить температуру по шкале Цельсия, если температура рабочего тела Т = 800 К. Дано: Т = 800 К. Определить: t. Решение Температура по шкале Цельсия равна t = T 73 = = 573 С. Задача 4. Определить температуру по шкале Кельвина, если дана температура рабочего тела t = 7 С. Дано: t = 7 С. Определить: Т. Решение Температура по шкале Кельвина равна T = t + 73 = = 300 С. Задача 5. Определить удельный объем и плотность азота, если показание 7

28 манометра 4,80 МПа, температура 7 С, атмосферное давление 98 кпа. Дано: p изб = 4,80 МПа, p атм = 98 кпа, t = 7 С. Определить: v,. Решение. Определим газовую постоянную R из таблицы (Приложение ) R = 97 Дж/(кгК).. Найдем абсолютное давление газа азота: p абс = p изб + p атм = Па Па = Па = 4,9 МПа. 3. Определим удельный объем v. Воспользуемся уравнением Клапейрона: RT 97(7 73) Pv = RT v = = = 0,08 м 3 /кг. p Примечание p = p абс. 4. Определим плотность : = = = 55 кг/м 3. v 0, 08 Задача г воздуха при абсолютном давлении 3,9 МПа занимает объем 5 литров. Определить температуру воздуха. Дано: m = 500 г = 0,5 кг, p = p абс = 3,9 МПа = Па, V = 5 л = 0,05 м 3. Определить: T. Решение. Определим газовую постоянную R из таблицы (Приложение ) R = 97 Дж/(кгК).. Определим температуру воздуха: 3 pv Па 0,05 м T = = = 40 K. mr 0,5 кг 87 Дж/(кг К) Задача 7. Плотность водорода при 0 С и абсолютном давлении 98 кпа равна 0,09 кг/м 3. Чему она будет равна, если показание манометра будет равно,078 МПа, а температура увеличится до 400 С? Дано: p = p абс = 98 кпа = Па, = 0,09 кг/м 3, p изб =,078 МПа = Па, t = 0 С, T = t + 73 К, t = 400 С, T = = 673 К. Определить:. Решение. Найдем абсолютное давление водорода при t = 400 С: p = p абс = p ман + p 0 = Па Па = Па.. Определим плотность. Так как в задаче дано два различных состояния воздуха, то для него спра- 8

29 ведливо следующее состояние: pv pv =, учитывая, что v = T T, v =, получаем p T = p T pt = = 0,09 = 0,438 кг/м 3. pt Вывод: плотность увеличилась с 0,09 до 0,438 кг/м 3. Задача 8. В закрытом сосуде, объем которого 300 литров, находится воздух при абсолютном давлении 0,94 МПа и начальной температуре 0 С. Какое количество тепла нужно подвести к воздуху, чтобы его температура повысилась до 0 С? Теплоемкость считать постоянной, не зависящей от температуры. Дано: p = 0,94 МПа = Па, t = 0 С, T = = 93 К, V = 300 л = 0,3 м 3 = const, t = 0 С, T = = 393 К. Определить: Q. Решение Задачу можно решить тремя способами в зависимости от способа замера количества воздуха килограмм, м 3 или кмоль. А. Способ замера воздуха кг. Для решения используем уравнение: Q = mc v (t t ), кдж. Массу определяем из уравнения Клапейрона: pv pv = mrt m =, RT где R = 87 Дж/(кгК) (см. Приложение ).. Определим массу воздуха m: 3 pv Па 0,3м m = = =,05 кг. RT 87Дж/(кг К) 93 К где с V. Определим теплоемкость c v : с c V = V, = 0,9 кдж/(кмольк) (см. Таблица ), = 8,96 9 для воздуха (см. Приложение ). 0,9 Тогда c V = = 0,7 кдж/(кгк) Определим количество тепла Q: Q = mc v (t t ) =,05 кг 0,7 кдж/(кгк) (393 93) К = 75,7 кдж. Б. Способ замера воздуха м 3. Для решения используем формулу: 9

30 Q = mc V (T T ), кдж.. Определим объем газа при нормальных условиях (V 0 ): pv p0v0 =, T T где p 0 0,0 МПа нормальное давление, равное физической атмосфере. T 0 = 73 К. pt0 V 0 = V = 0,3 м Па 73 К = 0,8 м 3. p0t 0000 Па 93 К. Определим объемную теплоемкость c V : с c V = V 0,9 = кдж/(нм 3 K) = 0,935 кдж/(нм 3 K).,4, 4 3. Определим количества тепла Q: Q = mc V (T T ) = 0,80,935(393 93) = 75,7 кдж. В. Способ замера воздуха кмоль. Для решения используем уравнение: Q = M (T T ), кдж. с V. Определим количество киломолей воздуха M: m, 05 M = = = 0,036, где = 9 (см. Таблица ). 9. Определим количество тепла Q: Q = M (T T ) = 0,0360,9(393 93) кдж = 75,7 кдж. с V 0 Задача 9. Определить мольную, объемную и массовую теплоемкости СО, если тепло подводится при постоянном давлении. Решение. Определим мольную теплоемкость с p СО из таблицы : кдж с p =37,7 кмоль К.. Массовая теплоемкость вычисляется по формуле с c p = p 37,7 кдж = = 0, кг К, где = 44 для СО (см. Таблица ). с 3. Объемная теплоемкость c p = p 37,7 = =,69 кдж/(нм 3 K).,4, 4 Задача 0. После зарядки баллона объемом 0 л его масса изменилась на,747 кг. Определить, до какого давления заряжен баллон, если начальное давление в нем было равно 750 мм ртутного столба при температуре ртути в баро- 30

39 Ответ: V = 6,97 м 3. Задача 4. Какое давление покажет манометр, если, который занимает один киломоль, равен м 3 при 0 С? Ответ: p изб = 9, кпа. 39

Источник

СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ТЕОРИИ АВТОМОБИЛЯ

1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА» СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ТЕОРИИ АВТОМОБИЛЯ Издание третье, переработанное и дополненное Допущено Учебно-методическим объединением по образованию в области транспортных машин и транспортнотехнологических комплексов в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальности «Наземные транспортно-технологические средства», специализация «Автомобили и тракторы» Нижний Новгород 016

2 УДК (075.8) ББК я 73 С 3 Авторы: А.М. Грошев, В.Н. Кравец, К.Я. Лелиовский, В.И. Песков Р е ц е н з енты: кафедра «Автомобили и металлообрабатывающее оборудование» Ижевского государственного технического университета им. М.Т. Калашникова; кандидат технических наук, профессор В.В. Серебряков С 3 Сборник задач по теории автомобиля: учеб. пособие / А.М. Грошев [и др.] ; Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева. 3-е изд., перераб. и доп. Н. Новгород, с. ISBN Приводятся основные теоретические положения учебной дисциплины «Теория автомобиля», даются примеры решения типовых задач, а также тексты задач для самостоятельного решения и ответы к ним. Учебное пособие разработано в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по специальности «Наземные транспортно-технологические средства», специализация «Автомобили и тракторы». Рис. 9. Табл. 5. Библиогр.: 40 назв. УДК (075.8) ББК я 73 ISBN Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 016

Читайте также:  Угон автомобиля в архангельске

3 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ КОЛЁСНОГО ДВИЖИТЕЛЯ И ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ ТЯГОВО-СКОРОСТНЫЕ СВОЙСТВА АВТОМОБИЛЯ ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ ТЯГОВО-СКОРОСТНЫЕ СВОЙСТВА И ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ С ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ ТОРМОЗНЫЕ СВОЙСТВА АВТОМОБИЛЯ КРИВОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ, УПРАВЛЯЕМОСТЬ И МАНЁВРЕННОСТЬ АВТОМОБИЛЯ УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ ПЛАВНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ ПРОХОДИМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ АВТОМОБИЛЯ ОТВЕТЫ НА ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

4 ВВЕДЕНИЕ Сборник задач предназначается для закрепления теоретических знаний и приобретения практических навыков и умений студентами специальности «Наземные транспортно-технологические средства», специализация «Автомобили и тракторы» при изучении учебной дисциплины «Теория автомобиля». В настоящем издании обобщён и систематизирован полувековой опыт преподавателей кафедры «Автомобили» Горьковского политехнического института им. А.А. Жданова (в настоящее время кафедры «Автомобили и тракторы» ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева») по разработке учебнометодической литературы для проведения практических занятий по дисциплине «Теория автомобиля». Первый сборник задач и упражнений по теории автомобиля был опубликован преподавателями кафедры в форме учебного пособия института в 1967 г. [3]. Второе дополненное и исправленное издание сборника задач и упражнений по теории автомобиля вышло в свет в гг. в форме методических разработок [9 31, 39]. Настоящее третье переработанное и дополненное издание сборника задач по теории автомобиля составлено в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования третьего поколения по специальности «Наземные транспортнотехнологические средства», специализация «Автомобили и тракторы». Учебное пособие состоит из десяти глав. Каждая глава содержит основные теоретические положения, примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения с помещёнными в конце книги ответами на них. В основу задач положены конструктивные параметры преимущественно реальных автомобилей, освоенных в производстве отечественными и зарубежными предприятиями. В качестве теоретической основы задачника использованы материалы работы [14], допущенной Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве базового учебника для студентов вузов, обучающихся по специальности «Наземные транспортно-технологические средства». При составлении данного сборника задач были широко использованы результаты теоретических исследований и практических разработок отечественных и зарубежных учёных в области теории автомобиля, в том числе и его авторов. Разделы 1 и написаны В.Н. Кравцом и В.И. Песковым совместно, раздел 3 В.Н. Кравцом, К.Я. Лелиовским и В.И. Песковым совместно, раздел 4 В.Н. Кравцом и К.Я. Лелиовским совместно, раздел 5 А.М. Грошевым, В.Н. Кравцом и В.И. Песковым совместно, разделы 6, 7 и 8 В.Н. Кравцом, раздел 9 В.Н. Кравцом и В.И. Песковым совместно, раздел 10 А.М. Грошевым, В.Н. Кравцом и К.Я. Лелиовским совместно. Общее редактирование всех трёх изданий выполнено В.Н. Кравцом. 4

5 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ КОЛЁСНОГО ДВИЖИТЕЛЯ И ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ 1. Радиусы колеса Свободный радиус (м): r Основные формулы 0,5d H 0, d В. (1.1) c ш 5 Статический радиус (м): r c z ш 5 ш ш 0,5d H 0, d В. (1.) Динамический радиус (м): Радиус качения (м): z ш ш rд r cт. (1.3) r к V к ; (1.4) r к S ; N к (1.5) rк = rк.в Т Тк; (1.6) rк = (1,0 1,04) rст, (1.7) где d посадочный диаметр шины, м; Hш высота профиля шины, м; ш коэффициент формы профиля шины; Bш ширина профиля шины, м; λz коэффициент нормальной (вертикальной) деформации шины; V поступательная скорость колеса, м/с; ωк угловая скорость колеса, рад/с; S путь, пройденный колесом, м; Nк число оборотов колеса; rк.в радиус качения ведомого колеса, м; λт коэффициент тангенциальной эластичности шины, м/(нм); Тк момент, действующий на колесо, Нм: 1,0 для диагональных шин, 1,04 для радиальных шин.. Скорость колеса и автомобиля Скорости колеса (м/с): действительная V д r; (1.8) к к 5

6 теоретическая Коэффициенты буксования ведущего колеса s V т r. (1.9) r к к0 r к к б 1 1 ; rк0 rк.с скольжения тормозящего колеса (1.10) s r r к0 к к r r к.с (1.11) Скорость автомобиля (м/с): без буксования ведущих колёс V rк 0, 105n r u u е е к ; тр тр (1.1) при буксовании ведущих колёс V r 1 s 0,105 n r s е к.с б е к.с 1 б. u тр u тр (1.13) Скорость автомобиля без буксования ведущих колёс (км/ч) V а 3,6 r е к е к 3,6V. u тр 0,378 n r u тр (1.14) Ускорение разгона автомобиля (м/с ) а а е rк, u тр (1.15) где ωе угловая скорость колеса, рад/с; r к кинематический радиус колеса, м; r к0 радиус качения колеса без скольжения, м; r к. с радиус качения свободного колеса, м; r к радиус качения ведущего колеса, м; uтр передаточное число трансмиссии; nе частота вращения вала двигателя, об/мин; е угловое ускорение вала двигателя, рад/с. 3. Уравнения движения колеса Уравнения силового баланса (Н): 6

7 ведущего колеса R ведомого колеса x T J т к к fcrz ; rд rд (1.16) J кк R x fсrz, rд (1.17) где Тт тяговый момент, Нм; rд динамический радиус колеса, м; fс коэффициент сопротивления качению колеса, учитывающий силовые потери; Rz нормальная реакция опорной поверхности на колесо, Н; Jк момент инерции колеса, кгм ; к угловое ускорение колеса, рад/с. 4. Сопротивление качению колеса Коэффициент сопротивления качению ведущего колеса f = fс + fк. (1.18) Составляющие коэффициента сопротивления качению, характеризующие: силовые потери кинематические потери f к ш fс ; rд д к Tт rд rк. R r r z (1.19) (1.0) Зависимость коэффициента сопротивления качению от скорости: для шин легковых автомобилей f 0 k fv f ; (1.1) для шин грузовых автомобилей f f0 k V, (1.) f где аш продольный снос нормальной реакции, м; rд динамический радиус колеса, м; Тт тяговый момент колеса, Нм; rк радиус качения колеса, м; Rz нормальная реакция, Н; f0 коэффициент сопротивления 7

8 качению при скорости, близкой к нулю; kf и kf коэффициенты, учитывающие влияние скорости, с /м и с/м соответственно; V скорость автомобиля, м/с. 5. Сцепление колеса с опорной поверхностью Коэффициент продольного сцепления колеса с опорной поверхностью Rx x, R z (1.3) где Rx продольная сила сцепления колеса с опорной поверхностью, Н; Rz нормальная реакция на колесо со стороны опорной поверхности, Н. 6. Внешние силы, действующие на автомобиль Сила тяжести автомобиля (Н) Сила сопротивления качению (Н) G m g. (1.4) F f f G cos f m g cos. (1.5) ср Сила сопротивления подъёму или скатывающая сила (Н) F i ср G sin m g sin m gi. (1.6) Сила сопротивления дороги (Н) Коэффициент сопротивления дороги F G m g. (1.7) f ср cos sin f i. (1.8) ср Сила сопротивления воздуха (Н) F в 0, 5схв АвV w kв АвV w WV w. (1.9) Сила сопротивления поступательному разгону (Н) F x m а, (1.30) где mа масса автомобиля, кг; g ускорение свободного падения, м/с ; fср осреднённый коэффициент сопротивления качению; угол продольного уклона дороги, рад или град; i продольный уклон дороги; сх коэффициент обтекаемости; в плотность воздуха, кг/м 3 ; Ав пло- 8

9 щадь миделя, м ; Vw скорость движения автомобиля относительно воздушной среды, м/с; kв коэффициент сопротивления воздуха, Нс /м 4 ; W фактор обтекаемости автомобиля, Нс /м ; аа ускорение поступательного разгона автомобиля, м/с. 7. Внутренние силы и моменты автомобиля Скоростные характеристики двигателя Эффективная стендовая мощность двигателя (квт) P c e c Te e Te ne Коэффициенты приспособляемости двигателя: по крутящему моменту T с e mx с TeP T k ; c (1.31) (1.3) по угловой скорости (частоте вращения) вала k n ep ep. et net (1.33) Аналитическое описание внешней скоростной характеристики двигателя: зависимость мощности от угловой скорости вала двигателя (квт) 3 e e e Р е Ре mx b c ; ep ep ep (1.34) зависимость крутящего момента от угловой скорости вала двигателя (Нм) e e T е TеP b c. ep ep (1.35) Коэффициенты в уравнениях мощности и крутящего момента двигателя 9

10 а k k k k k 1 1 T ; (1.36) b k kk 1 k 1 T ; (1.37) c k k k 1 k 1 T. (1.38) Действительные (подкапотные) значения: мощности (квт) крутящего момента (Нм) c T e e c c e P k P ; (1.39) c T k T, (1.40) e c e с e mx где эффективный стендовый крутящий момент двигателя, Нм; е угловая скорость вала двигателя, рад/с; nе частота вращения вала двигателя, об/мин; T максимальный эффективный стендовый крутя- с щий момент двигателя, Нм; T ep эффективный стендовый крутящий момент двигателя при максимальной мощности, Нм; ер (nер) угловая скорость (частота вращения) вала двигателя при максимальной мощности, рад/с (об/мин); ет (nет) угловая скорость (частота вращения) вала двигателя при максимальном крутящем моменте, рад/с (об/мин); Ре, Те, е текущие значения мощности, крутящего момента и угловой скорости вала двигателя, квт, Нм, рад/с соответственно; Реmx максимальная мощность, квт; kс коэффициент коррекции стендовой характеристики двигателя. Характеристики механической трансмиссии Мощность, теряемая в трансмиссии (квт), Р тр Fтр 0V kтрv c kcрe 1 н Коэффициент, учитывающий потери на трение, 10 (1.41) k l m 0,97 0,995. (1.4) н 0,98 Коэффициент полезного действия (КПД) трансмиссии

11 Fтр 0V k V тр н, 1000 k тр c cр e (1.43) c P e где kс коэффициент коррекции стендовой характеристики двигателя; эффективная стендовая мощность двигателя, квт; сила сопротивления в трансмиссии при скорости, близкой к нулю, Н; V скорость автомобиля, м/с; коэффициент, характеризующий скоростные поте- k тр ри в трансмиссии, Нс/м; 0,98 КПД цилиндрической зубчатой пары; 0,97 КПД конической зубчатой пары; 0,995 КПД карданного шарнира; k, l, m число цилиндрических и конических зубчатых пар, карданных шарниров в механизмах трансмиссии соответственно. Тяговые характеристики ведущих колёс Тяговая мощность на ведущих колёсах (квт) с с ekcт е J e eе Р т kcре тр Тяговый момент ведущих колёс (Нм) F тр 0 (1.44) J Tт k ct 1 c e е e eе c uтр тр. kcte Тяговая сила на ведущих колёсах (Н): по крутящему моменту двигателя F т с е д kcт uтртр ekcт J e euтртр ; r r по сцеплению с опорной поверхностью F к.вщ к т х fс Rzвщ, rд с е д J (1.45) (1.46) (1.47) где kс коэффициент коррекции стендовой характеристики двигателя; c P e эффективная стендовая мощность двигателя, квт; e коэффициент, учитывающий ускорение вращения вала двигателя, с c /рад; T e эффективный стендовый крутящий момент двигателя, Нм; Jе момент инерции вращающихся частей двигателя, кгм ; е угловое ускорение вала двигателя, рад/с ; е угловая скорость вала двигателя, рад/с; тр КПД транс- 11

12 миссии; uтр передаточное число трансмиссии; rд динамический радиус колёс, м; х коэффициент продольного сцепления; fс силовой коэффициент сопротивления качению; вщ суммарная нормальная реакция на все ведущие колёса, Н; вщ суммарный момент инерции всех ведущих колёс, кгм ; к угловое ускорение ведущих колёс, рад/с. J к. 8. Силы и моменты, действующие на автомобиль при прямолинейном движении Сопротивление разгону автомобиля: сила сопротивления разгону (Н) R z F m а ; (1.48) где коэффициент учёта вращающихся масс k T J и u c e c e e тр тр J к 1 1 1uк д mrд rк mrд rк k T J c e c e e 0 тр 1 ; mrд rк и J к. mrд rк Уравнение прямолинейного движения автомобиля (Н): в общем виде, (1.49) F F F F F 0; (1.50) т0 в c x в развёрнутом виде k c Т с e u r д тр тр m g WV w m а F cx 0. (1.51) Условия возможности движения автомобиля (Н) с kcт e u тр тр m g WVw Fcx х fс Rzвщ, (1.5) r д где mа масса автомобиля, кг; аа ускорение разгона автомобиля, м/с ; е коэффициент, учитывающий ускорение вращения вала двигателя, с /рад; kс коэффициент коррекции стендовой характеристики двигателя; c e T эффективный стендовый крутящий момент двигателя, Нм; J e момент инерции вращающихся частей двигателя, кгм ; u передаточное число трансмиссии; u к, u д, u 0 передаточные числа коробки передач, до- 1 тр

13 полнительной передачи, главной передачи соответственно; трансмиссии; r д динамический радиус колёс, м; r к тр КПД радиус качения ведущих колёс, м; к суммарный момент инерции всех колёс, кгм ; полная тяговая сила на ведущих колёсах, Н; сила сопротивле- F т0 J ния дороги, Н; сила сопротивления воздуха, Н; сила сопротивления прицепа, Н; коэффициент сопротивления дороги; g ускорение свободного падения, м/с ; W фактор обтекаемости автомобиля, Нс /м ; Vw скорость движения автомобиля относительно воздушной среды, м/с; коэффициент продольного сцепления; fc коэффициент сопротивления качению, учитывающий силовые потери; R zвщ суммарная нормальная реакция на ведущие колёса, Н. х F в 9. Нормальные реакции опорной поверхности Динамические нормальные реакции, действующие на колёса (Н): передней оси R z1 Gнb T f F i F x h g F h в L в F wz b w F T F cx wy F cx h c F cz b c ; (1.53) R задней оси z Gна T f F F h F h F а T F h F L b i x g в в L wz w wy cx c cz c. (1.54) Статические нормальные реакции, действующие на колёса (Н): передней оси задней оси ст Gb R z 1 G1 ; (1.55) L ст G R z G. (1.56) L Коэффициенты изменения нормальных реакций, действующих на колёса: 13

14 передней оси задней оси T wy m m R1 R R R z1 ; (1.57) R G z1 ст z1 z ст z F cx сила сопротивления прицепа, Н; b c F cz 14 1 R R z, (1.58) R G а w расстоя- где G н нормальная составляющая силы тяжести, Н; f суммарный момент сопротивления качению всех колёс, Нм; сила сопротивления подъёму, Н; F x сила сопротивления поступательному разгону, Н; hg высота расположения центра масс, м; Fв сила сопротивления воздуха, Н; hв высота расположения центра парусности, м; F wz подъёмная аэродинамическая сила, Н; задней оси, м; аэродинамический опрокидывающий момент, Нм; высота расположения сцепного устройства, м; нормальная составляющая силы в сцепном устройстве, Н; расстояние от сцепного устройства до задней оси, м; L база автомобиля, м; а расстояние от центра масс до передней оси, м; ние от центра парусности до передней оси, м; нормальные нагрузки на передние и задние колёса автомобиля, неподвижно стоящего на горизонтальной опорной поверхности дороги, Н. F i b w расстояние от центра парусности до h c G 1 и Примеры решения типовых задач T G Пример 1.1. Определить динамический радиус колеса с шиной Коэффициент нормальной деформации шины 0,84. Дано: Dн = 1600 мм; Вш = 600 мм; d = 685 мм; z = 0,84. Определить: rд. Решение: Высота профиля шины Dн d H ш 457,5 мм 0,4575 м. Статический радиус колеса r,5d z H 0,5 0,685 0,84 0,4575 0,76 м. cт 0 ш Динамический радиус колеса

Читайте также:  Fast and furious авто

15 rд = rст = 0,76 м. Ответ: rд = 0,76 м. Пример 1.. Грузовой автомобиль движется по участку дороги длиной 3 км со скоростью 36 км/ч на третьей передаче в коробке передач. Передаточные числа: коробки передач,61, главной передачи 6,87; радиус качения ведущих колёс 0,45 м. Определить число оборотов и частоту вращения вала двигателя. Дано: S = 3 км; Vа = 36 км/ч; uкiii =,61; u0 = 6,87; rк = 0,45 м. Определить: Ne; nе. Решение: Число оборотов: ведущих колёс вала двигателя S N к 1061,6 об.; r 3,14 0,45 к N е N и и 1061,6,61 6, об. к кiii о Время движения автомобиля по участку дороги S t ч 5 мин. V Частота вращения вала двигателя N e ne 3807 об/мин. t 5 Ответ: Ne = об.; nе = 3807 об/мин. Пример 1.3. Ведущее колесо катится по твёрдой опорной поверхности. Масса автомобиля, приходящаяся на колесо, 335 кг; продольный снос нормальной реакции 3,86 мм; момент инерции колеса 0,734 кгм ; статический радиус колеса 0,57 м; радиус качения на 4% больше статического радиуса. Определить величину тягового момента, необходимого для разгона колеса с ускорением м/с. Дано: mк = 335 кг; аш = 3,86 мм; Jк = 0,734 кгм ; rст = 0,57 мм; rк = 1,04 rст; аа = м/с. Определить: Тт. Решение: Нормальная нагрузка колеса F z m g 335 9, Н. к 15

19 угловой скорости 1,4. Определить действительные значения максимального крутящего момента и мощности на режиме максимального крутящего момента двигателя. с Дано: Р еmx 90 квт; nер = 5400 об/мин; kс = 0,9; kт = 1,17; k = 1,4. Определить: Теmx; РеТ. Решение: Угловая скорость вала двигателя при максимальной мощности ер = 0,105 nер = 0, = 567 рад/с. Действительные параметры двигателя на режиме максимальной мощности: максимальная мощность Р еmx k Р c с еmx 0, кВт; крутящий момент при максимальной мощности Ре mx T ep 14,9 Нм. 567 ep Угловая скорость вала двигателя при максимальном крутящем моменте ep 567 et 399 рад/с. 1,4 k Действительные параметры двигателя на режиме максимального крутящего момента: максимальный крутящий момент T k T 1,17 14,9 167, Нм; еmx T ep мощность при максимальном крутящем моменте Tе mxet 167, 399 P et 66,7 квт Ответ: T 167, еmx Нм; P et 66, 7 квт. Пример Грузовой автомобиль классической компоновки с двухвальной карданной передачей движется на второй передаче. КПД: цилиндрической зубчатой пары 0,98; конический зубчатой пары 0,97; карданного шарнира 0,995; роликового конического подшипника с преднатя- 19

20 гом 0,985. Определить КПД трансмиссии. Гидравлическими потерями при малой скорости движения пренебречь. Дано: ц.п = 0,98; k = ; к.ш = 0,995; l = 3; к.п = 0,97; р.п = 0,985. Определить: тр. Решение: КПД агрегатов трансмиссии: коробки передач на второй передаче, когда работают две цилиндрические зубчатые пары, к k ц.п 0,98 0,96 ; двухвальной карданной передачи с тремя карданными шарнирами к.п l к.ш 3 0,995 0,985 ; главной передачи, состоящей из конической зубчатой пары, установленной на роликовых конических подшипниках с преднатягом, 0,97 0,985 0,955. o к.п Коэффициент, учитывающий потери на трение, p.п 0,96 0,985 0,955 0,903. н к к.п Без учёта гидравлических потерь o 0,903. тр н Ответ: тр = 0,903. Пример 1.8. Грузовой автомобиль при движении со скоростью 36 км/ч разгоняется с ускорением 0,5 м/с. Стендовая мощность двигателя 6,5 квт; коэффициент коррекции стендовой характеристики двигателя 0,96; коэффициент, учитывающий ускорение вала двигателя, 0,0013 с /рад; момент инерции вращающихся частей двигателя 0,85 кгм ; радиус качения ведущих колёс 0,4 м; передаточные числа: коробки передач 1,51, главной передачи 6,5; КПД трансмиссии 0,89. Определить тяговую мощность автомобиля. Дано: V = 36 км/ч; аа = 0,5 м/с ; Р с е 6, 5 квт; kс = 0,96; е = 0,0013 с /рад; Jе = 0,85 кгм ; rк = 0,4 м; ик = 1,51; и0 = 6,5; тр = 0,89. Определить: Рт. Решение: Кинематические параметры вращения вала двигателя: угловая скорость 0

25 Задача 1.3. Радиус качения ведущего колеса равен 0,55 м при подведении к нему тягового момента 3 кнм. Коэффициент тангенциальной эластичности шины 0,00475 м/(кнм). Чему равен радиус качения тормозящего колеса при подведении к нему вдвое большего тормозного момента? Задача 1.4. Кинематические радиусы ведущего и тормозящего колёс 0,15 м и 0,7 м соответственно. Радиус качения свободного колеса 0,4 м. Найти коэффициенты буксования ведущего и скольжения тормозящего колёс. Задача 1.5. Грузовой автомобиль движется со скоростью 40 км/ч при частоте вращения вала двигателя 500 об/мин. Радиус качения колёс в свободном режиме 0,45 м; передаточные числа: коробки передач 1,00, главной передачи 7,15. Определить коэффициент буксования ведущих колёс автомобиля. Задача 1.6. Грузовой автомобиль движется на участке дороги длиной км на третьей передаче со скоростью 30 км/ч и на четвёртой передаче со скоростью 40 км/ч. Передаточные числа: коробки передач на третьей и четвёртой передачах,54 и 1,41 соответственно, главной передачи 6,81; радиус качения ведущих колёс 0,483 м. Определить числа оборотов и частоты вращения вала двигателя при движении на третьей и четвёртой передачах. Задача 1.7. У грузового автомобиля повышенной проходимости передаточные числа агрегатов трансмиссии: первой и пятой ступеней коробки передач 6,7 и 0,77, низшей и высшей ступеней раздаточной коробки 1,94 и 1,5, главной передачи 7,95; радиус качения колёс 0,585 м; минимальная и максимальная частоты вращения вала двигателя 860 об/мин и 340 об/мин. Определить минимальную и максимальную скорости движения автомобиля. Задача 1.8. Легковой и грузовой автомобили движутся с одинаковыми скоростями при включённых прямых передачах в коробках передач. Передаточные числа главных передач составляют 3,9 и 8,05; радиусы качения колёс 0,31 м и 0,5 м соответственно. У какого автомобиля угловая скорость коленчатого вала выше и на сколько процентов? Задача 1.9. У легкового автомобиля передаточное число главной передачи 3,9; статический радиус колёс с диагональными шинами 0,305 м. Каким должно быть передаточное число главной передачи при установке на автомобиль радиальных шин со статическим радиусом 0,9 м, чтобы максимальная скорость автомобиля при одной и той же частоте вращения вала двигателя не изменилась. Радиусы качения диагональных и радиальных шин больше их статических радиусов на % и 4% соответственно. 5

26 Задача Легковой автомобиль движется на повышающей передаче с передаточным числом 0,75 со скоростью 150 км/ч. Передаточное число главной передачи 3,85; размер шин 195/65R14; коэффициент нормальной деформации шин 0,8. Определить угловую скорость коленчатого вала двигателя. Задача Максимальная скорость легкового автомобиля при движении на четвёртой прямой передаче 165 км/ч. Передаточные числа агрегатов трансмиссии: первой, второй, третьей ступеней коробки передач 3,67;,14; 1,41 соответственно; главной передачи 3,9; радиус качения ведущих колёс 0,305 м. Найти максимальные скорости движения автомобиля на первой, второй, третьей передачах и частоту вращения вала двигателя на этих режимах. Задача 1.1. Автобус движется на первой передаче со скоростью 7,5 км/ч при частоте вращения вала двигателя 1750 об/мин. Передаточные числа: коробки передач 6,75, главной передачи 6,91. Определить радиус качения ведущих колёс. Задача Самосвал разгоняется на второй передаче с ускорением 0,7 м/с при угловом ускорении вала двигателя 48 рад/с. На самосвале установлены тороидные шины 10 0Р, у которых коэффициент нормальной деформации 0,9. Передаточное число коробки передач 4,1. Найти передаточное число главной передачи. Задача При разгоне легкового автомобиля на второй передаче угловое ускорение вала двигателя 60 рад/с. Передаточные числа: коробки передач,41, главной передачи 4,1; радиус качения колёс 0,95 м. Определить ускорение разгона автомобиля. Задача При разгоне автобуса угловые ускорения коленчатого вала двигателя на первой, второй и третьей передачах 160 рад/с ; 85 рад/с и 51 рад/с соответственно. Передаточные числа: первой, второй и третьей передач коробки передач 6,88; 4,05 и,7 соответственно; главной передачи 7,61; шины 95/70R,5; коэффициент нормальной деформации шин 0,83. На какой передаче автобус может разогнаться с ускорением 1,31 м/с? Задача Автобус разгоняется на первой передаче с ускорением 3 м/с. Передаточные числа: коробки передач 3,97, главной передачи 3,9; шины 05/70R15; коэффициент нормальной деформации шин 0,8. Найти угловое ускорение вала двигателя. Задача Ведомое колесо катится по дороге с коэффициентом сопротивления качению 0,01. Нормальная нагрузка на колесо составляет 6 кн; статический радиус колеса 0,31 м; момент инерции колеса 0,9 кгм. С каким угловым ускорением будет вращаться колесо при приложении к его оси толкающей силы 180 Н? Задача Ведущее колесо катится с постоянной скоростью при подведении к нему крутящего момента 1300 Нм. Нормальная нагрузка на 6

27 колесо 15,4 кн; продольный снос нормальной реакции дороги 9,5 мм; статический радиус колеса 0,461 м. Рассчитать силу тяги колеса. Задача Чтобы ведомое колесо, нагруженное нормальной силой 300 кн, катилось с постоянной скоростью, необходимо приложить к его оси толкающую силу 3,6 кн. Динамический радиус колеса 1, м. Определить силовую составляющую коэффициента сопротивления качению и момент сопротивления качению. Задача 1.0. Ведущее колесо, нагруженное нормальной силой 5 кн, создаёт силу тяги 0,6 кн при приложении к нему тягового момента 1, кнм. Динамический радиус колеса 0,495 м; момент инерции колеса 18,5 кгм ; силовая составляющая коэффициента сопротивления качению 0,016. Найти угловое ускорение колеса. Задача 1.1. Определить соотношение величин коэффициентов сопротивления качению при скоростях 00 км/ч и 100 км/ч для трёх типов шин, у которых этот параметр определяется следующими зависимостями: ; ; f1 0,01 0,003 0, 01V f 0,01 1V 10 f3 0,01 1 0, 003V. Задача 1.. Коэффициент продольного сцепления зависит от скорости движения по закону хv = x0 (1 0,015V).Коэффициент продольного сцепления при скорости 7,5 м/с равен 0,75. Определить его величину при скорости 50 м/с. Задача 1.3. Нагруженное нормальной силой 9 кн ведущее колесо со статическим радиусом 0,31 м планируют заставить катиться по размокшей грунтовой дороге с коэффициентом сопротивления дороги 0,3. Оценить возможность движения колеса в указанных дорожных условиях, если оно может передать максимальный по условию сцепления момент 0,55 кнм. Задача 1.4. Во сколько раз сила сопротивления качению колеса на скорости 160 км/ч больше этой силы на скорости 90 км/ч, если коэффициент сопротивления качению определяется зависимостью f 0,01 1 0,00004 V. Задача 1.5. Для повышения топливной экономичности автомобиля ввиду ограниченности запаса топлива в его баке давление воздуха в шинах повысили в три раза до 0,6 МПа. Требуется рассчитать, на сколько процентов уменьшится сила сопротивления качению его колёс, если зависимость коэффициента сопротивления качению шин от давления воздуха рв (МПа) выражается формулой f 0,03 0,09 рв. Задача 1.6. Найти силу сопротивления качению автомобиля с колёсной формулой 4 и затрачиваемую на её преодоление мощность при передаче задними ведущими колёсами крутящего момента: а) 0,3 кнм; б) 0,5 кнм. Зависимость коэффициента сопротивления качению от подво- 7

28 димого к колесу крутящего момента показана на рис Скорость автомобиля 110 км/ч; массы, приходящиеся на переднюю и заднюю оси, 780 кг и 1100 кг. Задача 1.7. Сила сопротивления качению автомобиля массой 7900 кг при движении по горизонтальной дороге 1,94 кн. Чему равен коэффициент сопротивления дороги при движении на подъёме с уклоном 5% и какую мощность необходимо подвести к ведущим колёсам при скорости движения автомобиля 18 км/ч? f 0,05 0,04 0,03 0,0 0,01 0 0,1 0, 0,3 0,4 Т к, кнм Рис Зависимость коэффициента сопротивления качению от крутящего момента Задача 1.8. Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению автопоезда массой 48 т при движении со скоростью 5 км/ч, равна 165 квт. Определить уклон дороги, на котором суммарная сила сопротивления дороги при движении с малыми скоростями будет равна нулю. Задача 1.9. При движении грузового автомобиля-фургона по трассе порывом ветра сорвало обтекатель, установленный на крыше кабины. Водитель заметил, что скорость движения упала на 10%, хотя он не менял положение педали управления подачей топлива. На сколько процентов изменилась величина коэффициента обтекаемости автомобиля, если пренебречь изменением силы сопротивления качению. Задача Расчетно-аналитическим способом было установлено, что размещение на верхнем багажнике легкового автомобиля большой картонной коробки приведёт к увеличению фактора обтекаемости на 5%. На сколько процентов уменьшится скорость автомобиля, если суммарная сила сопротивления его движению должна остаться неизменной. Изменением коэффициента сопротивления качению пренебречь. Задача Автомобиль движется со скоростью 90 км/ч по шоссе, вдоль которого дует ветер со скоростью 18 км/ч. Во сколько раз сила и 8

29 мощность сопротивления воздуха при встречном ветре больше, чем при попутном? Задача 1.3. Бензиновый двигатель с распределённым впрыском развивает максимальную мощность 150 квт при частоте вращения вала 6000 об/мин и максимальный крутящий момент 79 Нм при частоте вращения вала 4000 об/мин. Найти коэффициенты приспособляемости двигателя по крутящему моменту и по угловой скорости. Задача Бензиновый карбюраторный двигатель развивает максимальную стендовую мощность 40 квт при частоте вращения вала 500 об/мин. Коэффициенты: коррекции стендовой характеристики 0,91; приспособляемости по крутящему моменту 1,1, по угловой скорости1,5. Определить действительные величины максимального крутящего момента и мощности на режиме максимального крутящего момента двигателя. Задача Дизельный двигатель развивает максимальную стендовую мощность 80 квт при частоте вращения коленчатого вала 340 об/мин. Коэффициенты в уравнении скоростной характеристики: а = 0,65; b = 1,09; с = 0,74; коэффициент приспособляемости по частоте вращения вала двигателя 1,4. Потери мощности при установке двигателя на автомобиль составляют 15%. Определить с погрешностью не более 1% максимальный крутящий момент и мощность на режиме максимального крутящего момента двигателя, установленного на автомобиле. Задача Бензиновый двигатель развивает максимальный крутящий момент 105 Нм при частоте вращения вала 3500 об/мин. Коэффициенты в уравнении его скоростной характеристики: а = 0,4; b =,4; с = 1,8; коэффициент приспособляемости по угловой скорости 1,6. Рассчитать максимальную мощность двигателя и мощность на режиме максимального крутящего момента. Задача Дизельный двигатель развивает максимальный крутящий момент 705 Нм при частоте вращения коленчатого вала 1700 об/мин. Коэффициенты приспособляемости двигателя: по крутящему моменту 1,16, по угловой скорости коленчатого вала 1,43. Рассчитать мощность при максимальном крутящем моменте и максимальную мощность двигателя. Задача При скорости движения легкового автомобиля 7 км/ч с ускорением 0,8 м/с к ведущим колёсам подводится мощность 37 квт. Мощность двигателя, развиваемая на этом режиме, 40 квт; момент инерции его вращающихся частей 0,15 кгм ; передаточное число трансмиссии 4,15; радиус качения колёс 0,9 м. Определить КПД трансмиссии. Задача Двигатель развивает на стенде мощность 10 квт; коэффициент коррекции стендовой характеристики двигателя 0,91; КПД агрегатов трансмиссии: коробки передач 0,97; карданной передачи 0,985; 9

Читайте также:  Установка бара в автомобиль

30 ведущего моста 0,94. Определить мощность потерь в трансмиссии автомобиля. Задача В трансмиссии грузового автомобиля с колёсной формулой 4 установлены коробка передач, карданная передача и задний ведущий мост, КПД которых соответственно равны 0,96; 0,985 и 0,95. В трансмиссии грузового автомобиля с колёсной формулой 4 4 дополнительно установлены раздаточная коробка, КПД которой 0,96, карданная передача привода переднего моста, КПД которой 0,985, и передний ведущий мост, имеющий шарниры равных угловых скоростей, КПД которого 0,93. Крутящий момент по ведущим мостам распределяется поровну. Потерями момента, зависящими от скорости движения, пренебречь. На сколько процентов КПД трансмиссии грузового автомобиля с колёсной формулой 4 выше, чем КПД трансмиссии автомобиля с колёсной формулой 4 4? Задача Рассчитать КПД трансмиссии легкового переднеприводного автомобиля, в которой крутящий момент от двигателя подводится к ведущим колёсам через две пары цилиндрических шестерён коробки передач и главной передачи (КПД одной зубчатой пары 0,98), два шарнира полуосей (КПД шарнира 0,99) и через два шарнира равных угловых скоростей передних ведущих колёс (КПД шарнира вместе с подшипниками ступицы 0,975). Задача Определить КПД трансмиссии легкового автомобиля классической компоновки при движении на прямой передаче в коробке передач. КПД коробки передач при включённой прямой передаче 0,985; карданного шарнира 0,993 двухвальной карданной передачи; ведущего моста 0,96. Задача 1.4. Развиваемая на стенде максимальная мощность двигателя грузового автомобиля равняется 130 квт при частоте вращения коленчатого вала 3300 об/мин. Установка его на автомобиль привела к потерям в 11%. При передаче крутящего момента на колёса с угловым ускорением вращения коленчатого вала 30 рад/с коэффициент потерь составил 0,001 с /рад. Момент инерции вращающихся частей двигателя 0,65 кгм. Передаточные числа агрегатов трансмиссии: коробки передач 1,4, главной передачи 6,17. КПД трансмиссии 0,88. Определить величину крутящего момента, подведённого к ведущим колесам. Задача Максимальная мощность двигателя, установленного на автомобиль повышенной проходимости, составляет 160 квт при частоте вращения вала 800 об/мин. Коэффициент приспособляемости двигателя по крутящему моменту 1,16; передаточные числа: первой передачи коробки передач 6,07, дополнительной передачи 1,85, главной передачи 7,3. КПД трансмиссии 0,81; динамический радиус колёс 0,54 м. Рассчитать максимальную тяговую силу на ведущих колёсах. 30

31 Задача К ведущим колёсам автопоезда, движущегося со скоростью 4 км/ч и ускорением 0,5 м/с, подводится мощность 106 квт. Момент инерции вращающихся частей двигателя,3 кгм ; передаточные числа: коробки передач,7, главной передачи 7,1; КПД трансмиссии 0,86; радиус качения колёс 0,5 м. Определить стендовую мощность двигателя для этого скоростного режима, если подкапотные потери составляют 1%. Задача Малый коммерческий грузовой автомобиль движется на второй передаче со скоростью 5 км/ч и ускорением 0,65 м/с. Действительная мощность двигателя 5 квт; КПД трансмиссии 0,91; передаточные числа: коробки передач,81, главной передачи 5,15; момент инерции вращающихся частей двигателя 0,305 кгм ; коэффициент, учитывающий ускорение вращения коленвала, 0,0016 с /рад; радиус качения колёс 0,36 м. Определить мощность на ведущих колёсах автомобиля. Задача Двигатель автобуса развивает мощность 101 квт при движении на прямой передаче в коробке передач со скоростью 80 км/ч. Частота вращения вала двигателя 650 об/мин; передаточное число главной передачи 6,85; КПД трансмиссии 0,88. Определить тяговую силу на ведущих колёсах автобуса. Задача Двигатель автомобиля развивает мощность 45 квт при движении на третьей передаче со скоростью 5 км/ч и ускорением 0,35 м/с. Передаточные числа: коробки передач,64, главной передачи 5,15; КПД трансмиссии 0,88; момент инерции вращающихся деталей двигателя 0,75 кгм ; потери, связанные с ухудшением наполнения двигателя при разгоне, 0,3%; радиус качения колёс 0,36 м. Определить мощность, подводимую к ведущим колёсам автомобиля. Задача Легковой автомобиль полной массой 1445 кг движется со скоростью 144 км/ч по дороге с коэффициентом продольного сцепления 0,8 и коэффициентом сопротивления качению 0,08. В статическом положении на заднюю ведущую ось автомобиля приходится 5% полной массы. Коэффициент обтекаемости 0,4; плотность воздуха 1,5 кг/м 3 ; площадь поперечного сечения кузова 1,68 м ; высота центра парусности 0,7 м; динамический радиус колёс 0,3 м; база автомобиля,4 м. Определить максимальную тяговую силу на ведущих колёсах по условию их сцепления с дорогой. Задача Автобус полной массой кг движется по горизонтальному участку дороги со скоростью 36 км/ч и ускорением 1 м/с. Расстояние центра масс от передней оси,75 м, от задней оси 1,45 м, от поверхности дороги 1,5 м. Коэффициент сопротивления воздуха 0,37 Нс /м 4, площадь миделева сечения 6,6 м, высота центра парусности 1,7 м. Статический радиус колёс 0,5 м; коэффициент сопротивления качению 0,0. 31

32 Рассчитать максимальную тяговую силу на задних ведущих колёсах при коэффициенте продольного сцепления 0,3. Задача Легковой автомобиль полной массой 1450 кг движется со скоростью 10 км/ч. Коэффициент сопротивления качению 0,05, коэффициент продольного сцепления 0,7. Статическая развесовка по осям 47:53, ведущая ось задняя. Коэффициент обтекаемости автомобиля 0,36, плотность воздуха 1,5 кг/м 3, площадь миделя 1,78 м, высота центра парусности 0,6 м. Динамический радиус колёс 0,9 м, база автомобиля,5 м. Рассчитать максимальную по сцеплению тяговую силу на ведущих колёсах. Задача Автобус массой 7800 кг разгоняется с максимальным ускорением,9 м/с. Координаты центра масс: расстояние до передней оси,44 м, до задней оси 1,16 м, до поверхности дороги 1,5 м. Чему равна максимальная тяговая сила на колёсах задней ведущей оси при коэффициенте продольного сцепления 0,6? Задача 1.5. Масса грузового автомобиля 7850 кг; момент инерции вращающихся деталей двигателя 0,55 кгм ; суммарный момент инерции всех колёс 53, кгм ; КПД трансмиссии 0,88; статический радиус колёс с радиальными шинами 0,457 м; передаточные числа: первой передачи коробки передач 6,55, главной передачи 6,17. На сколько процентов коэффициент учёта вращающихся масс грузового автомобиля на первой передаче коробки передач больше, чем на прямой? Задача Коэффициент учёта вращающихся масс грузового автомобиля с полной нагрузкой на первой передаче коробки передач 1,81, на второй передаче 1,8. Полная масса автомобиля кг; масса снаряжённого автомобиля 7950 кг; передаточные числа коробки передач: 5,6;,90; 1,5; 1,00; 0,66. Определить коэффициенты учёта вращающихся масс снаряжённого автомобиля на всех передачах коробки передач. Задача Масса автомобиля 1400 кг; момент инерции вращающихся частей двигателя 0,14 кгм ; момент инерции колеса 0,54 кгм ; КПД трансмиссии 0,93; статический радиус колёс 0,8 м; передаточные числа коробки передач: 3,77;,3; 1,49; 1,0; 0,78; главной передачи 3,866. Максимальные ускорения на передачах (в порядке их включения):,9 м/с ;, м/с ; 1,6 м/с ; 1,05 м/с ; 0,75 м/с. Определить максимальные силы сопротивления разгону легкового автомобиля на всех передачах механической коробки передач. Задача У переднеприводного легкового автомобиля на переднюю ось приходится 55% массы. Коэффициент продольного сцепления 0,4, коэффициент сопротивления качению 0,05. База автомобиля,5 м; высота центра масс 0,7 м; динамический радиус колёс 0,8 м. Какой максимальный подъём сможет преодолеть автомобиль по сцеплению ведущих колёс с дорогой? 3

33 Задача Два автомобиля, один из которых имеет колёсную формулу 4, другой 4 4, с одинаковой полной массой 3000 кг и равным её распределением по осям движутся по дороге с коэффициентом продольного сцепления 0,5. Коэффициент изменения нормальных реакций на задние колёса обоих автомобилей равен 1,1. Определить, на сколько процентов максимальная тяговая сила на ведущих колёсах автомобиля с колёсной формулой 4 4 больше, чем у автомобиля с колёсной формулой 4. Задача По условию задачи 1.55 определить максимальный подъём, который может преодолеть заднеприводный автомобиль с равным распределением полной массы по осям. Задача По условиям задач 1.55 и 1.57 определить максимальные ускорения, которые могут развить при трогании с места на горизонтальной дороге переднеприводный и заднеприводный легковые автомобили, если коэффициенты учёта вращающихся масс равны 1,3 для переднеприводного и 1,35 для заднеприводного автомобилей. Задача Определить минимальную величину коэффициента продольного сцепления, при которой автобус массой кг с колёсной формулой 4 и задней ведущей осью будет двигаться без буксования ведущих колёс. База автобуса 5,15 м; расстояние от центра масс до передней оси 3 м; коэффициент изменения нормальных реакций на ведущие колёса 1,1; тяговая сила на ведущих колёсах 44,8 кн. Задача На переднеприводный легковой автомобиль массой 1485 кг установлен задний спойлер-антикрыло. Фактор обтекаемости автомобиля без спойлера 0,4 Нс /м ; вертикальная и горизонтальная аэродинамические силы на спойлере равны 0,5 V и 0,1 V соответственно; точка приложения аэродинамических сил расположена на высоте 1,1 м и удалена от оси задних колёс на 1 м. На переднюю ось автомобиля приходится 55% полной массы; база автомобиля,4 м; высота расположения центров масс и парусности 0,6 м и они совмещены друг с другом; коэффициент продольного сцепления 0,17; коэффициент сопротивления качению 0,013. Определить, может ли автомобиль при движении со скоростью 90 км/ч преодолеть подъём 3 без буксования ведущих колёс. Задача Порожний грузовой автомобиль с колёсной формулой 4, массой 3500 кг и базой 3,7 м резко трогается с места с максимальным использованием сцепления задних ведущих колёс с дорогой после предварительной раскрутки вала двигателя до частоты максимального крутящего момента. Расстояние от центра масс до передней оси автомобиля,8 м; высота центра масс от поверхности дороги 1, м; коэффициент учёта вращающихся масс 1,06; коэффициент сопротивления качению 0,015; динамический радиус колёс 0,35 м. Определить тяговую силу на ведущих 33

34 колёсах и максимальное ускорение разгона на дороге с коэффициентом продольного сцепления 0,6. Задача 1.6. Легковой автомобиль массой 1800 кг тормозит на спуске с уклоном 35% с замедлением 6 м/с. Расстояние центра масс от передней оси 1,36 м, от задней оси 1,9 м, от поверхности дороги 0,58 м. Определить нормальные динамические реакции на передние и задние колёса. Сопротивлениями качению и воздуха пренебречь. Задача Грузовой автомобиль повышенной проходимости с колёсной формулой 6 6 преодолевает максимальный подъём 58% с постоянной скоростью. Полная масса автомобиля 1475 кг, в том числе приходящаяся на тележку, кг; база 5,3 м; расстояние от центра масс до поверхности дороги 1,6 м; коэффициент сопротивления качению 0,04; статический радиус колёс 0,585 м. Найти нормальные динамические реакции на колёса каждой оси при условии, что нормальные реакции на колёса средней и задней осей распределяются поровну. Сопротивлением воздуха пренебречь. Задача Автобус движется на горизонтальном участке дороги со скоростью 40 км/ч и ускорением 0,8 м/с. Масса автобуса кг; расстояния от центра масс: до передней оси 3,03 м, до задней оси 1,34 м, до поверхности дороги 1,55 м; коэффициент сопротивления воздуха 0,37 Нс /м 4 ; лобовая площадь 5,86 м ; высота центра парусности 1,75 м; коэффициент сопротивления качению 0,0 ; статический радиус колёс 0,49 м. Определить коэффициенты измерения нормальных реакций на передние и задние колёса автобуса. Задача Грузовой автомобиль тормозит на горизонтальной дороге с максимальным замедлением 5 м/с. Масса автомобиля 3500 кг; база,9 м; расстояния от центра масс до передней оси и поверхности дороги 1,86 м и 0,9 м соответственно; коэффициент сопротивления качению 0,01; статический радиус колёс 0,33 м. Найти коэффициенты изменения нормальных реакций на передние и задние колёса. Сопротивлением воздуха пренебречь. 34

Источник

Поделиться с друзьями
Расскажем обо всем понемногу