Сопротивление движению транспортных средств
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Общее удельное сопротивление движению на всех видах транспорта можно определить по следующим формулам:

;

где wТР - удельное сопротивление трения; wi – удельное сопротивление от подъема; wКР – удельное сопротивление от прохождения кривых; wСР – удельное сопротивление от прохождения среды.

Удельное сопротивление трения

 

На железнодорожном и автомобильном транспорте это сопротивление складывается из сопротивления на качения между рельсом и колесом или шиной и покрытием дороги. При автомобильном транспорте существует коэффициент j (сцепление колеса с дорогой). Он зависит от состояния шин (новая или старая); при дожде, гололеде коэффициент снижается; зависит от скорости движения, от состояния покрытия дороги, а также от сопротивления трения в подшипниках, веса подвижного состава и других факторов.

Удельное сопротивление трения на железной дороге – главная составляющая основного сопротивления (в него входит и сопротивление от воздушного пространства).

На автомобилях: ; a - угол наклона пути к горизонту. Для угла меньше 60 cosa=1.

fa – коэффициент сопротивления качению (зависит от состояния дороги, скорости).

Для асфальтобетона fa = 0,01-0,02

На щебенке fa = 0,03-0,05

Для грунта fa = 0,06-0,07

Для пашни fa = 0,15-0,30

При возрастании скорости коэффициент увеличивается на величину

Для водного транспорта это сопротивление трения воды о смоченную поверхность корпуса судна, зависит от скорости движения, формы и шероховатости поверхности судна.

fв – коэффициент трения воды о смоченную поверхность судна. fв = 0.0019-0.0044

Se – площадь смоченной поверхности судна [м2]

r - плотность воды [кг] (пресной – 102 кг/м3; морской – 104 кг/м3).

V – скорость судна относительно воды [км/ч].

L – длина судна

Q – водоизмещение

На трубопроводном транспорте сопротивление трения возникает между движущимися жидкостями и внутренними стенками трубы. Зависит от шероховатости трубы, ее диаметра, режима потока (ламинарный или турбулентный), вязкости и жидкости.

 - ламинарный

V – скорость течения м/с

kЛ – коэффициент пропорциональности, зависящий от физической вязкости жидкости.

 - турбулентный

 

 

Удельное сопротивление от подъема

; i – уклон

Знак минуса ставится при спуске (тормозной режим).

Это сопротивление имеется на железных и автомобильных дорогах, авиации, конвейерах. В авиации зависит от траектории набора высоты.

На трубопроводном транспорте есть это сопротивление, но величина его не значительна.

 

Сопротивление от прохождения кривых

 

; А - коэффициент; Rкр – радиус кривой.

На рельсовом транспорте оно возникает от трения между внутренней гранью наружного рельса и гребнями колес. Определяется в зависимости от длины поезда.

При lп<lкр ®

При lп>lкр ®

Численные значения wкр=0,5-3 кг/г (R=1600м-200м).

На автотранспорте на кривых возникает поперечная сила вызывает боковой увод колеса, под влиянием которого колесо катится под некоторым уклоном d и требуются дополнительные затраты мощности двигателя для нормального движения. Опыт показывает, что при d<10 износ шин увеличивается в 5 раз, а расход топлива также увеличивается на 10-12%. При d=1,80 износ шин в 10-15 раз, а расход топлива на 40%. Исключают эти потери с помощью виражей.

На водном транспорте при поворотах сопротивление возражает, но оно мало и его не принимают в расчет. На трубопроводном транспорте.

 

Удельное сопротивление среды

 

На железной дороге массу поездов или составов рассчитывают с учетом основного удельного сопротивления, включающегося и сопротивление воздушной среды.

На автомобильном транспорте сопротивления вызываются давлением встречного воздуха, трением о боковую поверхность и выступающие части, завихрением воздуха у колес и под кузовом.

 [кг/т].

r - плотность среды (для воды –1; для воздуха в 720 раз меньше)

k – коэффициент обтекаемости

S – наибольшая плотность поперечного сечения

V – скорость движения

V2 – скорость среды ("+" - против движения; "-" – по движению)

На водном транспорте сопротивление судна на глубокой воде состоит из сопротивления трения обшивки и остаточного сопротивления (вихревого или волнового).

Волновое сопротивление является основной преградой увеличения скоростей хода судов (при увеличении скорости в 2 раза сопротивление возрастает в 4, а потребная мощность должна увеличиться в 8 раз).

Значения удельного сопротивления движению

 

  Ж/д грузовой поезд V=8-100 км/ч Грузовой автомобиль V = 8-100 км/ч Баржа (1000т) V1=8-16 км/ч V2=16-30 км/ч Нефтепровод (диаметр 720 мм) V=5 км/ч Транспортный самолет (10-60т) V=200-450 км/ч
wдв 2,5-9 кг/т 9-100 кг/т (до 300) 0,4-4,5 кг/т 4,5-30 кг/т 3,5-4,0 кг/т 30-90 кг/т

 

Общее уравнение движения

 

Из физики известно, что уравнение движения F=ma, m – масса; a – ускорение. Применительно к транспорту это уравнение можно записать:

b – тормозное усилие; g – ускорение 9,8 c2; F – сила тяги; W – суммарное удельное сопротивление; Qбр – вес (брутто в тоннах).

 

Дата: 2019-05-29, просмотров: 193.