Расчёт пути и времени обгона с возрастающей скоростью

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Обгон с возрастающей скоростью характерен при высокой интенсивности движения при движении сплошным потоком. В этих условиях быстроходный автомобиль, догнав медленно движущийся автомобиль, уменьшает скорость, и некоторое время движется позади него с той же скоростью. Водитель заднего автомобиля внимательно следит за потоком и при появлении перед обгоняемым автомобилем достаточного свободного расстояния начинает обгон, сочетая его с разгоном. Для того чтобы путь и время обгона были минимальными, интенсивность разгона должна быть максимально возможной.

Для расчета пути и времени обгона с возрастающей скоростью необходимо вначале построить график интенсивности разгона, характеризующий зависимость между путем и временем движения обгоняющего автомобиля при максимально возможном ускоренном движении.

Для построения указанного графика нужно предварительно произвести расчёт динамической характеристики (зависимость динамического фактора от скорости движения), а затем определить зависимость ускорения обгоняющего автомобиля от скорости движения V₁.

Динамический фактор определяется по формуле:

, (1.11)

где Р_m- сила тяги, Н;

Р_в - сила сопротивления воздуха, Н;

G_a - вес автомобиля, Н (Ga = gma);

М_е - крутящий момент двигателя, Н-м;

И_к - передаточное число коробки передач (для каждой i-ой передачи имеет своё значение);

И₀ - передаточное числа главной передачи;

- механический коэффициент полезного действия трансмиссии;

r_к - радиус колеса, м;

к - коэффициент обтекаемости, Н-с²/м⁴;

F- лобовая площадь, м²;

V_a - скорость автомобиля, м/с.

Эффективный крутящий момент двигателя определяется по следующей зависимости:

(1.12)

где N_max - максимальная мощность двигателя, кВт;

а, b, с - эмпирические коэффициенты (для бензиновых двигателей a=0,8, b=1, с=0,9; для дизельных а=0,53; 6=1,56; с=1,05);

n_e - частота вращения двигателя при расчётной скорости на соответствующей ей передаче, мин" ;

n_n - частота вращения, соответствующая максимальной мощности, мин^-1 .

Обороты, на которых работает двигатель, n_e, мин^-1 , следует задавать для расчётов в диапазоне [0,1n_n;n_n], принимая соответствующий шаг для 8... 10 значений, при выполнении обязательного условия n_emin > 600 мин^-1.

Скорость движения автомобиля рассчитываем по выражению:

(1.13)

Таблица 1.2 - Значения коэффициента полезного действия для различных трансмиссий

Значения коэффициента полезного действия, принимаются по таблице 1.2.

Тип транспортного средства	Значение коэф-та
Легковые	0,92-0,9
Двухосные грузовые и автобусы с одинарной главной передачей	0,90-0,88
Двухосные грузовые и автобусы с двойной главной передачей, а также автомобили повышенной проходимости (4x4)	0,88-0,85
Трехосные грузовые и автобусы (6x4)	0,86-0,83
Грузовые (6x6)	0,85-0,83

Если расчёт ведется для автопоезда, следует учитывать, что динамический фактор автопоезда корректируется с учётом массы прицепа:

, (1.14)

где m_а- полная масса автомобиля-тягача, кг;

m_пр- полная масса прицепа, кг;

n-количество прицепов.

Ускорение автомобиля рассчитывается по формуле:

, (1.15)

где j_i - ускорение автомобиля на i-й передаче при скорости движения V м/с²;

D_i - динамический фактор на i-й передаче при указанной скорости;

_i - коэффициент сопротивления дороги;

_вр - коэффициент учёта вращающихся масс.

При проведении расчётов рассматриваем движение по горизонтальной дороге, поэтому ( -коэффициент сопротивления качению колеса с учётом скорости движения).

Значение коэффициента сопротивления качению колеса, , необходимо рассчитывать по формуле:

, (1.16)

где -коэффициент сопротивления качению колеса (см. Приложение А).

Коэффициент сопротивления качению колёс автопоезда:

, (1.17)

Коэффициент _вр, учитывающий наличие в движущемся автомобиле вращающихся масс, определяется:

, (1.18)

где j - коэффициент, учитывающий инерционный момент колёс ( 1=0,04)

2 - коэффициент, учитывающий инерционный момент маховика (при расчётах принимают следующие значения: 0,0007 - для легковых автомобилей и для грузовых с дизельным двигателем; 0,0004 - для грузовых с бензиновым двигателем).

Расчёт рекомендуется производить в табличной форме (таблица 1.3) для 8... 10 значений скорости на каждой рассматриваемой передаче до скорости, равной 0,9 от максимальной скорости, на высшей передаче.

Таблица 1.3 - Расчёт динамической характеристики автомобиля

Параметры	Текущие значения параметров
	0,1	0,2		0,3		0,4				0,5	0,6			0,7		0,8			0,9			1
	600	877,8		1156		1433				1711	1989			2267		2544			2822			3100
	360,6	379,4		394		404				409,6	411			408		401			389			373
1-я передача
	0,681	0,996		1,31		1,63				1,943	2,258			2,57				2,89	3,2			3,52
	0,696	0,732		0,76		0,78				0,79	0,793			0,79				0,77	0,75			0,72
	0,03	0,03		0,03		0,03				0,03	0,03			0,03				0,03	0,03			0,03
	2,588	2,588		2,59		2,59				2,588	2,588			2,59				2,59	2,59			2,59
	2,521	2,658		2,76		2,84				2,878	2,888			2,87				2,81	2,72			2,61
2-я передача
	1,236	1,808		2,38				2,95		3,525			4,097	4,67				5,24	5,81			6,39
	0,383	0,403		0,42				0,43		0,434			0,436	0,43				0,42	0,41			0,39
	0,03	0,03		0,03				0,03		0,03			0,03	0,03				0,03	0,03			0,03
	1,51	1,51		1,51				1,51		1,51			1,51	1,51				1,51	1,51			1,51
	2,293	2,421		2,52				2,59		2,624			2,63	2,61				2,55	2,47			2,35
3-я передача
	2,213		3,23	4,26				5,29		6,311			7,336	8,36				9,38	10,4			11,4
	0,214		0,22	0,23				0,24		0,24			0,239	0,24				0,23	0,22			0,21
	0,03		0,03	0,03				0,03		0,031			0,031	0,03				0,03	0,03			0,03
	1,187		1,18	1,19				1,19		1,187			1,187	1,19				1,19	1,19			1,19
	1,517		1,60	1,67				1,71		1,727			1,721	1,69				1,64	1,57			1,47
4-я передача
	3,447		5,04		6,64	8,24			9,832			11,43			13			14,6	16,2			17,8
	0,136		0,14		0,15	0,15			0,148			0,145			0,14			0,13	0,13			0,11
	0,03		0,03		0,03	0,03			0,032			0,032			0,03			0,03	0,03			0,04
	1,1		1,1		1,1	1,1			1,1			1,1			1,1			1,1	1,1			1,1
	0,946		0,99		1,03	1,04			1,032			1,005			0,96			0,89	0,8			0,7
5-я передача
	5,068		7,41		9,76		12,1		14,45			16,8			19,1		21,5			23,8	26,2
	0,135		0,14		0,14		0,14		0,138			0,132			0,12		0,11			0,1	0,08
	0,03		0,03		0,03		0,03		0,034			0,035			0,04		0,04			0,04	0,04
	1,1		1,1		1,1		1,1		1,1			1,1			1,1		1,1			1,1	1,1
	0,933		0,96		0,98		0,97		0,926			0,861			0,77		0,66			0,52	0,35

После проведённых вычислений необходимо построить графические зависимости ускорения разгоняющегося автомобиля от скорости (рисунок 1.3) и динамического фактора от скорости (рисунок 1.4).

Рисунок 1.3 - Зависимость ускорения от скорости

Рисунок 1.4 - Зависимость динамического фактора от скорости

Дальнейший расчёт рекомендуется производить в табличной форме от значения скорости, равной скорости обгоняемого автомобиля. При этом принимается, что разгон осуществляется до максимально возможной скорости на каждой из передач с последующим переключением на высшую передачу. Передача, с которой начинается разгон, определяется по таблице 3.3, либо по Приложению Б.1.

Для расчета и в данных условиях можно воспользоваться графоаналитическим методом. Для этого кривую ускорения на одной из передач разбивают на ряд интервалов, начиная со скорости, соответствующей скорости обгоняемого автомобиля. При этом считаем, что в каждом интервале скоростей автомобиль движется с постоянным ускорением , величину которого определяют по формуле:

, (1.19)

где и - ускорения соответственно в начале и в конце интервала скоростей, м/с².

При изменении скорости от V_i до V_i₊₁ среднее ускорение может быть определено:

, (1.20)

где и - скорость в начале и в конце интервала, м/с;

-время прохождения i-го интервала, с;

- изменение скорости при прохождении i-го интервала, м/с.

Следовательно, время разгона в том же интервале скоростей:

, (1.21)

а общее время разгона:

, (1.22)

В случае, когда манёвр обгона невозможно выполнить на одной передаче и необходимо переключатся на другую (как правило повышенную) необходимо оценивать потерю скорости за время переключения, , м/с, которая зависит от дорожных условий и времени переключения, , с, определяемое квалификацией водителя и техническим состоянием автомобиля (можно принять равным 1,3... 1,5 с для переключения с первой на вторую передачу и 0,5... 1 с для всех остальных):

, (1.23)

При расчёте пути разгона принимаем условно, что автомобиль в каждом из намеченных интервалов скоростей движется с постоянной скоростью

Тогда приращение пути в каждом из интервалов скоростей можно определить:

, (1.24)

Складывая полученные значения получаем общий путь, S_p м, который проходит обгоняющий автомобиль:

, (1.25)

Путь, пройденный за время переключения передачи, вычисляется:

, (1.26)

где V_н— скорость в начале переключения передачи.

Результаты расчетов по формулам (1.20)-(1.22), (1.24) и (1.26) необходимо приводить в виде таблицы 1.4.

Таблица 1.4 - Время и путь обгона в сочетании с разгоном

	V, м/с	V_ср, м/с	ϳ_ср, м/с²	∆t, с	t_р, с	∆S, м	S_р, м
1	16,2				0		0
2	17,8	17	0,75	2,13	2,128	36,17	36,2
3	17,7	17,73	-0,2	0,5	2,628	8,865	45
4	19,1	18,45	0,74	1,77	4,396	32,62	77,7
5	21,5	20,3	0,71	3,36	7,757	68,23	146
6	23,8	22,65	0,59	3,92	11,68	88,84	235
7	26,2	25	0,43	5,54	17,22	138,4	373

После произведённых расчётов необходимо построить график интенсивности разгона , необходимый для расчета пути и времени обгона с ускорением (рисунок 1.5). Для этого наносят значения времени t_p и пути S_p соответствующие разгону обгоняющего автомобиля от скорости V₂ и полученные точки соединяют плавной кривой 1.

Для определения времени и пути обгона от начала координат откладывают вправо по горизонтали отрезок, равный D₁+L₂- Из конца отрезка проводят наклонную прямую 2 изображающую движение обгоняемого автомобиля (график пути обгоняемого автомобиля аналогичен графику при постоянной скорости). Точка А пересечения этой прямой с кривой 1 соответствует моменту времени, когда передние части обоих автомобилей находятся на одном уровне. Дальнейшее построение аналогично описанному в разделе 1.1.

После проведения расчетов и построений следует проанализировать факторы, влияющие на путь и время обгона, а также условия движения, в которых возможен и практикуется такой маневр. Необходимо также сопоставить данный вариант обгона с рассчитанным в разделе 1.1.

Дата: 2019-07-30, просмотров: 206.

⇐ Предыдущая 1 23