Кинетическая энергия автомобиля и ее расход при движении с выключенной трансмиссией до полной остановки.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. Кинетическая энергия автомобиля, приобретенная им за счет сгорания топлива в двигателе расходуется на преодоление различных силовых факторов, препятствующих движению. Анализ этих факторов, роли и степени влияния каждого из них на движение автомобиля и составляет предмет исследования данной лабораторной работы.

Важность такого анализа определяется потенциальными возможностями уменьшения степени влияния каждого из этих факторов на расход кинетической энергии и, в конечном итоге, на расход топлива и экономичность автомобиля.

К числу основных силовых факторов, существенно влияющих на движение автомобиля, можно отнести:

- сопротивление качению колес автомобиля,

- аэродинамическое сопротивление,

- внутреннее трение (в осях колес, и других сопряжениях деталей и узлов).

Эти факторы являются преобладающими, в связи с чем ими и ограничится учет.

Для упрощения задачи, установление роли упомянутых выше факторов можно провести путем анализа движения автомобиля на участке выбега, т.е. движения при выключенной трансмиссии до полной остановки.

Поскольку в этом разделе автомобиль считается механической системой, состоящей из кузова и ходовой части (4 колес), то уравнение баланса кинетической энергии автомобиля на участке выбега с учетом упомянутых выше факторов можно записать в виде: , или

0 - .

Коэффициент 0, 05 в правой части уравнения определяет примерную сумму потерь кинетической энергии за счет трения в узлах и механизмах трансмиссии и ходовой части автомобиля.

Последующие преобразования уравнения баланса кинетической энергии автомобиля связаны с подстановкой в левой части зависимости угловой скорости колеса и скорости автомобиля при известной величине радиуса колеса автомобиля, а также выражении момента инерции колеса через его массу и радиус (либо через радиус инерции).

Массы кузова автомобиля и его колес должны быть приняты из справочника..

Что касается правой части уравнения, то сила сопротивления воздуха (аэродинамическое сопротивление движению) на малых скоростях автомобиля может быть выражена линейной зависимостью от скорости автомобиля.

При этом коэффициент пропорциональности для легковых автомобилей можно принять равным 6, 2 н/ м\сек, а для грузовых - 12, 4 н/м\сек.

При этом следует отметить, что линейная зависимость силы аэродинамического сопротивления от скорости справедлива лишь для скоростей не более 40 км\час.

Коэффициент сопротивления качению автомобиля является безразмерной величиной и определяется отношением протяженности зоны контакта колеса автомобиля к радиусу этого колеса. (эти параметры принимаются из справочника)

Далее необходимо установить расстояние S, преодоленное автомобилем до полной остановки в режиме выбега (при выключенной трансмиссии) для различных исходных данных, например при значениях исходной скорости автомобиля 40-30-20-10 км\час (11, 1-8, 3-5, 6-4, 2 м\сек) и различных значениях коэффициента сопротивления качению, соответствующих различным дорожным покрытиям.

После проведения расчетов необходимо установить степень влияния (в процентах) каждого из факторов, учитываемых в правой части уравнения, на величину выбега автомобиля и, в конечном итоге, на его экономичность.

Результаты расчетов можно представить в виде таблицы, либо графически.