Возможности их движения по условию буксования

При равномерном движении ускорения нет, следовательно, динамический фактор по тяге D равен коэффициенту суммарного сопротивления дороги ψ, то есть D = ψ = f_к + i.

То есть, пользуясь динамической характеристикой при известном коэффициенте сопротивления качению колес f_к можно найти величину преодолеваемого подъема i при равномерном движении автомобиля с полной нагрузкой.

Согласно задания ψ = 0, 082, при движении по дороге V категории принимаем f_к = 0, 03.

Тогда для равномерного движения величина предельного угла подъема:

α _max = arctg (D_max – f_к), град.

Вычисления по данной формуле проводятся без учёта действия на автомобиль силы аэродинамического сопротивления, поскольку при преодолении максимально возможных подъёмов скорость движения автомобиля не велика.

Движение без буксования возможно при соблюдении условия:

D_с = a ∙ φ _х∙ cos α _max /(L-Hд ∙ (φ _х+ f_к)) ≥ D_max.

D_{с -} динамический фактор по сцеплению

а- расстояние от центра масс до задней оси автомобиля

α _max - предельный угол преодолеваемого подъема

L- колесная база автомобиля (т.к. колёсная формула КамАЗа 6*4, то за L принимаю расстояние от передней оси до оси балансира)

Hд- высота центра тяжести

f_{к –}коэффициент сопротивления качению

Hд =1/3* hд, где hд- габаритная высота

а= m_2/ m_a*L, где m₂-вес автомобиля приходящийся на заднюю ось (заднюю тележку), m_a-полный вес автомобиля.

Согласно заданию коэффициент сцепления колес с дорогой φ _х = 0, 2.Для автомобиля КамАЗ:

a=125000/19350*3, 85=2, 48м

Hд=1/3*2, 960=0, 99

D_с = 2, 48*0, 2*cos 25°/(3, 85-0, 99*(0, 2+0, 03)) = 0, 124< D_max = 0, 489.

Для автомобиля Mercedes:

a=115000/200000*4.2=2, 42м

Hд=1/3*2, 938=0, 98м

D_с = 2, 42*0, 2* cos 22°/(4.2-0, 98(0, 2+0, 03)) = 0, 113< D_max = 0, 435.

Обратившись к динамическому паспорту автомобиля, увидим, что поскольку D_сц< D_а, движение будет осуществляться с пробуксовкой.

Вывод: При заданном значении φ _х = 0, 2 на дороге с предельными углами подъема и полной нагрузке автомобили двигаются с пробуксовкой ведущих колес.

Расчет в данной курсовой работе предельных углов преодолеваемых подъемов автомобиля позволяет сделать вывод, что величина этих углов зависит, прежде всего, от трех факторов: массы автомобиля, величины тяговой силы и величины коэффициента сопротивления качению колес.

10. Определение предельной силы тяги на крюке на всех передачах и проверка возможности движения при условии буксования по дороге ψ = 0, 11 и φ _х =0, 6, определение низшей передачи на котрой автомобиль будет двигаться без буксования на указанной дороге.

Сила тяги на крюке характеризует способность автомобиля к буксировке прицепных звеньев. Величина предельной силы тяги на крюке автомобиля определяется по формуле:

где – предельная сила тяги на крюке, Н;

– максимальная тяговая сила на передаче, Н;

– сила сопротивления воздуха, соответствующая режиму движения с максимальной тяговой силой, Н;

– сила общего дорожного сопротивления, Н.

Для проверки возможности движения автомобиля по условию буксования необходимо определить силу сцепления ведущих колёс с дорогой и сравнить полученное значение с предельным значением силы тяги на крюке для каждой передачи.

P_т.сц = m₂ ∙ L∙ φ _х /(a-Hд ∙ (φ _х+ f_к))- сила тяги по сцеплению.

Пример расчета для автомобиля КамАЗ:

1 передача:

=84, 147кН; =0, 007кН; =28, 5кН.

=84, 147-0, 007-28, 5=55, 64кН

2 передача:

=43, 365кН; =0, 0254кН; = 28, 5кН.

=43, 365-0, 0254-28, 5=14, 84кН

3 передача:

=35, 402кН; =0, 0382кН; = 28, 5кН.

=35, 402-0, 0382-28, 5=6, 86кН

P_т.сц =125000*3, 85*0, 6/(2, 48-0, 98*(0, 6+0, 02))=151, 1кН

Пример расчета для автомобиля MERCEDES:

1 передача:

=97, 823кН; =0, 005кН; =29, 43кН.

=97, 823-0, 005-29, 43=68, 388кН

2 передача:

=55, 59кН; =0, 0169кН; = 29, 43кН.

=55, 59кН -0, 0169-29, 43=26, 14кН

3 передача:

=33, 491кН; =0, 0464кН; = 29, 43кН.

=33, 491-0, 0464-29, 43=4, 01кН

P_т.сц =115000*4, 2*0, 6/(2, 42-0, 98*(0, 6+0, 02))=159, 9кН

Вывод:

На основании того, что на любых передачах , то можно сказать, что при движении автомобиля не наблюдается проскальзывание ведущих колес.

Сравнительная таблица полученных оценочных параметров тягово-скоростных свойств, заключения.

	КамАЗ	Mercedes
Внешняя скоростная характеристика	N e max =183кВт(2100) M e max =989Нм(1300)	N e max =180кВт(2100) M e max =972Нм(1100)
Вывод: Автомобиль КамАЗ мощнее чем Mercedes, что видно из внешней скоростной характеристики, а также у него больший крутящий момент.
Тяговой и мощностной баланс	Максимальная тяговая сила у автомобиля КамАЗ Pтmax=84, 147Н. В точке, где пересекается график Pт и (Рд+Рв), т.е. Рт=Рд+Рв, скорость максимальна при данных условиях движения VmaxМАЗ =5, 22м/с (на третьей передаче).	Максимальная тяговая сила у автомобиля Mercedes Pтmax=97, 823Н. В точке, где пересекается график Pт и (Рд+Рв), т.е. Рт=Рд+Рв, скорость максимальна при данных условиях движения, VmaxMerc =5, 2 м/с (на третьей передаче).
Вывод: Исходя из графиков тягового и мощностного балансов, можно отметить, что на одинаковых передачах при движении на одних и тех же скоростях, автомобиль Mercedes имеет большую максимальную тяговую силу и тяговую мощность, и больший запас тяговой силы и мощности, которая может быть использована на разгон автомобиля, преодоление сил сопротивления движению, буксирование прицепа и др.. Следовательно автомобиль Mercedes имеет лучшие тяговые свойства. Это связано еще и с тем, что КПД трансмиссии больше у автомобиля Mercedes, т.к у данного авто один ведущий мост.
Динамический паспорт	Dmax = 0, 435 соответствующая ему скорость V=1, 149м/с	Dmax = 0, 489 соответствующая ему скорость V=1, 029м/с
Вывод: Динамический фактор у а/м Mercedes больше, чем у КамАЗ, т.к. тяговая сила прямопропорциональна ему. Тяговые свойства автомобиля Mercedes лучше, чем у КамАЗа т.к максимально преодолеваемое автомобилем Mercedes дорожное сопротивление больше чем у КамАЗа
Ускорение, время и путь разгона	Максимальное ускорение ja=0, 638 м/с2.	Максимальное ускорение ja=0, 533 м/с2
Время и путь разгона на пути:	400м 1000м	t=90 сек t=205сек	t=121сек t=226сек
Вывод: А/м Mercedes затрачивает на разгон больше времени, чем КамАЗ, т.к. ускоряется он медленнее. Расстояние, пройденное при разгоне, у а/м Mercedes так же больше. Т.о. приемистость автомобиля КамАЗ лучше чем у Mercedes. Однако, нельзя точно судить о том, какой из автомобилей обладает лучшей приёмистостью, т.к. методы определения параметров приблизительны и могут существенно отличаться от реальных данных.
Предельный угол подъема и проверка возможности движения по условию буксования	Предельный угол подъема = 25º	Предельный угол подъема = 22º
Вывод: Преодолеваемые автомобилями подъемы в заданных условиях различны. Максимальный угол преодолеваемого подъема у автомобиля КамАЗ больше чем у Mercedes. При проверке на условие буксования видим, что автомобили будут двигаться без пробуксовки. Автомобили могут двигаться без буксования по данной дороге на всех скоростях (которые используются на дороге данной категории)

Вывод: В данном разделе было произведено исследование тягово-скоростных свойств двух автомобилей практически одинаковой мощностью.

Несмотря на то, что двигатель MERCEDES обладает одинаковой мощностью, а сам автомобиль MERCEDES, в целом, тяжелее, высокий момент на средних оборотах и повышенное передаточное число трансмиссии позволяют ему превзойти автомобиль КамАЗ по тяговым свойствам и развиваемому усилию на крюке. У автомобиля КамАЗ больше максимальная скорость, усорение.

В свою очередь, автомобиль, MERCEDES способен преодолевать более крутые подъемы, что делает его незаменимым на труднопроходимых участках.