Лабораторная работа №1. Изучение компоновочных параметров автомобиля (стр. 2 )

Расчет пути и времени обгона с постоянной скоростью.

Цель: умение рассчитывать путь и время обгона.

Состав задания:

1.Рассчитать путь, время и минимальное расстояние, которое должно быть свободным перед обгоняющим автомобилем в начале обгона дистанции.

2.На основе полученных данных провести анализ изменения пути и времени обгона с изменением скорости обгонемого автообиля.

Порядок выполнения

1. Рассчитать путь, время и минимальное расстояние, которое должно быть свободным перед обгоняющим автомобилем в начале обгона дистанции при V1=30, м/с V3=10 м/с, V2=20 м/с.

2.Построить схему и график обгона.

3. После проведения расчетов и построений следует проанализировать, какие факторы, влияющие на путь и время обгона, а также условия движения, в которых возможен и практикуется такой маневр.

Методические указания.

Маневр обгона можно разделить на три фазы: отклонение обгоняющего автомобиля влево и выезд на соседнюю полосу движения; движение слева от обгоняющего автомобиля и впереди него; возвращение обгоняющего автомобиля на свою полосу впереди обгоняемого автомобиля.

Для простоты расчетов время, затраченное на поперечное смещение обгоняющего автомобиля и переход его с одной полосы движения на другую не учитывают. Не учитывают и увеличение пути автомобиля, вызванное этим смещением.

Порядок выполнения работы.

В зависимости от условий движения на дороге обгон может совершаться либо с постоянной, либо с возрастающей скоростью.

Путь обгона

(1)

или

(2)

где Sоб1 – расстояние, необходимое для безопасного обгона (путь обгона) с постоянной скоростью, м;

D1 и D2 – дистанции безопасности между обгоняющим и обгоняемым автомобилями в начале и конце обгона, м;

L1 и L2 – габаритные длины автомобилей, м;

S2 – путь обгоняемого автомобиля, м;

V1 – скорость обгоняющего автомобиля, м/с;

tоб1 – время обгона с постоянной скоростью, с.

При дальнейших расчетах принимаем, что обгоняющий и обгоняемый автомобили имеют одинаковую длину (L1=L2).

Путь обгоняемого автомобиля

(3)

где V2 – скорость обгоняющего автомобиля, м/с.

Следовательно

(4)

Время обгона

(5)

Первая дистанция безопасности может быть представлена в виде функции скорости обгоняющего автомобиля

(6)

а вторая – в виде функции скорости обгоняемого автомобиля

(7)

где aоб и bоб – эмпирические коэффициенты, зависящие от типа обгоняемого автомобиля.

Значения коэффициентов aоб и bоб приведены в таблице

Значения коэффициентов aоб и bоб.

Автомобили	aоб	bоб
Легковые.	0,33	0,26
Грузовые средней грузоподъемности.	0,53	0,48
Грузовые большой грузоподъемности и автопоезда.	0,76	0,67

Вторая дистанция безопасности короче первой, так как водитель обгоняющего автомобиля стремится быстрее возвратиться на свою полосу движения и иногда «срезает угол». Кроме того, скорость V1 обгоняющего автомобиля больше скорости V2 обгоняемого, поэтому если в момент завершения обгона дистанция между автомо­билями и окажется короче допустимой, то она очень быстро увели­чится.

Построение графиков. Движение (см. рисунок 1) обоих автомобилей считаем равномерным, и соответствующие зависимости. S=S(t) представляют собой прямые линии 1 и 2. В начале обгона рас­стояние между передними частями обгоняющего и обгоняемого ав­томобилей равно D1+L2. Точка A пересечения прямых 1 и 2 ха­рактеризует момент обгона, в который оба автомобиля поравнялись (время tA), после чего обгоняющий автомобиль начинает выходить вперед. Чтобы определить минимально необходимые время и путь обгона, нужно найти на графике такие две точки В и С на линиях 1 и 2, расстояние между которыми по горизонтали было бы равно сумме D1+L2. Тогда абсцисса точки В определит путь обгона, а ордината – время обгона.

Минимальное расстояние Sсв1, которое должно быть свободным перед обгоняющим автомобилем в начале обгона:

(8)

где V3 – скорость встречного автомобиля, м/с.

Скорость встречного автомобиля принимаем

(9)

Рисунок.1 – График обгона автомобиля при постоянной скорости

После проведения расчетов и построений следует проанализировать, какие факторы, влияющие на путь и время обгона, а также условия движения, в которых возможен и практикуется такой маневр.

Лабораторная работа № 4.

Исследование тягово-скоростных свойств автомобиля.

Цель и содержание.

Цель работы: приобрести навыки исследования тягово-скоростных свойст автомобиля на различных режимах и условиях движению

В результате выполнения работ необходимо:

1. Определить графически максимальную скорость автомобиля.

2. Определить запас силы.

Порядок выполнения работы.

1. Рассчитать величину силы тяги для нескольких значений скорости.

Сила тяги Рт представляет собой отношение момента Мт на полуосях к радиусу r колес при равномерном движении автомобиля.

,(10)

где - КПД трансмиссии.

- максимальная мощность двигателя.

αм, bм, см – эмпирические коэффициенты, для четырехтактных карбюраторных двигателей.

αм=bм=см =1

для двухтактных дизелей αм=0,87; bм=1,13; см =1

для четырехтактных дизелей αм=0,53; bм=1,56; см =1,09

= скорость автомобиля, соответствующая максимальной мощности двигателя, м/с.

КПД трансмиссии.

Тип транспортного средства	Значение
Легковые	0,9-0,92
Грузовые автомобили и автобусы	0,82-0,85
Грузовые автомобили повышенной проходимости	0,80-0,85

2. Определим силу сопротивления дороги

РД =G(f0(1+0.0006V2)cosαД+sinαД) (11)

где G –вес автомобиля, Н.

αД – угол продольного уклона дороги. На подъемах аД считают положительным, на спусках отрицательным.

f0 – коэффициент сопротивления качения при малых скоростях движения.

На дорогах с асфальто - и цементобетонном покрытием, находящимся в отличном состоянии f0=0,011-0,012, а в удовлетворительном состоянии f0=0,018-0,020.

3. Определить силу сопротивления воздуха.

Силой сопротивления воздуха Рв называют равнодействующую элементарных сил, распределенной по всей поверхности автомобиля.

Рв=КвFвV2

где Кв – лобовая площадь автомобиля, м2.

4. Занести в таблицу результаты расчетов.

5. По данным таблицы построить зависимость сил действующих на автомобиль и определить максимальную скорость и запас силы для этого:

а) Сначала построить кривую Рт.

б) В нижней части построить РД.

в) Вверх от этой кривая суммарная сопротивления РД+РВ.

Лабораторная работа №4

Анализ поперечной устойчивости автомобиля

Цель и содержание.

Цель работы: провести анализ поперечной устойчивости автомобиля.

В результате выполнения работ необходимо:

1.Рассчитать критический угол косогора (дороги) по скольжению, критический угол косогора (дороги) по опрокидыванию, критическую скорость по опрокидыванию.

2.Построить на листе графической части зависимости и и , проанализировать их.

Порядок выполнения работы.

Устойчивость автомобиля непосредственно связана с безопасностью движения.

В данной работе следует провести анализ поперечной устойчивости автомобиля, движущегося по виражу постоянного радиуса с постоянной скоростью. При этом принимается. Что автомобиль является плоской фигурой, а увод и скольжение колес отсутствуют.

Критический угол косогора (дороги) по скольжению определяется из выражения

(12)

где bСК – максимальный (критический) угол косогора дороги, по которому автомобиль может двигаться без поперечного скольжения, град;

R – радиус поворота (виража), м;

V – скорость движения автомобиля, м/с;

jy – коэффициент поперечного сцепления;

Величина для легковых автомобилей (без пассажиров и с пассажирами), а также для грузовых автомобилей с нагрузкой составляет 0.8…0.85, а для грузовых без нагрузки – 0.9.

Критический угол косогора (дороги) по опрокидыванию определяется из выражения

(13)

где В – колея автомобиля (в среднем), м;

hЦ – высота расположения центра тяжести автомобиля, м.

hК – коэффициент предварительного поперечного крена подрессоренной массы автомобиля.

Критическая скорость по опрокидыванию определяется из выражения

(14)

Значения величин В и hЦ приведены в таблице 2.6 или литературе (2)

В данном разделе следует рассчитать величины углов bСК, bОПР при изменении скорости для автомобиля без нагрузки и с нагрузкой и Vопр для автомобиля без нагрузки и с нагрузкой при изменении высоты центра тяжести, построить на листе графической части зависимости и и , проанализировать их.

Лабораторная работа №5

Внешняя визуальная информативность.

Цель и содержание.

Цель работы: оценить систему внешней световой сигнализации рассматриваемого автомобиля и её соответствие требованиям ГОСТ и Правил ЕЭК ООН.

Внешней визуальной информативностью обладают кузов автомобиля, световозвращатели, система автономного освещения и система внешней световой сигнализации.

Кузов автомобиля.

Окраска автомобиля должна обеспечивать световой и цветовой контраст с дорожным покрытием. Если автобусы, большегрузные автомобили и автопоезда информируют других участников движения о своем присутствии и маневрах прежде всего габаритами и формой, то для автомобилей малых размеров важна окраска.

Автомобили, окрашенные в яркие и светлые тона, реже попадают в аварии, чем автомобили, имеющие защитную окраску – черную, серую или коричневую. Особенно велика вероятность столкновения с такими автомобилями (на современных скоростных магистралях) в условиях ограниченной видимости: в тумане, в сумерках или во время дождя. Лучшие цвета, в которые следует окрашивать автомобили, – это оранжевый, желтый, красный и белый.

В темное время суток особенно хорошо видны поверхности, на которые нанесены краски с включением шаровой катадиоптрической оптики или металлических световозвращающих частиц. Значительно увеличивается дальность обнаружения автомобиля в свете фар (до 100 м) при наличии на кузове световозвращающих участков, создаваемых путем нанесения специальных красок на задний борт (снаружи и изнутри), задние бамперы, номерные знаки, или установки световозвращателей.

С учетом приведенных положений следует оценить информативность кузова рассматриваемого автомобиля.

Система автономного освещения автомобиля.

Многообразие типов фар, отсутствие единства в требованиях к светораспределению, несогласованность рекомендаций по комплектованию автомобилей фарами и их использованию в зависимости от типа и назначения автомобиля и эксплуатационных условий – все это отрицательно сказывается на безопасности движения.

Фары ближнего света предназначены для освещения дороги впереди автомобиля при нормальной прозрачности атмосферы в минимально возможным ослеплением водителей других транспортных средств при встречном разъезде и при движении за автомобилем-лидером (ослепление возможно через зеркало заднего обзора).

Цвет фар должен быть белым или желтым, но обязательно одинаковым.

Фарами дальнего света пользуются для освещения дороги впереди автомобиля в свободном режиме движения (отсутствуют встречные транспортные средства) при нормальной прозрачности атмосферы. Они могут быть белого или желтого цвета.

Фары широкоугольно–противотуманного света предназначены для улучшения освещения дороги при движении автомобиля по горизонтальным участкам дорог с закруглениями малых радиусов, проезде пересечений, перекрестков и во всех случаях пониженной прозрачности атмосферы (туман, дождь, снегопад и т. д.); их светораспределение в наибольшей степени соответствует условиям городского движения.

Цвет противотуманных фар должен быть белым или желтым. Установка противотуманных фар на автомобиль не обязательна.

Применение фар-прожекторов дальнего действия (скоростного света) на автомобиле целесообразно лишь при высокой скорости на прямых участках при малоинтенсивном движении, а также при предъявлении к автомобилю требований повышенной безопасности.

В настоящее время на все автомобили устанавливаются фары с европейской или американской асимметричными системами ближнего света.

С учетом изложенных выше положений следует оценить систему автономного освещения рассматриваемого автомобиля.

Система внешней световой сигнализации автомобиля.

Внешние сигнальные огни автомобиля в реальных дорожных условиях наблюдаются на фоне, обладающем конечной яркостью, обусловленной наличием искусственных источников освещения и естественного света. Чувствительность глаза водителя, на которого воздействуют различные раздражители (шум, вибрации, свет фар встречных автомобилей), в таких условиях значительно отличается от абсолютной чувствительности, и зрительное восприятие одних и тех же огней будет различным. Следовательно, информация, выдаваемая сигнальными огнями автомобиля и адресованная всем участникам движения (водителям, пешеходам, регулировщикам), должна быть сформирована таким образом, чтобы ее обнаружение, опознавание и истолкование были однозначны. Передаваемая с помощью светосигнальных приборов информация должна отвечать следующим требованиям: надежно восприниматься в любое время суток и при любых метеорологических условиях; быть понятной для всех участников движения, включая пешеходов; полностью исключать двойственное толкование; быть надежной.

Существуют дополнительные световые сигналы и фонари, применяемые в некоторых странах: сигнал, обозначающий увеличение габарита автомобиля при открывании двери; световой сигнал, указывающий на внезапно возникшее аварийное состояние автомобиля (одновременное мигание всех четырех указателей поворота); стояночные световые сигналы; фонари заднего хода; фонари, обозначающие автопоезд; противотуманные задние фонари.