Материал: 614

5.Определить у , при котором возможно опрокидывание, а не занос

автомобиля на повороте при движении по горизонтальной плоскости, если известны В и hцт .

6.Вывести зависимость Vокр f R,hцт .

9.Вывести зависимость Vзкр f R, у .

10.Вывести зависимость о f (В,hцт).

11.Вывести зависимость з f ( у ).

12.Определить hцт , при которой возможно опрокидывание, а не занос автомобиля при известных у и В на косогоре.

13.Определить hцт , при которой возможно опрокидывание, а не занос на повороте по горизонтальной плоскости, если известны у и В.

14.Доказать, что наиболее опасен занос задней оси, а не передней.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА УЧЕТА ВРАЩАЮЩИХСЯ МАСС

Цель работы – изучить методику определения коэффициента учета вращающихся масс и оценить влияние этого коэффициента на интенсивность разгона автомобиля.

Общие положения

При разгоне автомобиля двигатель преодолевает сопротивление инерции поступательно движущейся массы автомобиля и сопротивление инерции вращающихся масс.

Мерой инертности для поступательно движущихся предметов является их масса М , а для вращающихся деталей – их момент инерции J .

Сила сопротивления инерции поступательно движущихся объектов определяется:

где M – масса объекта, кг;

j– линейное ускорение объекта, м/с2 .

Сила сопротивления инерции вращающихся объектов определяется:

33

где J – момент инерции вращающихся масс, кгм2;– угловое ускорение этих масс, рад/с2;

r– радиус, на котором действует сила сопротивления этих масс, м. Суммарная сила сопротивления инерции вращающихся масс автомобиля P рассчитывается как сумма инерционности деталей двигателя P д и

деталей колес P к . Моменты инерции деталей трансмиссии (шестерни

коробки передач, раздаточной коробки, редуктора главной передачи, карданные валы, полуоси и др.) ввиду их малых радиусов и сравнительно низких угловых ускорений при ориентировочных расчетах не учитываются.

Общая сила сопротивления инерции автомобиля (как и все силы силового баланса) приложена к ведущему колесу автомобиля. Поэтому силу сопротивления инерции вращающихся масс также необходимо привести к ведущим колесам. Для деталей двигателя приведенная сила сопротивления инерции Pд находится следующим образом:

Pд ΣJд д iтр тр /rк , (4)

где ΣJд– суммарный момент инерции вращающихся масс деталей двигателя, кгм2;

д – угловое ускорение деталей двигателя, рад/с2; iтр – передаточное число трансмиссии;

тр – коэффициент полезного действия трансмиссии; rк – радиус качения колеса, м.

Для деталей, относящихся к колесам (шины, обода, тормозные барабаны), приведенная сила сопротивления инерции Pк определяется:

где ΣJк – суммарный момент инерции вращающихся масс деталей колес, кгм2;

к – угловое ускорение деталей колес автомобиля, рад/с2. Учитывая, что

34

где Pja – сила сопротивления инерции линейно движущихся масс автомобиля, кг∙м/с2,

или

35

Выражение в скобках показывает, на сколько общая приведенная масса автомобиля превышает действительную массу Ма автомобиля, и

называется коэффициентом учета вращающихся масс .

Тогда

Коэффициент отражает влияние, оказываемое на инерционный

процесс неравномерно-поступательного движения автомобиля ее вращающимися массами.

Введением коэффициента вращающиеся массы автомобиля условно приводятся к дополнительной поступательно движущейся массе, поэтому коэффициент называется также коэффициентом условного увеличения массы автомобиля. Он показывает, во сколько раз сила, необходимая для разгона с заданным ускорением j поступательно движущихся и вращающихся масс автомобиля, больше силы, необходимой для разгона только его поступательно движущихся масс.

Величина коэффициента зависит от величины моментов инерции вращающихся масс, передаточного числа и КПД трансмиссии, от веса автомобиля и радиуса качения колес. Особо значительное влияние на величину коэффициента оказывает передаточное отношение трансмиссии, поскольку в выражении для определения оно входит в квадрате. Существенно возрастает значение с увеличением размеров применяемых шин и повышением в результате этого их моментов инерции. В особенности это касается автомобилей высокой проходимости, на которых устанавливаются шины большого диаметра и широкого профиля.

Поскольку инерционный момент вращающихся масс двигателя, приведенный к ведущим колесам, определяется через передаточное число трансмиссии, общая приведенная масса автомобиля на низших передачах в

36

коробке передач получается значительной. Затраты энергии на раскручивание масс двигателя приводят к тому, что подведенный к ведущим колесам крутящий момент при разгоне снижается по сравнению с установившимся режимом настолько, что ускорение на первой передаче у большегрузных автомобилей часто получается меньшим, чем на второй передаче.

Коэффициент учета вращающихся масс при разгоне на высших передачах обычно не превышает значений 1,06…1,10. На низших же передачах он возрастает у легковых автомобилей до 1,2…1,4, а для грузовых – до 1,7…3,0. Минимальное значение коэффициента учета вращающихся масс соответствует режиму движения автомобиля накатом (выбег), когда двигатель отсоединен от трансмиссии:

Для расчета значения коэффициента учета вращающихся масс необходимо определить моменты инерции вращающихся масс двигателя и колес. Для определения моментов инерции вращающихся деталей сложной формы часто используют экспериментальные методы. Это методы физического маятника, крутильных колебаний, колебаний на нитяных подвесах, прокручивания с постоянным ускорением, двойного выбега и др. Наиболее простым является метод колебания на подвесе из трех нитей

(рис. 1).

Рис. 1. Подвес для определения момента инерции

37