3. Определение показателей устойчивости и управляемости транспортного средства
Устойчивость автомобиля - его свойства противостоять заносу и опрокидыванию. Это свойство непосредственно связано с безопасностью движения. Водитель, управляя неустойчивым автомобилем должен постоянно корректировать его движение. Длительно управляя таким автомобилем, водитель испытывает нервное перенапряжение, быстро устает, что повышает вероятность ДТП. В зависимости от направления устойчивость различают поперечную и продольную.
Управляемость автомобиля - его свойства двигаться в направлении, заданном водителем. При плохой управляемости действительное направление движения не совпадает с желаемым, и водитель вынужден прилагать дополнительные усилия для нужного направления. Управляемость серьезно влияет на безопасность движения, так как плохая управляемость может являться причиной столкновения, наезда на пешехода и выхода автомобиля за пределы проезжей части.
3.1 Определение критической скорости транспортного средства по опрокидыванию
Расчет проводим по следующей формуле:
, м/с;
где B - передняя колея автомобиля, м;
R - радиус поворота, м.
Расчет проводим для порожнего автомобиля и гружёного автомобиля при радиусе поворота R=50 м.
Без нагрузки (м/с)
С нагрузкой (м/с)
3.2 Определение критической скорости транспортного средства по условиям заноса
Критическую скорость по заносу определим следующим образом:
, м/с
где - коэффициент поперечного сцепления колес с поверхность дороги.
Принимаем радиус поворота R=150 м и =0,6 и 0,2. Тогда
(м/с)
(м/с)
3.3 Определение времени, в течение которого центробежная сила увеличится до опасного придела
Данное время определим по следующей формуле:
, с
где - угловая скорость поворота управляемых колес, рад/с;
Расчет проводим для =0,1 рад/с=0,016 с-1; V=60 км/ч=16,67 м/с;
и .
При (с)
При (с)
3.4 Определение критического угла косогора по опрокидыванию транспортного средства
Критический угол косогора определяем по формуле:
, .
Расчёты ведём для порожнего и гружёного автомобиля.
Для автомобиля без нагрузки: .
Для автомобиля с нагрузкой: .
3.5 Определение критического угла косогора по условию бокового скольжения
Критический угол косогора определим следующим образом:
,
Расчет будем проводить для различных значений .
При .
При .
3.6 Определение критической скорости транспортного средства по условиям управляемости
Критическую скорость автомобиля по условиям управляемости определим по формуле
, м/с;
где - коэффициент сопротивления качению автомобиля;
- угол поворота управляемых колес.
Угол поворота управляемых колес определяем по формуле:
0
где R - радиус поворота (R=125 м).
Приняв и , получим
(м/с)
4. Определение динамического коридора транспортного средства
4.1 Определение динамического коридора при прямолинейном движении
Динамический коридор автомобиля при прямолинейном движении рассчитывается по следующей эмпирической формуле:
, м;
где - габаритная ширина транспортного средства (=1,71 м).
Расчёт ведём для скоростей движения от 30 до 90 км/ч с шагом 10 км/ч.
Для скорости 30 км/ч (м)
Таблица 4. Динамический коридор
Скорость автомобиля | км/ч | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | |
м/с | 8,33 | 11,11 | 13,88 | 16,67 | 19,44 | 22,22 | 25,00 | ||
Вк | 2,46 | 2,61 | 2,76 | 2,91 | 3,06 | 3,21 | 3,36 |
4.2 Определение динамического коридора одиночного транспортного средства на повороте
Расчет проводим по следующей формуле
, м
где С - передний свес автомобиля (с=0,830 м);
- наружный габаритный радиус поворота автомобиля, м.
Расчёт ведём для =50 м.
(м)
4.3 Определение динамического коридора транспортного средства с прицепом на повороте
Динамический коридор в этом случае определяется по формуле:
, м
где СК - смещение середины задней оси прицепа относительно середины задней оси тягача.
Расчёты проводим для =50 м, а СК = 0,71 м.
(м)
5. Определение расстояния до препятствия, на протяжении которого водитель сможет совершить маневр отворота
Рис. 1 Схема маневрирования автомобиля.
Как видно из схемы расстояние до препятствия
;
.
Далее
;
;
или
Отсюда получаем
Окончательно формула примет вид
, м
где - время реакции водителя (с);
- время срабатывания рулевого привода (с);
- время вывода автомобиля на траекторию постоянного радиуса
В свою очередь
, с
.
Подставляя м; 6 м, 60 км/ч=16,67 м/с; рад/с, =0,5 м получим:
(м)
(м)
(с)
(м)
Наконец искомое расстояние
(м)
6. Определение пути и времени обгона с ускорением
Расчет поводим на высшей передаче. Для этого воспользуемся данными, приведенными в распечатке.
Воспользуемся следующими формулами.
Время, необходимое для разгона автомобиля от скорости до скорости
, с
,
Расстояние, проходимое транспортным средством при разгоне от скорости до скорости
, м
, м/с
Суммарное время и расстояние разгона определяются по следующим формулам
, с;
, м.
В расчётах принимаем, что скорость обгоняемого автомобиля равна 40 км/ч, а габаритная длина обгоняемого и обгоняющего автомобиля равны.
Таблица 5. Параметры разгона транспортного средства
м/с | с | с | м | м | ||||||
км/ч | м/с | |||||||||
24,768 | 6,88 | 3,44 | 0,65071 | 5,23 | 5,23 | 44,98 | 44,98 | |||
8,6 | 0,65728 | |||||||||
37,152 | 10,32 | 3,44 | 0,66385 | 5,18 | 10,41 | 62,37 | 107,35 | |||
12,04 | 0,66346 | |||||||||
49,535 | 13,76 | 3,44 | 0,66307 | 5,25 | 15,66 | 81,27 | 188,62 | |||
15,48 | 0,65572 | |||||||||
61,919 | 17,20 | 3,44 | 0,64837 | 5,43 | 21,09 | 102,73 | 291,35 | |||
18,92 | 0,63407 | |||||||||
74,303 | 20,64 | 3,44 | 0,61977 | 5,75 | 26,84 | 128,57 | 419,92 | |||
22,36 | 0,598505 | |||||||||
86,687 | 24,08 | 3,44 | 0,57724 | 6,27 | 33,11 | 161,77 | 581,69 | |||
25,8 | 0,549025 | |||||||||
99,071 | 27,52 | 3,44 | 0,52081 | 7,08 | 40,19 | 207,02 | 788,71 | |||
29,24 | 0,485635 | |||||||||
111,455 | 30,96 | 3,44 | 0,45046 | 8,42 | 48,61 | 275,17 | 1063,88 | |||
32,68 | 0,40833 | |||||||||
123,839 | 34,40 | 3,44 | 0,36620 | 10,85 | 59,46 | 391,9 | 1455,78 | |||
36,12 | 0,317115 | |||||||||
136,223 | 37,84 | 3,44 | 0,26803 | 16,23 | 75,69 | 642,06 | 2097,84 | |||
39,56 | 0,211985 | |||||||||
148,606 | 41,28 | 3,44 | 0,15594 | 37,01 | 112,7 | 1591,43 | 3689,27 | |||
43 | 0,09294 | |||||||||
160,990 | 44,72 | 3,44 | 0,02994 | - | - | - | - | |||
46,44 | - | |||||||||
173,374 | 48,16 | 3,44 | -0,10998 | - | - | - | - | |||
49,88 | - | |||||||||
185,750 | 51,60 | 3,44 | -0,26381 | - | - | - | - | |||
53,32 | - | |||||||||
198,142 | 55,04 | 3,44 | -0,43155 | - | - | - | - | |||
По результатам расчета строим график пути времени разгона, и график пути времени обгона.
При построении графика пути времени обгона принимаем
4,18 м
(м)
(м)
где - эмпирические коэффициенты, зависящие от типа автомобиля.
(м)
(м)
7 Определение параметров регулирования фар ближнего света
7.1 Определение дальности видимости в свете фар ближнего света
Рис. 3 Схема параметров регулирования фар ближнего света
В соответствии с рис. 3 из подобия прямоугольных треугольников получим:
Отсюда следует, что дальность видимости в свете фар ближнего света равна
, м
где - расстояние от фар до экрана (м);
- высота центра фар над уровнем дороги (м);
- смещение светового пучка (м).
Подставляя известные значения, получаем
(м)
7.2 Определение максимальной скорости автомобиля по условиям видимости пешехода
Расстояние видимости пешеходов в свете фар ближнего света определим из соотношения
, м
где - минимальная высота от поверхности дороги, на которой различим пешеход (м).
Тогда
м
Условие, при котором не будет наезда на пешехода
Остановочный путь рассчитываем по формуле
Расчет проводим для автомобиля с полной нагрузкой при =0,6.
;
;
с=Sвп=71,72 м
С учетом принятых обозначений получаем .
Решив полученное уравнение второго порядка относительно V, определим максимальную скорость транспортного средства по условия видимости пешехода:
7.3 Определение возможности ослепления светом фар водителя встречного автомобиля
Рис. 4 Схема изменения положения продольной оси автомобиля
Так как при нагружении автомобиля его продольная ось поворачивается на некоторый угол (рис. 4), то существует вероятность ослепления водителя встречного автомобиля. Данную вероятность определим из условия отсутствия ослепления водителя встречного автомобиля
,
где - угол расхождения светового пучка фар.
Угол определим следующим образом:
,;
где - соответственно прогиб передней и задней подвесок при нагружении автомобиля, м.
В свою очередь
(м)
(м)
где - соответственно вес, приходящийся на переднюю и заднюю ось автомобиля при полной нагрузке, Н;
- соответственно вес, приходящийся на переднюю и заднюю ось автомобиля без нагрузки, Н;
- соответственно жесткость передней и задней подвесок, Н/м.
Тогда
Угол расхождения светового пучка фар складывается из двух углов
.
Из подобия прямоугольных треугольников находим
где H - высота глаз водителя над поверхностью дороги (Н=1,25 м), м;
- расстояние от фар автомобиля до глаз водителя встречного автомобиля (=50 м), м.
Тогда
i=0,4+0,63=1,030
Так как условие выполняется, то ослепление светом фар ближнего света автомобиля при полной нагрузке водителя встречного автомобиля не произойдет.
Заключение
При выполнении курсовой работы определили некоторые из параметров конструктивной безопасности легкового автомобиля Toyota Corolla. Рассчитали основные эксплуатационные свойства, такие как динамика автомобиля, управляемость, устойчивость, маневренность автомобиля. Получены графические зависимости (внешняя скоростная характеристика двигателя, тяговая диаграмма автомобиля, тормозные характеристики, время и путь разгона и обгона). Рассмотрели основы определения параметров регулирования фар ближнего света.
Литература
1. Афанасьев Л.Л. и др.» Конструкционная безопасность автомобилей», Москва, Машиностроение, 1983 г.
2. Боровский Б.Е. «Безопасность движения автомобильного транспорта», Ленинград, Лениздат, 1984 г.
3. Краткий автомобильный справочник НИИАТ, М: Транспорт, 1979 (1985).
Страницы: 1, 2
