Расчет пути и времени обгона
Расчет пути и времени обгона
Содержание- Исходные данные для расчёта
- 1 Расчёт времени и пути завершённого обгона
- 1.1 Расчёт пути и времени обгона с постоянной скоростью
- 1.2 Расчёт пути и времени обгона с возрастающей скоростью
- 2 Расчёт времени и пути незавершённого обгона
- 2.1 Первый этап незавершённого обгона
- 2.2 Второй этап незавершённого обгона
- 2.3 Третий этап незавершённого обгона
- Список использованных источников
- Приложения
Исходные данные для расчёта|
Марка обгоняющего автомобиля (тип) | Скорость | Габаритная длина обгоняемого автомобиля | Коэффициент сопротивления качения колеса | Лобовая площадь | Коэффициент обтекаемости | Тип обгоняемого автомобиля | |
| Обгоняемого автомобиля | Обгоняющего | | | | | | |
| V1,км/ч | V2,км/ч | L2,м | f0, м2 | F,м2 | k, | | |
ЗИЛ-130(Г) | 60 | 75 | 11 | 0.03 | 4.8 | 0.79 | Г | |
|
Технические характеристики:Тип платформы.………….бортовойКоличество дверей……….2Число мест для сиденья…2Колёсная формула……Габаритные размеры, мм:длинаширинавысота (по кабине)…667525102400Размеры грузовой платформы (внутр.)длинаширинавысота……………..---Колея передних(задних) колес………1800(1850)Дорожный просвет, мм …………...……..-Колесная база, мм…………………….3800Масса снаряженного автомобиля, кг 4300Полная масса, кг……………..............10525Масса допустимая прицепа, кг...………8000 Грузоподъемность, кг……...………….2000Двигатель (модель/тип) Компоновочная схема…...….ЗИЛ-130/КарбюраторныйРабочий объём двигателя, л…….2,445 Мощность двигателя, кВт (л.с.)…110(150)Крутящий момент, Нм…………...410Трансмиссия:привод…………………………….заднийкоробка передач……..……..…….мех. пятиступенчатаяМаксимальная скорость, км/ч….90Время разгона до скорости 60 км/ч, с……...-Расход топлива на 100 км пути: при скорости 60 км/ч, л(по ГОСТ 20306-90) ……….……………...29Шины……………..…………..……………260R5081. Расчёт времени и пути завершённого обгона1.1 Расчёт пути и времени обгона с постоянной скоростьюРасчёт пути и времени обгона с постоянной скоростью производится по формулам (1.4) и (1.5).Расстояние, необходимое для безопасного обгона, называемое путь обгона, Sоб1, м, может быть определено по формуле: (1.1)илиSоб1=V1tоб1 (1.2)где: D1 и D2 - дистанции безопасности между обгоняющим и обгоняемым автомобилями в начале и конце обгона, м; L1 и L2 - габаритные длины обгоняющего и обгоняемого автомобилей, м;S2, - путь обгоняемого автомобиля, м; V1 - скорость обгоняющего автомобиля, м/с; tоб1 - время обгона с постоянной скоростью, с. Путь обгоняемого автомобиля: (1.3)м.где V2 - скорость обгоняемого автомобиля, м/с.Следовательно, путь обгона можно определить по следующей зависимости: (1.4)м.Время обгона: (1.5)с.Величины дистанций безопасности D1 и D2 в большой степени зависят от дорожных условий, типа автомобиля, опыта и квалификации водителя. Точный их расчёт невозможен, поэтому правилами дорожного движения предусматривается, что дистанция между автомобилями выбирается водителем, который учитывает не только возможность экстренного торможения переднего автомобиля, но и вероятность его в данной дорожной обстановке. При временном интервале между следующими один за другим автомобилями менее 9... 10 с на величину дистанции влияет также автомобиля. Наименьшие дистанции выдерживают при следовании легкового автомобиля за легковым, а максимальные - при движении грузового автомобиля за легковым. Характер зависимости дистанции от скорости одинаков для взаимодействующих автомобилей всех типов.На основе накопленных экспериментальных данных первая дистанция безопасности может быть представлена в виде функции скорости обгоняющего автомобиля: (1.6)м.а вторая - в виде функции скорости обгоняемого автомобиля: (1.7) м.где и - эмпирические коэффициенты, зависящие от типа обгоняемого автомобиля, их значения приведены в таблице 1.1. Вторая дистанция безопасности короче первой, так как водитель обгоняющего автомобиля стремиться 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. После проведённых расчётов необходимо построить график и схему обгона (рисунок 1.1), считая движение обоих автомобилей равномерным, и соответствующим зависимости S=S(t). Эта зависимость представляет собой прямые линии 1 и 2 соответственно для обгоняющего и обгоняемого автомобилей.В начале обгона расстояние между передними частями обгоняющего и обгоняемого автомобилей равно D1+L2. Точка А 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.Рисунок 1.1 - Характеристики обгона при равномерном движении обгоняющего и обгоняемого автомобилей.Определяем минимальное расстояние Sсв1, которое должно быть свободным перед обгоняющим автомобилем в начале обгона: (1.8)м.или с учётом (1.4): (1.9)где Sз и V3 - путь и скорость встречного автомобиля, м/с.Скорость встречного автомобиля в действительных условиях движения практически невозможно определить с высокой степенью точности и водитель, как правило, определяет её на основе своего опыта интуитивным путём. Для расчётов же примем следующую её зависимость от скорости обгоняющего автомобиля: (1.10)м/cПосле проведения расчётов и построения на их основе соответствующих зависимостей необходимо проанализировать, какие факторы влияют на путь и время обгона, а также условия движения, в которых возможен и практикуется такой маневр. 1.2 Расчёт пути и времени обгона с возрастающей скоростьюОбгон с возрастающей скоростью характерен при высокой интенсивности движения при движении сплошным потоком. В этих условиях быстроходный автомобиль, догнав медленно движущийся автомобиль, уменьшает скорость, и некоторое время движется позади него с той же скоростью. Водитель заднего автомобиля внимательно следит за потоком и при появлении перед обгоняемым автомобилем достаточного свободного расстояния начинает обгон, сочетая его с разгоном. Для того чтобы путь и время обгона были минимальными, интенсивность разгона должна быть максимально возможной.Для расчета пути и времени обгона с возрастающей скоростью необходимо вначале построить график интенсивности разгона, характеризующий зависимость между путем и временем движения обгоняющего автомобиля при максимально возможном ускоренном движении.Для построения указанного графика нужно предварительно произвести расчёт динамической характеристики (зависимость динамического фактора от скорости движения), а затем определить зависимость ускорения обгоняющего автомобиля от скорости движения V1.Динамический фактор определяется по формуле:, (1.11)где Рm- сила тяги, Н; Рв - сила сопротивления воздуха, Н; Ga - вес автомобиля, Н (Ga = gma); Ме - крутящий момент двигателя, Н-м; Ик - передаточное число коробки передач (для каждой i-ой передачи имеет своё значение); И0 - передаточное числа главной передачи; - механический коэффициент полезного действия трансмиссии;rк - радиус колеса, м; к - коэффициент обтекаемости, Н-с2/м4; F- лобовая площадь, м2; Va - скорость автомобиля, м/с.Эффективный крутящий момент двигателя определяется по следующей зависимости: (1.12)где Nmax - максимальная мощность двигателя, кВт; а, b, с - эмпирические коэффициенты (для бензиновых двигателей a=0,8, b=1, с=0,9; для дизельных а=0,53; 6=1,56; с=1,05);ne - частота вращения двигателя при расчётной скорости на соответствующей ей передаче, мин" ;nn - частота вращения, соответствующая максимальной мощности, мин-1 .Обороты, на которых работает двигатель, ne, мин-1 , следует задавать для расчётов в диапазоне [0,1nn;nn], принимая соответствующий шаг для 8... 10 значений, при выполнении обязательного условия nemin > 600 мин-1.Скорость движения автомобиля рассчитываем по выражению: (1.13)Таблица 1.2 - Значения коэффициента полезного действия для различных трансмиссийЗначения коэффициента полезного действия, принимаются по таблице 1.2.
|
Тип транспортного средства | Значение коэф-та | |
Легковые | 0,92-0,9 | |
Двухосные грузовые и автобусы с одинарной главной передачей | 0,90-0,88 | |
Двухосные грузовые и автобусы с двойной главной передачей, а также автомобили повышенной проходимости (4x4) | 0,88-0,85 | |
Трехосные грузовые и автобусы (6x4) | 0,86-0,83 | |
Грузовые (6x6) | 0,85-0,83 | |
|
Если расчёт ведется для автопоезда, следует учитывать, что динамический фактор автопоезда корректируется с учётом массы прицепа:
, (1.14)
где mа- полная масса автомобиля-тягача, кг;
mпр- полная масса прицепа, кг;
n-количество прицепов.
Ускорение автомобиля рассчитывается по формуле:
, (1.15)
где ji - ускорение автомобиля на i-й передаче при скорости движения V м/с2;
Di - динамический фактор на i-й передаче при указанной скорости;
i - коэффициент сопротивления дороги;
вр - коэффициент учёта вращающихся масс.
При проведении расчётов рассматриваем движение по горизонтальной дороге, поэтому (-коэффициент сопротивления качению колеса с учётом скорости движения).
Значение коэффициента сопротивления качению колеса,, необходимо рассчитывать по формуле:
, (1.16)
где -коэффициент сопротивления качению колеса (см. Приложение А).
Коэффициент сопротивления качению колёс автопоезда:
, (1.17)
Коэффициент вр, учитывающий наличие в движущемся автомобиле вращающихся масс, определяется:
, (1.18)
где j - коэффициент, учитывающий инерционный момент колёс (1=0,04)
2 - коэффициент, учитывающий инерционный момент маховика (при расчётах принимают следующие значения: 0,0007 - для легковых автомобилей и для грузовых с дизельным двигателем; 0,0004 - для грузовых с бензиновым двигателем).
Расчёт рекомендуется производить в табличной форме (таблица 1.3) для 8... 10 значений скорости на каждой рассматриваемой передаче до скорости, равной 0,9 от максимальной скорости, на высшей передаче.
Таблица 1.3 - Расчёт динамической характеристики автомобиля
|
Параметры | Текущие значения параметров | |
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1 | |
| 600 | 877,8 | 1156 | 1433 | 1711 | 1989 | 2267 | 2544 | 2822 | 3100 | |
| 360,6 | 379,4 | 394 | 404 | 409,6 | 411 | 408 | 401 | 389 | 373 | |
1-я передача | |
| 0,681 | 0,996 | 1,31 | 1,63 | 1,943 | 2,258 | 2,57 | 2,89 | 3,2 | 3,52 | |
| 0,696 | 0,732 | 0,76 | 0,78 | 0,79 | 0,793 | 0,79 | 0,77 | 0,75 | 0,72 | |
| 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | |
| 2,588 | 2,588 | 2,59 | 2,59 | 2,588 | 2,588 | 2,59 | 2,59 | 2,59 | 2,59 | |
| 2,521 | 2,658 | 2,76 | 2,84 | 2,878 | 2,888 | 2,87 | 2,81 | 2,72 | 2,61 | |
2-я передача | |
| 1,236 | 1,808 | 2,38 | 2,95 | 3,525 | 4,097 | 4,67 | 5,24 | 5,81 | 6,39 | |
| 0,383 | 0,403 | 0,42 | 0,43 | 0,434 | 0,436 | 0,43 | 0,42 | 0,41 | 0,39 | |
| 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | |
| 1,51 | 1,51 | 1,51 | 1,51 | 1,51 | 1,51 | 1,51 | 1,51 | 1,51 | 1,51 | |
| 2,293 | 2,421 | 2,52 | 2,59 | 2,624 | 2,63 | 2,61 | 2,55 | 2,47 | 2,35 | |
3-я передача | |
| 2,213 | 3,23 | 4,26 | 5,29 | 6,311 | 7,336 | 8,36 | 9,38 | 10,4 | 11,4 | |
| 0,214 | 0,22 | 0,23 | 0,24 | 0,24 | 0,239 | 0,24 | 0,23 | 0,22 | 0,21 | |
| 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,031 | 0,031 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | |
| 1,187 | 1,18 | 1,19 | 1,19 | 1,187 | 1,187 | 1,19 | 1,19 | 1,19 | 1,19 | |
| 1,517 | 1,60 | 1,67 | 1,71 | 1,727 | 1,721 | 1,69 | 1,64 | 1,57 | 1,47 | |
4-я передача | |
| 3,447 | 5,04 | 6,64 | 8,24 | 9,832 | 11,43 | 13 | 14,6 | 16,2 | 17,8 | |
| 0,136 | 0,14 | 0,15 | 0,15 | 0,148 | 0,145 | 0,14 | 0,13 | 0,13 | 0,11 | |
| 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,032 | 0,032 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,04 | |
| 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | |
| 0,946 | 0,99 | 1,03 | 1,04 | 1,032 | 1,005 | 0,96 | 0,89 | 0,8 | 0,7 | |
5-я передача | |
| 5,068 | 7,41 | 9,76 | 12,1 | 14,45 | 16,8 | 19,1 | 21,5 | 23,8 | 26,2 | |
| 0,135 | 0,14 | 0,14 | 0,14 | 0,138 | 0,132 | 0,12 | 0,11 | 0,1 | 0,08 | |
| 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,034 | 0,035 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | |
| 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | |
| 0,933 | 0,96 | 0,98 | 0,97 | 0,926 | 0,861 | 0,77 | 0,66 | 0,52 | 0,35 | |
|
Страницы: 1, 2