Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Сила сопротивления качению колес пожарного автомобиля





 

Сопротивление качению колеса с пневматической шиной по недеформируемой дороге возникает в основном за счет затрат энергии на деформацию шины, так как деформации дороги незначительны. Работа, затраченная на участке 1–2 (рис. 6.4, а) на деформацию шины, больше, чем возвращенная на участке 2–3 (рис. 6.4, а) для восстановления ее формы, так как часть энергии расходуется на внутреннее трение резины. Поэтому давление pz на участке 1–2 больше, чем на участке 2–3, и равнодействующая нормальных реакций Rn, cмещенная относительно оси 0 (рис. 6.4, а) в сторону движения, препятствует качению колеса.

Сопротивление качению колеса с пневматической шиной по деформируемой дороге (пашня, песок, неуплотненный снег) возникает в основном за счет затрат энергии на деформацию грунта (образование колеи) и на преодоление сил трения между колесом и грунтом (рис. 6.4, б).

 

 

 


Рис. 6.4. Схема сил, действующих на автомобильное колесо при качении:
а – по твердой дороге; б – по мягкому грунту; в – условное изображение в расчетных схемах ПА при составлении уравнения движения

 

В теории движения АТС реакцию Rn принято проводить через ось колеса 0 перпендикулярно опорной поверхности, а сопротивление качению колеса учитывать за счет силы Рfn, направленной в сторону, противоположную движению колеса в плоскости дороги (рис. 6.4, в).

Сила сопротивления качению колес АТС является суммой сил сопротивления качению Рfn всех колес:

(6.12)

где fn – коэффициент сопротивления качению n-го колеса; Rn – нормальная реакция опорной поверхности n-го колеса; п – число колес.

Коэффициент сопротивления fn у ведущих и ведомых колес отличается мало. Поэтому при расчетах движения ПА Pf можно вычислять по формуле (рис. 6.1):



, (6.13)

где α – угол продольного уклона дороги; f– коэффициент сопротивления качению колеса; g= 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.

Коэффициент сопротивления качению f зависит в основном от типа и состояния дорожного покрытия, конструкции шин и давления воздуха в них. Для практических расчетов в интервалах скоростей до 80 – 100 км/ч коэффициент f можно считать постоянной величиной, зависящей только от типа и состояния дорожного покрытия (табл. 6.2).

 

 

Таблица 6.2

Тип дороги или покрытия Состояние дороги или покрытия Значение f
Дорога с асфальтобетонным покрытием Сухая, в хорошем состоянии Сухая, в удовлетворительном состоянии 0,015–0,018 0,018–0,020
Дорога с гравийным покрытием в хорошем состоянии Сухая 0,020–0,025
Булыжное шоссе Сухое, в хорошем состоянии Сухое, с выбоинами 0,025–0,030 0,035–0,050
Грунтовая дорога Сухая, укатанная Влажная (после дождя) В период распутицы 0,025–0,035 0,050–0,15 0,10–0,25
Песок Сухой Сырой 0,10–0,30 0,060–0,150
Суглинистая и глинистая целина Сухая В пластическом состоянии В текучем состоянии 0,040–0,060 0,100–0,200 0,20–0,30
Обледенелая дорога или лед 0,015–0,03
Укатанная снежная дорога 0,03–0,05

 

При скоростях движения ПА, больших 80 – 100 км/ч, необходимо учитывать увеличение f.

Коэффициент уменьшается с увеличением размера (и соответственно грузоподъемности) шины. Увеличение нагрузки на колесо сверх номинальной приводит к увеличению f. Например, при превышении нагрузки на колесо на 20 % сверх номинальной f увеличивается на 4 %.

На дорогах с твердым покрытием f уменьшается при увеличении давления воздуха в шинах, меньшие f имеют шины с мелким рисунком протектора.

Мощность Nf , кВт, необходимая для преодоления сил сопротивления качению колес АТС, определяется по формуле

 

. (6.14)

Здесь v в м/с2; G в кг; g в м/с2.

 

Сила сопротивления подъему пожарного автомобиля

Сила сопротивления подъему ПА Pi , Н, является составляющей силы веса (см. рис. 6.1):

. (6.15)

Вместо αможет быть задан уклон i. Уклон может быть выражен в процентах i % и промилле i, ‰. Уклон дороги i представляет собой отношение (см. рис. 6.1)

, (6.16)

где hi – превышение дороги; Si заложение дороги. Между i, i % и zi ‰ существует соотношение

. (6.17)

При малых углах подъема дороги ( < 10°)tgα ≈ sin αможно считать, что

. (6.18)

Мощность Ni , кВт, необходимая для преодоления силы сопротивления подъему АТС, определяется по формуле

, (6.19)

здесь G в кг; g в м/с2; v в м/с.

При < 10° можно считать, что

. (6.20)

Сила сопротивления воздуха

 

Движущийся ПА часть мощности двигателя расходует на перемещение воздуха и его трение о поверхность АТС.

Сила сопротивления воздуха Рв, Н, определяется по формуле

, (6.21)

где F – лобовая площадь, м2; Кв– коэффициент обтекаемости, (Н×с2)/м4;
v – скорость автомобиля, м/с.

Лобовой площадью называют площадь проекции АТС на плоскость, перпендикулярную продольной оси автомобиля. Лобовую площадь можно определить по чертежам общего вида ПА.

При отсутствии точных размеров ПА лобовая площадь вычисляется по формуле

, (6.22)

где В – колея, м; Нг – габаритная высота ПА, м.

Коэффициент обтекаемости определяется для каждой модели АТС экспериментально, при продувке автомобиля или его модели в аэродинамической трубе. Коэффициент Кв равен силе сопротивления воздуха, создаваемой 1 м2 лобовой площади автомобиля при его движении со скоростью 1 м/с. Для ПА на шасси грузовых автомобилей Кв= 0,5 – 0,6 (Н×с2)/м4, для легковых Кв = 0,2 – 0,35 (Н×с2)/м4, для автобусов Кв = 0,4 – 0,5 (Н×с24.

При прямолинейном движении и отсутствии бокового ветра силу Рвпринято направлять вдоль продольной оси АТС, проходящей через центр масс автомобиля или через геометрический центр лобовой площади.

Мощность Nв, кВт, необходимая для преодоления силы сопротивления воздуха, определяется по формуле

. (6.23)

Здесь F в м2, v в м/с.

При v≤ 40 км/ч сила сопротивления воздуха мала и при расчетах движения ПА на этих скоростях ее можно не учитывать.

 

Сила инерции

 

Часто движение ПА удобнее рассматривать в системе отсчета, жестко связанной с автомобилем. Для этого к ПА необходимо приложить инерционнные силы и моменты. В теории АТС инерционные силы и моменты при прямолинейном движении автомобиля без колебаний в продольной плоскости принято выражать силой инерции Рj, Н:

, (6.24)

где j – ускорение центра масс АТС, м/с2.

Сила инерции направлена параллельно дороге через центр масс АТС в сторону, противоположную ускорению. Для учета увеличения силы инерции из-за наличия у АТС вращающихся масс (колес, деталей, трансмиссии, вращающихся деталей двигателя) введем коэффициент δ. Коэффициент δ учета вращающихся масс показывает, во сколько раз энергия, затрачиваемая при разгоне вращающихся и поступательно движущихся деталей АТС, больше энергии, необходимой для разгона АТС, все детали которого движутся только поступательно.

При отсутствии точных данных коэффициент δ для ПА можно определять по формуле

. (6.25)

Мощность Nj , кВт, необходимая для преодоления силы инерции, определяется по формуле

. (6.26)

 









Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.