Лабораторная работа № 3.

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 S_об1 – 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;

t_об1 – 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 a_об и b_об – эмпирические коэффициенты, зависящие от типа обгоняемого автомобиля.

Значения коэффициентов a_об и b_об приведены в таблице

Значения коэффициентов a_об и b_об.

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 t_A), 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 S_св1, 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 Р_т представляет собой отношение момента М_т на полуосях к радиусу r колес при равномерном движении автомобиля.

,(10)

где - КПД трансмиссии.

- максимальная мощность двигателя.

α_м, b_м, с_м – эмпирические коэффициенты, для четырехтактных карбюраторных двигателей.

α_м=b_м=с_м =1

для двухтактных дизелей α_м=0,87; b_м=1,13; с_м =1

для четырехтактных дизелей α_м=0,53; b_м=1,56; с_м =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

Р_Д =G(f₀(1+0.0006V²)cosα_Д+sinα_Д) (11)

где G –вес автомобиля, Н.

α_Д – угол продольного уклона дороги. На подъемах а_Д 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 Р_в называют равнодействующую элементарных сил, распределенной по всей поверхности автомобиля.

Р_в=К_вF_вV²

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 Р_т.

б) В нижней части построить Р_Д.

в) Вверх от этой кривая суммарная сопротивления Р_Д+Р_В.

 

Лабораторная работа №4