Основы тягового расчета движения автомобилей

 

Тяговый баланс автомобиля

При движении по дороге автомобиль преодолевает сопротивления:

качению автомобиля на горизонтальном участке

воздушной среды

движению на подъем

инерции при разгоне

Сопротивление качению  вызывается затратой мощности на деформацию дороги и шины, на преодоление трения между шиной и дорогой, потерей мощности при ударах колес на неровностях дороги и на трение в подшипниках ведомых колес и выражается зависимостью

 

 

где f— коэффициент сопротивления качению;

G — вес автомобиля.

В задании на проектирование для расчетного типа подвижного состава нам был представлен автомобиль КАМАЗ-35320. Сведем его основные характеристики в таблицу.

 

Марка

Весовые параметры

Размерные параметры, мм

Мощность двигателя,л.с.

максимальная скорость, км/ч

грузоподъемность т

Снаряженный вес

Полный вес

наибольший осевой вес

длина

ширина

высота

база

Колея передняя/задняя

КАМАЗ-35320

8,0

7,08

15,305

10,93

7435

2500

3350

4450

1950/1900

154,4

80

 

 

Коэффициент сопротивления качению f зависит от механических свойств колеса, свойств и состояния покрытия и скорости движения. Так как по заданию на м дано асфальтобетонное покрытие, тогда:

 

Коэффициент сопротивления качению

Тип покрытия	Значения
Цементобетонное и асфальтобетонное	0,01-0.02

Сопротивление воздуха P_w складывается из давления встречной массы воздуха, разряжения воздуха за автомобилем и трения воздуха о поверхность автомобиля. Наличие попутного ветра уменьшает, а встречного увеличивает со­противление воздуха. Сопротивление воздуха тем больше, чем больше площадь поперечного сечения (лобовая площадь) автомобиля F, м² и чем больше плотность воздуха, и определяется по формуле

 

 

где k — коэффициент сопротивления воздуха, равный произведению коэффициента обтекаемости автомобиля с на плотность воздуха ρ;

V — скорость движения автомобиля, м/с;

Лобовую площадь F с точностью до 20% можно принять равной произведе­нию ширины колеи автомобиля на его максимальную высоту.

Коэффициенты сопротивления воздуха устанавливаются на основе лабораторных и дорожных испытаний; для тяжелых грузовых автомобилей k = 0,065—0,075, для средних грузовых k = 0,055—0,07, для автобусов k=0,04—0,05 и для легковых k=0,025—0,030.

Площадь проекции грузовых автомобилей ориентировочно равна:

 

 

В нашем случае

 

Тогда

 

Максимально допустимый продольный уклон на дороге должен преодолеваться автомобилями на постоянной скорости не ниже расчетной. В проекте величину допустимого продольного уклона определим по формуле:

 

 

где f – коэффициент сопротивления качению;

i – продольный уклон дороги;

δ – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс автомобиля; j – относительное ускорение.

Так как расчет продольного уклона мы ведем для равномерного движения автомобиля с постоянной скоростью, то j=0, тогда

 

 

Величину f определяют…, где она приводится для скорости автомобиля до 50 км/ч. Так как расчетная скорость 80км/ч, определяем скорректированное значение коэффициента по выражению:

 

 

Где V – расчетная скорость движения соответствующего автомобиля, км/ч.

Полученное значение допускаемого уклона должно обеспечивать движение автомобиля на подъем без пробуксовывания. Для этого определяется величина динамического фактора из условия сцепления шин автомобиля с поверхностью дороги.

 

 

Где  – коэффициент продольного сцепления автомобильных шин с поверхностью дородного покрытия, принимаем 0,5;

 - часть веса приходящаяся на ведущую ось автомобиля;

 - полный вес автомобиля;

 - сопротивление воздушной среды движению автомобиля.

Продольный уклон, который автомобиль может преодолеть без буксования,

 

 

Согласно табл.10 СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги» максимальный продольный уклон при скорости 80 км/ч равен 60‰. Автомобиль КамАЗ-35320, принятый для расчета преодолевает без буксования 50‰, значит принятые максимальные уклоны по СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги» необходимо снизить и при разработке продольного профиля принять максимальный продольный уклон 50 ‰.