Силы сопротивления движению пожарного автомобиля и мощности, затрачиваемые на их преодоление - Расчет машин для проведения аварийно-спасательных работ

Согласно варианту 12 исходными данными для определения сил сопротивления движению автомобиля и мощностей на их преодоление являются: тип пожарного автомобиля - автомобиль пенного тушения; марка пожарного автомобиля АВ -40 (53215); базовое шасси КамАЗ - 53215; колесная формула 6Ч4; масса автомобиля М = 19000 кг; номинальная мощность двигателя ; ширина автомобиля В = 2,5 м; высота автомобиля Н = 2,85 м; скорость движения автомобиля на первой передаче х1 = 10 км/ч; максимальная скорость движения хMax = 85 км/ч; тип покрытия дороги - грунт; угол подъема (уклона) дороги

БУ = 1,0 град; ускорение автомобиля a = 0,20 м/с2; скорость движения автомобиля 45 км/ч.

1. Сила тяжести автомобиля (рис. 1.1а) определяется по формуле

,

Где М = 19000 кг - масса автомобиля; = 9,81 - ускорение силы тяжести (свободного падения), м/с2.

Сила сопротивления качению автомобиля равна

,

Где G = - сила тяжести автомобиля с грузом; f - коэффициент сопротивления качению, для грунтового покрытия можем принять f = 0,027; б = 1,0 град - угол подъема.

.

силы сопротивления движению автомобиля ав-40 (53215)

Рисунок 1.1 Силы сопротивления движению автомобиля АВ-40 (53215).

Силу сопротивления уклону определяем по формуле

,

Сила сопротивления дороги, равна

Приближенное значение лобовой площади автомобиля может быть определено по формуле

,

Где В = 2,5 м - ширина автомобиля, согласно исходным данным; Н = 2,85 м - наибольшая высота автомобиля, согласно исходным данным.

М2.

Сила сопротивления воздуха обусловлена перемещением частиц воздуха и их трением о поверхность машины и определяется по формуле

2/13,

Где kВ = 0,5 Нс2/м4 - коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости), зависит от формы автомобиля и качества поверхности автомобиля, определяется экспериментально, для грузовых автомобилей 0,35...0,7 Нс2/м4;

= 45 км/ч - скорость движения автомобиля, согласно исходным данным; = 0 - скорость ветра (знак "плюс" соответствует встречному ветру, а "минус" попутному).

Сила сопротивления разгону возникает в результате затраты энергии на раскручивание вращающихся частей двигателя трансмиссии, а также колес при разгоне автомобиля и может быть определена по формуле

Где - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля (для высшей передачи можно ориентировочно принять равным ; a = 0,2 м/с2 - ускорение автомобиля.

Мощности на преодоление сил сопротивления движению (кВт) равны

Мощность двигателя (кВт) автомобиля, затрачиваемую на преодоление сопротивлений движению, можно определить по формуле

Где = 0,85 - коэффициент полезного действия трансмиссии.

Тогда

2. Максимальный уклон дороги автомобиль преодолевает на первой передаче без ускорения (PИ = 0). Поскольку скорость машины невелика, для упрощения расчетов можем принять PВ?0 (рис 1.1б). Максимальный угол преодолеваемого уклона из условия тяги по мощности определяется по формуле

Где = 176 кВт - номинальная мощность двигателя автомобиля; 10 км/ч - скорость движения автомобиля на первой передаче; f = 0,027 - коэффициент сопротивления качению для сухой грунтовой дороги; f = 0,15 - коэффициент сопротивления качению для влажной грунтовой дороги;

Получим для сухой дороги

Для влажной дороги

Однако, в случае, когда сцепление колес автомобиля с дорогой невелико (мокрая, грязная, заснеженная, обледенелая дорога) автомобиль не может развить максимальную тягу (колеса буксуют) и угол преодолеваемого уклона будет меньше чем на сухой дороге, поэтому угол преодолеваемого уклона находят также из условия силы тяги автомобиля.

Сцепной вес (вес машины, приходящийся на ведущие колеса) для полноприводной машины равен

Максимальный преодолеваемый автомобилем уклон из условия силы тяги по сцеплению определяется из зависимости

Где = 0,55 коэффициент сцепления колеса с сухой грунтовой дорогой;

= 0,3 коэффициент сцепления колеса с влажной грунтовой дорогой.

Тогда, максимальный преодолеваемый уклон на сухой дороге равен

Таким образом, на влажном покрытии угол преодолеваемого автомобилем подъема снижается, для сухой дороги он будет равен 18,2 град, для влажной дороги 10,9 град.

3. Максимальную скорость движения хmax = 85 км/ч при полной загрузке автомобиль может достичь при движении по горизонтальной дороге (РУ = 0), при хmax дальнейшее ускорение автомобиля невозможно (РИ = 0). Таким образом, тяговая сила РТ на ведущих колесах автомобиля тратится на преодоление сопротивления качению РК и ветровое сопротивление РВ (рис. 1.1в). Максимально возможный коэффициент сопротивления дороги, при котором автомобиль сможет развить максимальную скорость определяется по формуле

Таким образом, груженый автомобиль сможет развить максимальную скорость на грунтовой дороге и ровных участках асфальтированной и щебеночной дорог.

    4. При движении автомобиля под уклон при включенном двигателе (PТ =0) движущей силой будет являться сопротивление уклону РУ, направленная в сторону движения. Движущая сила РУ будет тратиться на преодоление сопротивления качению РК и сопротивление воздуха РВ (рис. 1.1г). Максимальная скорость движения автомобиля на спуске определяется по зависимости 5. Во время движения автомобиля по горизонтальному участку дороги без ускорения силы РУ = 0 и РИ = 0. При этом сопротивление движению будет равно

Сопротивление качению равно: РК = 5032 Н.

Сопротивление воздуха при движении автомобиля со скоростью 30,60 и 80 км/ч будет равно

Тогда сопротивление движению автомобиля равно

Графики зависимости сопротивлений от скорости движения автомобиля представлены на рис. 1.2

графики изменения сопротивлений от скорости движения

Рисунок 1.2 Графики изменения сопротивлений от скорости движения: а - сопротивления качению и воздуха; б - сопротивление передвижению

Из графиков видно, что сопротивление качению автомобиля не зависит от скорости, а сопротивление воздуха с изменением скорости изменяется по квадратичной зависимости.

Похожие статьи




Силы сопротивления движению пожарного автомобиля и мощности, затрачиваемые на их преодоление - Расчет машин для проведения аварийно-спасательных работ

Предыдущая | Следующая