За автомобилните колела се разграничават следните радиуси (фиг. 3.4): статични r s,динамичен r Dи радиус на търкаляне r качество.
Статичен радиусе разстоянието от оста на неподвижното колело до пътната настилка. Зависи от натоварването на колелото и налягането на въздуха в гумата. Статичният радиус намалява с увеличаване на натоварването и намаляване на налягането в гумите и обратно.
Динамичен радиусе разстоянието от оста на търкалящото се колело до пътната настилка. Зависи от натоварването, налягането на въздуха в гумата, скоростта на движение и момента, предаван през колелото. Динамичният радиус се увеличава с увеличаване на скоростта на движение и намаляване на предавания въртящ момент и обратно.
Радиус на търкалянее съотношението на линейната скорост на оста на колелото към неговата ъглова скорост:
Радиусът на търкаляне, който зависи от натоварването, налягането на въздуха в гумата, предавания въртящ момент, приплъзването и приплъзването на колелата, се определя експериментално или се изчислява по формулата
(3.13.)
където n до -броят на пълните обороти на колелото; S K - изминатото разстояние от колелото за пълния брой обороти.
От израз (3.13) следва, че при пълно приплъзване на колелото (S k = 0), радиусът на търкаляне r качество= 0 и с пълно приплъзване (n до = 0) g качество → езеро.
Проучванията показват, че на пътища с твърда настилка и добро сцепление, радиусът на търкаляне, статичните и динамичните радиуси се различават незначително един от друг. Следователно е възможно
При извършване на изчисления в бъдеще ще използваме тази приблизителна стойност. Съответната стойност ще се нарича радиус на колелото и ще бъде обозначена с r k.
За различни видове гуми радиусът на колелото може да се определи съгласно GOST, който регулира статични радиуси за редица стойности на натоварване.
ki и налягането в гумите. В допълнение, радиусът на колелото, m, може да бъде изчислен от номиналните размери на гумата, използвайки израза
(3.14)
Ориз. 3.4. Радиуси на колелата
За да изберете гуми и да определите радиуса на търкаляне на колелата по техните размери, е необходимо да знаете разпределението на натоварването върху осите.
При леките автомобили разпределението на брутното тегло по осите зависи главно от оформлението. При класическото оформление задната ос представлява 52 ... 55% от общото тегло, за превозните средства с предно предаване 48%.
Радиусът на търкаляне на колелото rк се избира в зависимост от натоварването на едно колело. Най-голямото натоварване на колелото се определя от положението на центъра на масата на автомобила, което се установява според предварителната скица или прототипа на автомобила.
G2 = Ga * 48% = 14000 * 48% = 6720N
G1 = Ga * 52% = 14000 * 52% = 7280N
Следователно натоварването на всяко колело на предната и задната ос на автомобила, съответно, може да се определи по формулите:
P1 = 7280/2 = 3360 N
P2 = 6720/2 = 3640 N
Разстоянието от предната ос до центъра на масата се намира по формулата:
L-база на автомобила, мм.
a = (6720 * 2,46) / 14000 = 1,18 m.
Разстояние от центъра на масата до задната ос:
h = 2,46-1,18 = 1,27 m
Тип гума (според таблицата GOST) - 165-13 / 6.45-13. От тези размери можете да определите радиуса на колелото в свободно състояние:
Където b е ширината на секцията на гумата (165 mm)
d - диаметър на джантата на гумата (13 инча)
1 инч = 25,4 мм
rc = 13 * 25,4 / 2 + 165 = 330 mm
Радиусът на търкаляне на колелото rk се определя, като се вземе предвид деформацията, в зависимост от натоварването:
rk = 0,5 * d + (1-k) * b (9)
където k е коефициентът на радиална деформация. За стандартни и широкопрофилни гуми k се приема за 0,3
rk = 0,5 * 330 + (1-0,3) * 165 = 280 мм = 0,28 м
Други публикации:
Икономика на производителността на пристанището
Нека изчислим и сравним показателите за икономическа ефективност на вариантите за схеми за механизация. Ще направим изчислението в табличен вид. Таблица 4.1 Изчисляване на технически и икономически показатели, сравнение на икономическата ефективност на схемите за механизация Индикатор Опция Отклонение Основно Предложено ...
Транспортни и разтоварни характеристики на товари
Изборът на методи за транспортиране и претоварване се влияе от физикохимичните и механичните свойства на стоките. Съставът на тези характеристики зависи от категорията на товара (парче, насипно състояние, дървен материал и др.). Насипните стоки са стоки, които се превозват в насипни превозни средства. За насипно състояние...
Анализ на оперативните и транспортните разходи
Транспортните разходи (E) се влияят от голям брой фактори. Освен това някои фактори са външни за отделянето, независими от неговите служители, докато други, напротив, зависят от качеството на работата на екипа, усилията му, насочени към повишаване на ефективността на производството. Затова страхотно...
При търкаляне на еластично (деформирано) колело под въздействието на силови фактори възниква тангенциална деформация на гумата, при която действителното разстояние от оста на въртене на колелото до опорната повърхност намалява. Това разстояние се нарича динамичен радиус r dколела. Стойността му зависи от редица конструктивни и експлоатационни фактори, като твърдостта на гумата и вътрешното налягане в нея, теглото на автомобила на колело, скоростта на движение, ускорението, съпротивлението при търкаляне и др.
Динамичният радиус намалява с увеличаване на въртящия момент и намаляване на налягането в гумите. Величината r глеко се увеличава с увеличаване на скоростта на превозното средство поради увеличаване на центробежните сили. Динамичният радиус на колелото е рамото на изтласкващата сила. Затова се нарича още радиус на мощността.
Търкалянето на еластично колело върху твърда опорна повърхност (например по асфалтова или бетонна магистрала) е придружено от известно приплъзване на протекторните елементи на колелото в зоната на контакта му с пътя. Това се дължи на разликата в дължините на участъците на колелото и пътя, които влизат в контакт. Това явление се нарича еластично приплъзванегуми, за разлика от подхлъзване(подхлъзване), когато всички елементи на протектора са изместени спрямо носещата повърхност. Еластичното приплъзване не би съществувало, ако тези секции бяха абсолютно равни. Но това е възможно само когато колелото и пътят имат дъгов контакт. В действителност опорният контур на деформираното колело влиза в контакт с равната повърхност на недеформирания път и приплъзването става неизбежно.
За да се вземе предвид това явление при изчисленията, се използва концепцията кинематичен радиусколела ( радиус на търкаляне) р към... По този начин, изчисленият радиус на търкаляне r k е такъв радиус на фиктивното недеформиранколело, което при липса на приплъзване има същите линейни (транслационни) скорости на търкаляне с реалното (деформирано) колело vи ъглово завъртане ω до... Тоест стойността р къмхарактеризира условнорадиус, използван за изразяване на изчислената кинематична връзка между скоростта на движение vпревозно средство и ъгловата скорост на въртене на колелото ω до:
Особеността на радиуса на търкаляне на колело е, че той не може да бъде измерен директно, а се определя само теоретично. Ако пренапишете горната формула като:
, (τ
-време)
тогава от получения израз става ясно, че за определяне на стойността rдо може да се изчисли. За да направите това, трябва да измерите пътя Спреминава от колелото за нобороти и го разделете на ъгъла на въртене на колелото ( φ към = 2πn).
Размерът на еластичното приплъзване се увеличава с едновременно увеличаване на еластичността (съответствието) на гумата и твърдостта на пътя или, обратно, с увеличаване на твърдостта на гумата и мекотата на пътя. При меки черни пътища повишеното налягане в гумите увеличава загубите от деформация на почвата. Намаляването на вътрешното налягане в гумата позволява при меки почви да се намали движението на почвените частици и деформацията на нейните слоеве, което води до намаляване на съпротивлението при търкаляне и увеличаване на проходимостта.
Въпреки това, на твърда носеща повърхност при ниско налягане се получава прекомерно отклонение на гумата с увеличаване на рамото на триене при търкаляне. а... Компромисно решение на този проблем е използването на гуми с регулируемо налягане на напомпване.
В практическите изчисления радиусът на търкаляне на колелото се изчислява с помощта на приблизителна формула:
r k = (0,85 ... 0,9) r 0 (тук r 0 - свободен радиус на колелото).
За павирани пътища (движение на колелата с минимално приплъзване), вземете: r k = r г.
За да изберете гуми и да определите радиусите на търкаляне на колелата по техните размери, е необходимо да знаете разпределението на натоварването върху осите.
При леките автомобили разпределението на брутното тегло по осите зависи главно от оформлението. При класическото оформление задната ос представлява 52 ... 55% от общото тегло, за превозните средства с предно предаване 48%.
Радиусът на търкаляне на колелото r k се избира в зависимост от натоварването на едно колело. Най-голямото натоварване на колелото се определя от положението на центъра на масата на автомобила, което се установява според предварителната скица или прототипа на автомобила.
Следователно натоварването на всяко колело на предната и задната ос на автомобила, съответно, може да се определи по формулите:
P 1 = G 1/2, (6)
P 2 = G 2 / 2. (7)
където G 1, G 2 са общите масови натоварвания на предната и задната ос на превозното средство, съответно.
Разстоянието от предната ос до центъра на масата се намира по формулата:
a = G 2 * L / G a, (8)
където G a - модулът на тежестта на превозното средство (N);
L е основата на колата.
Разстояние от центъра на масата до задната ос
Избираме гуми въз основа на натоварването на всяко колело съгласно таблица 1.
Таблица 1 - Автомобилни гуми
| Обозначение на автобуса | Обозначение на автобуса | ||
| 155-13/6,45-13 | 240-508 (8,15-20) | ||
| 165-13/6,45-13 | 260-508P (9.00P-20) | ||
| 5,90-13 | 280-508 (10,00-20) | ||
| 155/80 R13 | 300-508 (11.00R-20) | ||
| 155/82 R13 | 320-508 (12,00-20) | ||
| 175/70 R13 | 370-508 (14,00-20) | ||
| 175-13/6,95-13 | 430-610 (16,00-24) | ||
| 165/80 R13 | 500-610 (18,00-25) | ||
| 6,40-13 | 500-635 (18,00-25) | ||
| 185-14/7,35-14 | 570-711 (21,00-78) | ||
| 175-16/6,95-16 | 570-838 (21,00-33) | ||
| 205/70 R14 | 760-838 (27,00-33) | ||
| 6,50-16 | |||
| 8,40-15 | |||
| 185/80 R15 | |||
| 220-508P (7,50R-20) | |||
| 240-508 (8,25-20) | |||
| 240-381 (8,25-20) |
Например: 165-13 / 6.45-13 с максимално натоварване 4250 N, 165 и 6.45 - ширината на профила е съответно mm и инча, диаметърът на джантата е 13 инча. От тези размери можете да определите радиуса на колелото в свободно състояние
r c = + b, (10)
където b е ширината на профила на гумата (mm);
d - диаметър на джантата на гумата (мм), (1 инч = 25,4 мм)
Радиусът на търкаляне на колелото r k се определя, като се вземе предвид деформацията, в зависимост от натоварването
r k = 0,5 * d + (1 - k) * b, (11)
където k е коефициентът на радиална деформация. За стандартни и широкопрофилни гуми k се приема като 0,1 ... 0,16.
Изчисляване на външните характеристики на двигателя
Изчислението започва с определяне на мощността N ev, необходима за движение при дадена максимална скорост V max.
При равномерно движение на автомобила мощността на двигателя, в зависимост от пътните условия, може да се изрази със следната формула (kW):
N ev = V max * (G a * + K in * F * V) / (1000 * * K p), (12)
където е коефициентът на общо съпротивление на пътя за леки автомобили се определя по формулата:
0,01 + 5 * 10 -6 * V. (тринадесет)
K in - коефициент на рационализиране, K in = 0,3 N * s 2 * m -4;
F е предната площ на превозното средство, m 2;
Ефективност на предаването;
K p - корекционен коефициент.
Общ коефициент на пътно съпротивление за камиони и пътни влакове
= (0,015 + 0,02) + 6 * 10 -6 * V. (14)
Предната площ за леки автомобили се намира от формулата:
F A = 0,8 * B g * H g, (15)
където B g - обща ширина;
H g - обща височина.
Челна зона за камиони
F A = B * H g, (16)
Обороти на двигателя
Скоростта на коляновия вал на двигателя n v, съответстваща на максималната скорост на превозното средство, се определя от уравнението (min -1):
n v = Vmax *, (17)
където е коефициентът на обороти на двигателя.
За съществуващи леки автомобили оборотите на двигателя са в диапазона от 30 ... 35, за камиони с карбураторен двигател - 35 ... 45; за камиони с дизелов двигател - 30 ... 35.
Всички сили, действащи върху превозното средство отстрани на пътя, се предават през колелата. Радиусът на колело, оборудвано с пневматична гума, в зависимост от теглото на товара, режима на движение, вътрешното въздушно налягане, износването на протектора, може да варира.
Колелата имат следните радиуси:
1) безплатно; 3) динамичен;
2) статичен; 4) кинематичен.
Свободен радиус(r sv) е разстоянието от оста на неподвижно и ненатоварено колело до най-външната част на бягащата пътека. За едно и също колело стойността на Rw зависи само от стойността на вътрешното налягане на въздуха в гумата.
Радиусът на свободното колело е посочен в спецификацията на гумата. Ако посочената характеристика отсъства в референтните данни, тогава нейната стойност може да се определи от маркировката на гумата.
Статичен радиус(r st) - това е разстоянието от центъра на неподвижно колело, натоварено само с нормална сила, до базовата равнина. Стойността на статичния радиус е по-малка от свободната от размера на радиалната деформация:
r st = r sv - h z = r sv - R z / S w, (5.1)
където h z = R z / С w - радиална (нормална) деформация на гумата, m;
R z - нормална реакция на пътя, N;
S w - радиална (нормална) твърдост на гумата, N / m.
Нормалната реакция на пътя, действащ върху едно колело, може да се определи по формулата:
R z = G О / 2, (5.2)
където G Около - теглото на автомобила на ос.
От формула (1) намираме стойността на радиалната твърдост на гумата:
C w = R z / r sv - r st, (5.3)
Радиалната твърдост на гумата зависи от нейната конструкция и вътрешното налягане на въздуха pw. Ако зависимостта на C w от r w е известна, тогава стойността на деформацията на гумата може да се определи при всяко вътрешно налягане на въздуха. При номинално въздушно налягане и натоварване, статичният радиус на колелото може да се намери по формулата:
r st = 0,5d o + (1 - l w) H w, (5.4)
където d o е диаметърът на джантата на колелото, m;
H w - височината на профила на гумата в свободно състояние, m;
l w - коефициент на радиална деформация на гумата.
За гуми с обикновен профил, както и за широкопрофилни гуми l w = 0,10 - 0,15; за дъгообразни и пневматични ролки l w = 0,20 - 0,25.
Номиналната стойност r на колелото по отношение на номиналното натоварване и вътрешното налягане на въздуха е посочена в техническата спецификация на гумата.
Динамичен радиус(r d) е разстоянието от центъра на търкалящото се колело до базовата равнина. Стойността на r d зависи основно от вътрешното налягане на въздуха в гумата, вертикалното натоварване на колелото и скоростта на неговото движение. С увеличаване на скоростта на превозното средство динамичният радиус се увеличава леко, което се обяснява с удължаването на гумата от центробежни инерционни сили.
Кинематичен радиус(r k) е радиусът на условно недеформирано колело, търкалящо се без плъзгане, което има същите ъглови и линейни скорости с това еластично колело:
r к = V x / w к. (5.5)
Стойността на r k се определя емпирично, за това се измерва пътя S, изминат от автомобила за n до пълни обороти:
r k = V x / w k = V x * t / w k * t = S / 2p n k, (5.6)
където V x е линейната скорост на колелото;
w к - ъглова скорост на колелото;
t е времето на движение.
Разликата между радиусите r d и r k се дължи на наличието на приплъзване в зоната на контакт на гумата с пътя.
При пълно приплъзване на колелото пътят, изминат от колелото, е равен на нула S = 0 и следователно r до = 0. По време на плъзгането на спирачните невъртящи се (блокирани) колела, т.е. при плъзгане, n до = 0 и r до ® ¥.
Когато автомобилът се движи по пътища с твърда настилка и добро сцепление, се взема приблизително r to = r d = r c = r.