Презентация 05 Тяговый баланс тракторов и автомобилей

ВОПРОСЫ 1. Уравнение тягового баланса 2. Силы и моменты, действующие на колесную машину 3. Силы сопротивления качению и подъему 4. Сила инерции 5. Сила сопротивления воздуха 6. Тяговое усилие ТЕМА ЛЕКЦИИ Тяговый баланс трактора и автомобиля

Уравнение тягового баланса показывает соотношение между движущими силами сопротивления движению сила сопротивления качению P f сила инерции P j. Движущей силой является касательная сила тяги P к = P f + P j + P в + P кр Силами сопротивления движению являются: сила сопротивления подъему P сила сопротивления воздуха P в тяговое усилие P кр. В левой части уравнения располагаются движущие силы, в правой – силы сопротивления движению

Значимость уравнения тягового баланса Уравнение тягового баланса позволяет: P к = P f + P j + P в + P кр 1. Определить силу, необходимую для движения в заданных условиях 2. Определить наихудшие условия движения по поверхности 3. Определить максимальные углы подъема, преодолеваемые машиной 4. Оценить разгонные качества автомобиля 5. Определить максимальную скорость движения автомобиля 6. Оценить тяговые качества трактора

0 2L aк aп 0 1ЦТ ЦП Yк Yп P Pjпм Mjк. Mjп Mfк Mfп Xк Xп Pк G A Pм Pкр Pv Mо Pв Gcos. Силы и моменты, действующие на колесную машину

L На колесную машину в движении действуют следующие силы и моменты:

L Mо момент на ведущей оси М o = М д i тр

0 2L aк. Pк Mо к r M P касательная сила тяги

0 2L aк Xк Pк Mо горизонтальная реакция почвы на задние (ведущие) колеса

0 2L aк aп 0 1 Xк Xп Pк Mо горизонтальная реакция почвы на передние (ведомые) колеса

0 2L aк aп 0 1ЦТ Xк Xп Pк G Mо сила тяжести

0 2L aк aп 0 1ЦТ P Xк Xп Pк G Mо Gcos которая раскладывается на две проекции — «горизонтальную» и «вертикальную»

0 2L aк aп 0 1ЦТ P Xк Xп Pк G A Pм Mо Gcos сила сопротивления рабочей машины

0 2L aк aп 0 1ЦТ P Xк Xп Pк G A Pм Pкр Pv Mо Gcos которая раскладывается на две проекции — «горизонтальную» и «вертикальную»

0 2L aк aп 0 1ЦТ Yк Yп P Xк Xп Pк G A Pм Pкр Pv Mо Gcos вертикальные реакции почвы на передние и задние колеса

0 2L aк aп 0 1ЦТ Yк Yп P Mfк Mfп Xк Xп Pк G A Pм Pкр Pv Mо Gcos ккfкa. YM ппfпa. YM моменты сопротивления качению передних и задних колес

0 2L aк aп 0 1ЦТ Yк Yп P Pjпм Mfк Mfп Xк Xп Pк G A Pм Pкр Pv Mо Gcos сила инерции поступательно движущихся масс

0 2L aк aп 0 1ЦТ Yк Yп P Pjпм Mjк. Mjп Mfк Mfп Xк Xп Pк G A Pм Pкр Pv Mо Gcos моменты инерции передних и задних колес

0 2L aк aп 0 1ЦТ ЦП Yк Yп P Pjпм Mjк. Mjп Mfк Mfп Xк Xп Pк G A Pм Pкр Pv Mо Pв Gcos сила сопротивления воздуха

0 2L aк aп 0 1ЦТ ЦП Yк Yп P Pjпм Mjк. Mjп Mfк Mfп Xк Xп Pк G A Pм Pкр Pv Mо Pв Gcos P к = P f + P j + P в + P кр

Силы сопротивления качению и подъему ппf пa. YM Сила сопротивления качению складывается из сопротивления качению передних и задних колес к fк п fп f r M P к кк п пп r Ya ккfкa. YM к к п п r a f)YY(f. Pкпf для трактора Gf. Pf для автомобиля cos. Gf. Pf Сила сопротивления подъему sin. GP

При рассмотрении тягового баланса автомобиля силы сопротивления качению и подъему объединяют в силу дорожного сопротивления. PPPf sin. Gcos. Gf. PG)sincosf(Gпр пр – приведенный коэффициент дорожного сопротивления sincosfпр для )6(рад 1, 0 L H 1costgsinтогда tgfпрif i – уклон дороги tg L H i 12, 0i

Силы инерции Сила инерции складывается из инерции поступательно движущихся масс и вращающихся масс п пj к кj пмjjr M PP (1) jm. Pпмj Сила инерции поступательно движущихся масс (2) оjпртрjпрдjкj. MMMM Момент инерции ведущих колес (3) Приведенный момент инерции двигателя тртрдjпрдji. MM (4) Момент инерции двигателя дддj IM dtd д д трод i ко r v dtdv j к трд r i. I dtdv к трд r i. I j (5) Угловое ускорение коленчатого вала двигателя Угловая скорость ведущих колес Линейное ускорение автомобиля dt d I д д трд оi. I dt d

После подстановки (5) в (4) (6)к тр 2 трд прдj r i. I j. M По аналогии с (6) Приведенный момент инерции трансмиссии к n 1x x 2 xx пртрj r i. I j. M (7) к к оj r I j. M Момент инерции задних колес (8) (9) (10) (11)Момент инерции передних колес п п пj r I j. M После подстановки (6), (7), (8) в ( 3 ) , затем (2), (3), (9) в ( 1 ) 2 п п 2 к к 2 к n 1x x 2 xx 2 к тр 2 трд j r I j r i. I jjm. P 2 к пк n 1x x 2 xxтр 2 трд j rm IIi. I 1jm. P 2 п 2 к r r

Сила инерцииврjjm. P вр – коэффициент учета вращающихся масс , который показывает, во сколько раз сила, необходимая для разгона автомобиля с заданным ускорением больше , чем сила, необходимая для разгона его массы 2 к отр 2 трд вр rm Ii. I 1 I о – момент инерции колес 2 п 2 к пкo rr III Коэффициент учета вращающихся масс: 1. Всегда больше единицы 2. Зависит от включенной передачи 3. Зависит от загрузки автомобиля 2 к 2 п 2 к пк n 1x x 2 xxтр 2 трд j rm r r IIi. I 1jm. P вр

Силы сопротивления воздуха Сопротивление воздуха складывается из следующих составляющих: 1. Лобовое сопротивление 2. Завихрения воздуха Сопротивление формы 50. . 60 % 3. Трение воздуха о поверхность 5. . 10 % 4. Внутренние сопротивления 10. . 15 % 5. Индуцируемое сопротивление 10. . 15 % 6. Дополнительные сопротивления до 15 %Y Z X

Влияние формы тела на сопротивление воздуха 100% 40% 85% 28% Влияние формы обтекателей на сопротивление воздуха грузового автомобиля (фургона) 100% 81% 89% 70% Полуприцеп увеличивает сопротивление воздуха на 10%, прицеп – на 20. . 30%

Сила сопротивления воздуха зависит от коэффициента обтекаемости c x , площади лобового сопротивления F и скоростного напора q. Fqc. Pxв Скоростной напор равен кинетической энергии одного кубометра воздуха, движущегося со скоростью автомобиля 2 v q 2 в 2 Fvc P 2 вx в Коэффициент сопротивления воздуха соответствует силе сопротивления воздуха, действующей на 1 м 2 площади лобового сопротивления автомобиля, движущегося с относительной скоростью 1 м/с 2 в. KFv. P V ( км/ч) = 3, 6 v ( м/с) 4 2 м с. Н м 2 км/ч 2c K вx 4 2 м с. Н , ρ в – плотность воздуха, кг/м 3 v – скорость автомобиля, м/с 13 KFV P 2 в , Н

P М Тяговое усилие P кр — горизонтальная составляющая силы сопротивления рабочей машины P м , приложенная в [ условной ] точке прицепа Прицепная машина (2 D )cos. PPмкр sin. PPмv Прицепная машина (3 D ) А P’ М cos. PP ‘ мм sin. PP ‘ мh. P h А P М P КР P V P КР coscos. PP ‘ ммкр sincos. Psin. PP ‘ ммv P V

Навесная машина МЦВ – мгновенный центр вращения G М G м – сила тяжести навесной машины R C R c – сила сопротивления рабочих органов Y М X м , Y м – горизонтальная и вертикальная реакции на опорные колеса машины F НF В F в , F н – усилия в верхней и нижних тягах навесного устройства 0Y 0X 0Mмцв мм. Yf. X м. Y н в F FF В F Н P М A нвм. FFP cos. PPмкр sin. PPмv. P КР P V F Н X В Н F Н YF В Y F В X ВВВXcos. FF ВВВYsin. FF НННXcos. FF НННYsin. FF НXВXКРFFP НYВYV FFP

Гидравлическая навесная система Силовой позиционный регулятор Гидроподъемник Электрогидравлическая BOSCH