ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ - Зайцев К

Федеральна агенція з освіти

Сибірська державна автомобільно-дорожня академія

Кафедра автомобілів та безпеки руху

«ТЕОРІЯ АВТОМОБІЛЯ» Упорядники: К.В.Зайцев, Л.Г.Ягодкін

Костянтин Васильович Зайцев,

Лев Геннадійович Ягодкін Редактор І.Г.Кузнєцова

Формат 6090 1/16. Папір письмовий.

Оперативний метод друку.

Ум. д. л. 3,0, уч.- вид. л. 3.0.

Тираж 300 екз. Вид. № 31. Замовлення.

644099, Омськ, вул. П. Некрасова, 10

Надруковано в ПЦ видавництва Сібаді

644099, Омськ, вул. П. Некрасова, 10

Підготовка студентів до лабораторної роботи. . . . . . . . . . 5

Порядок оформлення звіту з лабораторних робіт та його захист. . 6

Лабораторна робота № 1. Розрахунок силового балансу автомобіля на основі результатів експериментальних досліджень. . . . . . . . . . . .6

Лабораторна робота №2. Стійкість автомобіля. . . . . . . . . . . . . . 20 Лабораторна робота № 3. Визначення коефіцієнта обліку

обертових мас. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Лабораторна робота № 4. Побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна та дорожньо-економічної характеристики автомобіля. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Бібліографічний список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Додаток А. Приклад оформлення титульного листа звіту

лабораторної роботи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 46

Додаток Б. Приклад оформлення розрахункових формул та рівнянь. 47

Додаток В. Приклад оформлення графіків залежностей. . . . .. . . 48ВступЛабораторний практикум складено на підставі навчального плану відповідно до робочої програми з дисциплін «Автомобілі» та «Техніка транспорту».

Основна мета лабораторних робіт полягає в отриманні практичних навичок щодо визначення тягово-швидкісних властивостей та паливної економічності транспортних засобів, а також оцінки впливу різних факторів на розгін та стійкість автомобіля.

Лабораторні роботи включають експериментальні визначення та розрахунки, необхідні для побудови швидкісної характеристики двигуна, силового балансу автомобіля, графіків критичних швидкостей при перекиданні та занесення, залежностей коефіцієнта обліку обертових мас і максимального прискорення від передавального числа коробки передач, а також дорожньо-економічної характеристики автомобіля .

У процесі виконання лабораторних робіт студенти повинні навчитися давати якісну оцінку автомобілів та встановлювати зв'язок його параметрів із діючими зовнішніми факторами; освоїти та знати основні експлуатаційні властивості автомобілів, методи їх визначення та оцінки, а також зв'язок експлуатаційних властивостей з основними параметрами конструкцій автомобілів; придбати практичні навички та вміння у визначенні та порівнянні експлуатаційних властивостей автомобілів за технічними характеристиками.

Теорія автомобіля - це наукова дисципліна, що вивчає експлуатаційні властивості транспортних засобів.

У теорії автомобіля розглядаються закономірності руху автомобіля, визначаються сили, що діють на автомобіль у різних умовах експлуатації, досліджуютьсяможливості найвигіднішого використання. Теорія дозволяє визначати оптимальні параметри автомобіля при проектуванні нових та модернізації існуючих моделей. Завдяки розвитку теорії вирішується більшість питань щодо впливу конструкції автомобіля на експлуатаційні властивості.

Експлуатаційні властивості автомобіля характеризують можливість ефективного використання його у певних умовах, дозволяючи оцінити, якою мірою його конструкція відповідає вимогам експлуатації.

Основними експлуатаційними властивостями автомобіля є: динамічність, паливна економічність, стійкість, прохідність, керованість та плавність ходу.

В даному лабораторному практикумі досліджуються перші три властивості автомобіля.

Піддинамичністюавтомобілярозуміють його властивість перевозити вантажі та пасажирів з максимально можливою середньою швидкістю в заданих дорожніх умовах. Чим краща динамічність автомобіля, тим більша його продуктивність. Динамічність автомобіля залежить від його тягових властивостей.

Паливною економічністю автомобіляназивають його властивість раціонально використовувати для руху енергію палива, що спалюється. Чим менша витрата палива, тим дешевша експлуатація автомобіля.

Підстійкістю автомобілярозуміють його властивість зберігати напрямок руху і протистояти ковзанню і перекиданню.

Стійкість автомобіля більшою мірою забезпечує безпеку руху.

Теоретичний аналіз експлуатаційних властивостей необхідний при випробуваннях та доведення нових моделей автомобілів, а також при виборі типу рухомого складу для задоволення вимог експлуатації.

ПІДГОТОВКА СТУДЕНТІВ ДО ВИКОНАННЯ

ПОРЯДОК ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ З ЛАБОРАТОРНИХ РОБОТІ ЙОГО ЗАХИСТ За виконаними завданнями (операціями) лабораторної роботи студентам необхідно подати оформлений звіт та захистити його.

Звіт оформляється на окремих аркушах формату А4 з дотриманням загальних вимог до текстових документів. Дозволяється використовувати окремі зошити з дотриманням формату А4.

Структурними частинами звіту з лабораторної роботи є:

  1. титульний лист (приклад оформлення – у дод. А);
  2. мети та завдання лабораторної роботи;
  3. загальний порядок виконання завдань лабораторної роботи, коротка характеристика застосовуваних методів дослідження та основні формули, за якими ведеться розрахунок необхідних величин (оформлення формул показано в додатку Б);
  4. принципова схема основного обладнання (стенду, приладу);
  5. результати експерименту (досвіду) у вигляді таблиці та графіків з текстом до них, що пояснює фізичний зміст виявлених відхилень (оформлення графіків показано в додатку В);
  6. висновки за результатами виконаних завдань.
Текст звіту слід виконувати чітким, розбірливим почерком пастою (чорнилом) одного кольору. Допускається виконання текстової частини звіту на комп'ютері за допомогою програмних продуктів Word, Excel та ін.

Креслення, схеми, ілюстрації виконуються олівцем. Графіки слід виконувати на окремому аркуші міліметрового паперу потрібного формату (приклад оформлення – у додатку Б). Виконання креслень та графіків у комп'ютерному виконанні не допускаються.

Захист звіту про виконані завдання (операції) лабораторної роботи полягає у доказі достовірності отриманих результатів, а також у відповідях на контрольні питання та питання щодо змісту виконаної лабораторної роботи.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

РОЗРАХУНОК СИЛОВОГО БАЛАНСУ АВТОМОБІЛЯ

НА ПІДСТАВИ РЕЗУЛЬТАТІВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬМета роботи– вивчити методику випробувань, отримати практичні навички з експериментального визначення тягово-швидкісних властивостей автомобіля та обробки результатів випробувань.

Обладнання, що використовується: автомобіль-лабораторія, з встановленим на ньому обладнанням; самописці типу Н-338 або ін.Основні положенняПри русі автомобіля сили опору руху долаються силою тяги, що отримується провідними колесами автомобіля від двигуна. Рівність цих сил називаєтьсясиловим балансомавтомобіля:Рк= Р+ Рw+Pj, (1)

деРк- тягова сила на колесах, що отримується від крутного моменту двигуна, Н;

Рw- сила опору повітря, Н;

Pj– сила опору інерції автомобіля, Н. Сила опору дороги знаходиться за формулоюР= Pf±Pi= Ga∙ f ±Ga∙i = Ga∙(f ±i)= Ga∙, (2) деPf– сила опору коченню коліс автомобіля, Н;

Pi- сила опору підйому автомобіля в гору, Н;

g- прискорення вільного падіння, м/с 2;

f- коефіцієнт опору коченню;

i- коефіцієнт ухилу дороги,i?sin?;

?– кут ухилу дороги у градусах;

У цій лабораторній роботі коефіцієнтвизначається експериментальним шляхом.

Коефіцієнт опору коченнюfзалежить від швидкості автомобіля:f=f0∙(1+V2/6950), (3) деV- швидкість автомобіля, м/с;

f0 – коефіцієнт опору коченню колеса за швидкості автомобіля, близької до нуля.

Значенняf0 приймають рівним 0,015 (для дороги із сухим асфальтобетонним покриттям задовільного стану). Так як коефіцієнтfзмінюється незначно, у розрахунках можна умовно приймати, щоfне залежить від швидкості автомобіля та постійний протягом усієї ділянки дороги.

Cила опору повітряРwзнаходиться за формулоюРw= до ∙F∙V2, (4) дек- коефіцієнт обтічності, НЧс 2 /м 4;

F- площа лобового опору, м2;

V-швидкість автомобіля щодо повітря, м/с.

j- прискорення автомобіля, м / с 2;

?– коефіцієнт обліку обертових мас автомобіля.

n– кількість осіб, які перебували в автомобілі під час експерименту;

Коефіцієнт обліку обертових мас?показує, у скільки разів умовна поступово рухома маса автомобіля більша за дійсну. Точний розрахунок величини коефіцієнта обліку обертових мас?скрутний і може бути виконаний головним чином експериментальним шляхом. Для орієнтовних розрахунків у теорії автомобіля застосовується наступна емпірична формула:? =1,03 + 0,05∙iк2 , (7) деiк– передатне відношення коробки.

За різних умов руху автомобіля силовий баланс може набувати різних форм.

При розгоніавтомобіля діють усі сили з рівняння (1).

При рівномірномурухусиловий баланс набуває виглядуРк=Р+Рw. (8)При русі накатом(вибіг) силовий баланс виражається формулоюPj=Р+Рw.(9) Використовуючи рівняння (9), випробувачі автомобілів визначають добутокдо∙F, іменованийфактором обтічності. Фактор обтічностікFє величина постійна для даної моделі автомобіля, що залежить тільки від форми (коефіцієнтк) та лобової площі автомобіляF. У цій роботі використовують експериментальний метод розрахунку фактора обтічності.

Експериментальний метод визначення тягово-швидкісних властивостей автомобіля полягає у наступному.

Автомобіль розганяють з першої або другої передачі (залежно від марки автомобіля-лабораторії) до максимально можливої ​​швидкості, послідовно включаючи 2-у, 3-ю та 4-у передачі, переводять рух у режим накату (нейтральна передача) і записують процес розгону - накату (вибігу) на самописний прилад (рис. 1), тобто. фіксують зміну швидкості автомобіля від часу (рис. 2).

Мал. 1. Схема самописного приладу Н-338

Експеримент проводиться на горизонтальній ділянці з асфальтобетонним покриттям. Перед випробуванням проводять таріровку для визначення масштабів запису майбутніх вимірів. Швидкість автомобіля фіксується вертикальним відхиленням стрілки приладу, а час процесу визначається швидкістю протяжки стрічки, на якій буде записаний процес. Для з'ясування масштабу запису приладу швидкості автомобіля на прилад (при нерухомому автомобілі) подається заздалегідь відома величина напруги, що відповідає швидкості автомобіля в 25 км/год (6,94 м/с).