Курсовая работа: Синтез и анализ эксплуатационных параметров автомобиля

tp = 1 + 2 + … + ,                                  (3.7)

а расчетный путь разгона

Sp =S1 + S2 + …+ Sn.                                (3.8)

Однако в полученных расчетных значениях времени tp и пути Sp разгона не учтены время и путь трогания с места при убывающей пробуксовке дисков сцепления, а также время и путь движения "накатом по инерции" при переключении передачи. Эти "потери времени и пути" количественно мало значимы, но их качественная сторона определяет операторское мастерство водителя и его влияние на основные свойства автомобиля, прежде всего проходимость, безотказность и долговечность.

Расчет, построение и анализ характеристик обгона

При движении обгоняющего 1 (рис. 3.2), обгоняемого 2 и встречного 3 автомобилей с постоянными скоростями u1,=20м/с, u2=15м/с и u3=19м/с соответственно свободное расстояние на встречной полосе, необходимое для завершенного обгона, определяем по формуле:

,                             (3.9)

где Sсв, Sоб и Sз – соответственно расстояние свободное, обгона и проходимое встречным автомобилем за время обгона, м;

L1=5и L2=5– габаритная длина соответсвенно обгоняющего и обгоняемого автомобилей, м;

D1 и D2 – дистанции безопасности соответственно в начале и конце завершенного обгона, м.

"Согласно имеющимся данным, первая дистанция безопасности может быть представлена в виде функции скорости обгоняющего автомобиля

D1 = аоб u12 + 4,           (3.10)

D1=216м.

а вторая – в виде функции скорости обгоняемого автомобиля

D2 = воб u22 + 4,           (3.11)

D2=112м.

где аоб и воб – эмпирические коэффициенты, зависимые от типа обгоняемого автомобиля (таблица 9).

Таблица 9. Значения коэффициентов аоб и воб

Вторая дистанция короче первой, так как водитель обгоняющего автомобиля стремится быстрее возвратиться на свою полосу движения и иногда "срезает угол", а также "вклинивается" в дистанцию D3 между движущимися впереди "лидером", заменяя опасность встречного столкновения двумя попутными – спереди и сзади. На скоростных магистралях подобные попутные столкновения, обусловленные аварийным завершением обгона, иногда переходят во встречные с десятками и даже сотнями участников. Поэтому опытные водители вместо опасного и, тем более аварийного завершения обгона не начинают или прекращают его, возвращаясь на свою полосу движения не спереди, а сзади обгоняемого транспортного средства. Такой маневр, называемый незавершенным обгоном, можно разделить на три скоростных и временно-путевых этапа:

1.  Выезд на встречную полосу и движение по ней со скоростью u1 за время t' на пути обгона:

,                                  (3.12)

где е – переднегабаритное опережение (+), e=4 м.

t’=45,0c.

S’1=900,0м.

2.  Замедление до скорости

=  - j1 t'' <    (3.13)

n’1=10,2м.

и пропускание обгоняемого автомобиля вперед на пути отказа от завершения обгона

,                                  (3.14)

где Кэ – коэффициент эффективности торможения; Кэ=1,2

 - минимально устойчивая скорость, согласно [, с. 53] = 3-5 м/с.

S’’1=769,4м.

3.  Возврат на свою полосу движения со скоростью  за время t''' на пути возврата

,                        (3.15)

где  - путь, проходимый обгоняемым автомобилем за время

,                   (3.16)

t’’=5с.

; (3.17)

S’’2=75м.

D2 – дистанция безопасности при отказе от завершения обгона и возврата на свою полосу из-за угрозы встречного столкновения;

D2 » (15 – 20) м [, с. 54];

t''' – время возврата на свою полосу;

.   (3.18)

t’’’=6,04с.

S’’’1=1537,2м.

При этом полный путь трехэтапного незавершенного обгона:

Sно=3206,6м.                                   (3.19)

и его время

tно = t' + t'' + t''' =56,04с. (3.20)

вместе со скоростью u3 встречного автомобиля определяют минимальное свободное расстояние

,        (3.21)

необходимое для осуществления этого сложного и опасного маневра.

S’св=4271,4м.

Анализ, построение и расчет тормозной диаграммы

При заданном значении начальной скорости uа=72км/ч тормозную диаграмму рассчитываем и строим в последовательности:

-  используя графики juс, juм и juмз на листе 2, определяем методом ординат с шагом 5 км/ч средние значения коэффициентов сцепления jс, jм и jмз в интервале скоростей от нуля до заданной uа;

-  выбираем значение времени реакции водителя tр из ряда tр = (0,6; 0,8; 1,0; 1,2 или 1,4) с, дифференцированного ВНИИСЭ;

-  принимаем допустимое ГОСТ Р 51709 – 2001 время срабатывания рабочей тормозной системы (РТС) tср и делим его на время запаздывания tс = (0,1 – 0,2)с (РТС с гидроприводом) или tс = (0,4 – 0,5)с (РТС с пневмоприводом) и время нарастания земедления tн=tср-tс;

-  определяем остановочное время на мокром и загрязненном покрытии по формуле

tомз=tр+tс+0,5tн+uа/gjмз (3.22)

и с учетом полученного значения составляем таблицу 10 для трех вариантов тормозной диаграммы – при средних значениях jс, jм и jмз;

Таблица 10. Расчетные тормозные диаграммы

-  определяем остановочный путь на мокром и загрязненном покрытии по формуле:

sомз=(tр+tс+0,5tн)uа+uа2/gjмз  (3.23)

и установившиеся замедления jуст по формуле (3.49) при jх = jмз и Кэ = 1; jх = jм и Кэ min, jх = jс и Кэ mах;

- на листе миллиметровой бумаги формата А 4 на расстоянии около 100 мм от верхнего края проводим горизонтальную шкалу времени t и вертикальные шкалы j (верхнюю), u и s (нижние), выбираем удобные масштабы и строим графики jс (t), jм (t) и jмз (t), ограничив их значениями остановочного времени tос, tом и tомз, и приняв линейную зависимость нарастания от нуля до jуст в интервале времени tн;

-  определяем скорости uн в конце нарастания замедлений по формуле

uн=uа–0,5jустtн (3.24)

при jуст = jс, jм и jмз, откладываем полученные значения на вертикали, проходящей через конец интервала tн, полученные точки соединяем плавными кривыми с горизонталью uа и расходящимися лучами с точками tомз, tом и Ошибка! Ошибка связи. на горизонтальной шкале t;

- определяем прямолинейную часть графика пути за время реакции водителя и запаздывания РТС

sрс=uа(tр+tc)  (3.25)

и его криволинейные приращения за время нарастания замедления

sн=0,5uнtн=0,5tн(uа–0,5jустtн) (3.26)

строим прямолинейно-криволинейное начало "веера" остановочных путей:

- определяем по графикам средние значения скоростей в секундных интервалах времени tуcт, полученные значения заносим в таблицу 3.4 и складываем как секундные приращения sмз, sм и

sс=uа(t) с предыдущими значениями sмз, sм и sс в колонках таблицы 10; по полученным значениям строим параболическую часть графиков остановочных путей;

-  из остановочного пути sос определяем тормозной путь:

sт=sос-uаtp (3.27)

Sт=68,84081633

и сравниваем его с расчетным тормозным путем по приложению Д ГОСТ Р 51709 – 2001:

,  (3.28)

где sт – тормозной путь, м;

uо – начальная скорость торможения автотранспортного средства (АТС), км/ч;

jуст – установившееся замедление согласно таблице Д 1, м/с2;

А – коэффициент, характеризующий время срабатывания тормозной системы, принимаемой из таблицы Д 1.

Таблица Д 1. ГОСТ Р 51709 – 2001

Sт=56,82м.

Однозначная количественная оценка долями единицы операторского мастерства водителя, конструктивного совершенства автомобиля и транспортно-эксплуатационных свойств дороги может быть получена из экспериментальных тормозных диаграмм. Графоаналитический вариант такой диаграммы, показанный на тягово-тормозном паспорте (см. рисунок 2.1), строим в последовательности:

-  на нижней левой шкале откладываем значение g=9,8м/с2, переносим его на верхнюю левую шкалу и соединяем диагональной линией g с началом координат (Dо=0, jхт=0, uа=0, sт=0) тормозной "части" динамического паспорта;

-  используя значения остановочного времени tо, выбираем удобный масштаб, например с/см, и наносим на вторую слева шкалу значения времени торможения

t ® 0, 2, 4, 6, 8 с 10 или 0, 5, 10, 20 с 25;

-  учитывая высокую чувствительность организмом человека низкочастотных колебаний скорости продольных замедлений (ускорений) d jx/d t, приспособленность правой ноги к малым частотам (1,7 – 2,5 Гц) и ограниченную скорость срабатывания тормозной системы, принимаем минимальную частоту импульсов 1Гц;

-  считая все значения коэффициентов сцепления juс реализованными при блокировке колес после "клевка", а не максимальными при коэффициенте юза sкр, принимаем постоянные "размахи"

juс = ju, max-juс£0,2 (3.29)

jх = juс g £ 2 м/с2;

-  на шкале скоростей откладываем начальную скорость uао, проектируем ее значение по вертикали до пересечения с кривой juс, полученную точку пересечения проектируем по горизонтали до пересечения с g, а полученную на ней точку проектируем по вертикали до пересечения с линией нарастания замедления и шкальной jхт соответствует реализованному при юзе значению коэффициента сцепления juс при начальной скорости uа и согласно (3.61) может быть увеличено до максимального при jхт/t=0 и уменьшено до минимального на ту же величину  jхт при jхт/t=0 в точке касания с вертикальной линией проектирования произведения juсg на шкалу jхт;

-  определяем из построенного графика первого односекундного "клевка" среднее значение замедления

            (3.30)

и уменьшаем скорость uао на величину

u1 = j1, ср t1             (3.31)

отложенную на горизонтали, уходящей вправо из j1, min до пересечения с вертикалью, проведенной через значение начальной скорости uао,

- полученное значение скорости uа1 в конце первого "клевка"

uа1 = uао - u1

считаем начальным, по нему графически определяем значение реализованного при юзе коэффициента сцепления juс и соответствующего ему замедления j2, ср и уменьшения скорости u2.

При выбранной частоте импульсов ("клевков") 1 Гц начальная скорость перед торможением

uа= uа =

удобно делится на n уменьшений uа последовательно определяемых как средние замедления jср в интервалах времени t=1с.

Текущие приращения остановочного sос и тормозного sтс путей s определяем

графически как половины средних значений скорости uа, ср в полусекундных интервалах t.

Построение графиков j(t), uа(t) и sт(t) при других состояниях дороги, характеризуемых коэффициентами сцепления juм и juмз, аналогично.