Расчёт автомобиля ГАЗ-33081(Садко)

КРготовпечать .docx

Цель и задачи курсовой работы . 3
Список основных обозначений . .5
Массив исходных данных .. 7
Тягово-скоростные свойства АТС . .14
Тормозные свойства АТС 27
Профильная проходимость 46
Список использованных источников 50
Цель и задачи курсовой работы
Повести численный анализ тягово-скоростных тормозных свойств устойчивости манёвренности и профильной проходимости автомобиль ГАЗ-33081(Садко) полностью загруженного с прицепным звеном (полуприцепом) полевой кухней КП-130 в заданных дорожных условиях:
Тип покрытия асфальтобетон
Коэффициент сопротивления качению о 0 0018
Коэффициентами сцепления φ = 02; 08.
Радиусом поворота Rmin = 11 м R –выбранный из спутниковой карты
Продольный уклон 046 (25о)
Полноприводный «Садко» ГАЗ-33081 знаменит своими уникальными внедорожными качествами. По проходимости грузовик не имеет аналогов на российском рынке и далеко опережает большинство зарубежных конкурентов. Признанием выдающихся характеристик автомобиля является его популярность в вооружённых силах многих стран мира среди добывающих компаний и геологических предприятий которые работают не только в лесной и сельской местности но и в пустынях джунглях и в горных районах. Автомобиль оснащён мощным дизельным двигателем гидроусилителем руля комфортной двухместной кабиной с удобно расположенными элементами управления системой регулировки давления в шинах и лебёдкой с механическим приводом.
Кухня полевая КП-130– это универсальное походное приспособление предназначенное для приготовления пищи или кипятка и их транспортировки в полевых условиях для удалённых от жилищных условий объектов или военных частей. КП-130 имеет вид прицепа и может базироваться на передвижном шасси или же на платформе грузового автомобиля.Кухня полевая КП-130 состоит из двух котлов для пищи это позволяет транспортировать одновременно два разных вида еды или например комбинировать: еду в одном котле а кипяток для горячих напитков – в другом.Малые габариты высокая эффективность работы котлов мобильность и компактностькухни КП-130делают её незаменимой для применения в самых разнообразных целях вдали от населенных пунктов.
СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
g - ускорение силы тяжести мс2
G - сила тяжести (вес) Н
f - коэффициент сопротивлению качению;
-угол продольного уклона (подъема или спуска) град
i - уклон (i = sin а)
- коэффициент сопротивления дороги
-коэффициент сцепления
- коэффициент учета вращающихся масс
Сх - коэффициент аэродинамического сопротивления
Uтр - передаточное число трансмиссии
тр - КПД трансмиссии
rк - статический радиус колеса м
Jk Jд - моменты инерции колеса и двигателя кг м2
nе - частота вращения вала ДВС обмин
Ме - эффективный крутящий момент Н м
D - динамический фактор по крутящему моменту
D - динамический фактор по сцеплению колёс
Pz Рх - соответственно нормальная и касательная сила Н
Rz - нормальная реакции Н
Rx Ry -касательные реакции Н
Sp - - путь за время реакции водителя:
Sc - путь за время приведения тормозов в действие:
Sн - путь за время нарастания тормозных сил до максимального значения:
So - остановочный путь АТС определяют суммированием его составляющих:
St - тормозной путь:
Vн - снижение скорости за время нарастания тормозных сил:
Vн - начальная скорость при торможении определяется разностью:
Vмах - максимальная скорость автомобиля
Jt - время экстренного торможения:
Lпс - передний свес мм
Lзс - задний свес мм
Lc - плечо сцепного устройства автомобиля мм
L2 - длина дышла прицепа мм
Ск – сдвиг траекторий м
Впов - поворотная ширина по следу колёс м
- угол складывания автопоезда град
В – средняя ширина колеи м
B – составляющая бызы м
R – радиус поворота м
– угол поперечного уклона град
– Угол поворота колёс град
φц - угол радиуса центра масс рад
Vц – скорость центра масс мс
Рц – центробежная сила Н
Рцуг – составляющая ЦБ Н
Рцу – составляющая Рцуг Н
РGZ – составляющая G Н
РGУ – составляющая G Н
Рz – полная нормальная сила Н
РУ – полная косательная сила Н
Mуд – момент удерживающий АТС Н*м
Mоп – момент опрокидывающий АТС Н*м
Массив исходных данных.
В данном разделе представлены результаты решения следующих задач.
Сбор данных по АТС ГАЗ 33081 и прицепу КП-130 и формирование основного массива исходных данных.
Определение центра масс всех составляющих полностью загруженного АТС (груза людей порожнего АТС) и определение общего центра масс.
1. Блок первичных исходных данных
1.1 Характеристика АТС.
Рассматриваемый автомобиль – полноприводный 3-х местный грузовик категории N2 - ГАЗ-33081 «Садко» с двигателем ЯМЗ-53442.
Основные параметры АТС сведены в табл. 1.1
Распределение снаряженной массы по осям определили с помощью автомобиля аналога ГАЗ 52-01у которого:[10]
Отсюда с помощью процентного соотношения распределение массы по осям своего автомобиля ГАЗ 33081:
Таб. 1.1. Характеристика АТС ГАЗ-33081
1.3. Геометрические параметры АТС.
Геометрические параметры ГАЗ-33081 представлены на трёх рисунках приложенных к отчёту.
Рис. 1.1 вид с боку.
Рис.1.2- вид сверху.
Рис.1.3- вид спереди.
Также размеры данного автомобиля представлены в приложении А. [6]
1.2. Характеристика автомобильного двигателя.
На ГАЗ-33081 установлен двигатель внутреннего сгорания ЯМЗ-53442 параметры данного двигателя представлены в табл. 1.2
Таб. 1.2. Характеристика двигателя ЯМЗ-53442
Наименование параметра
Максимальная мощность Ne при ne = обмин
Максимальный крутящий момент Me при ne=2000- 2500 обмин
Момент инерции вращающихся частей J
Минимальный удельный эффективный расход топлива ge
Внешняя скоростная характеристика Ме=f(ne):
Внешняя скоростная характеристика двигателя ЯМЗ-53442
Также скоростная характеристика представлена в приложении В. [8]
1.3. Характеристика прицепа.
Для данного АТС выбран военный прицеп полевая кухня КП-130 данные о прицепе представлены в табл.1.4 так же к отчету прикреплены рисунки прицепа Рис.1.4;1.5.
Также рисунок данного прицепа представлен в приложении С.
Таб. 1.4 - характеристика прицепа ГАЗ-33081 полевая кухня КП-130 [9]
наименование параметров
собственная масса m0
в т.ч. На сцепку m01
в т.ч. На сцепку ma1
статический радиус колес
погрузочная высота прицепа
Рис.1.4 - вид прицепа сверху.
Рис.1.5 - вид прицепа сбоку.
1.4.Характеристика полезной нагрузки сведена в таб. 1.5.
Таб. 1.5. Характеристика полезной нагрузки.
Характеристика полезной нагрузки Наименование параметра
Полезная нагрузка mг
2. Блок производных исходных данных.
2.1. Координаты центра масс АТС.
Положение центра масс необходимо при расчете нормальных реакций дороги силы сцепления ходовых колес с опорной поверхностью в тяговом и тормозном режимах движения анализе устойчивости автотранспортного средства.
Локальный массив исходных данных для расчёта центра масс ГАЗ-33081 представлен в табл. 1.6. Расчётная схема расположения людей и груза представлена на рис.1.1.
Таб.1.6. Массив исходных данных для расчёта координат центра масс
Собственная масса m0
в т.ч. на переднюю ось m01
на заднюю ось (или тележку) m02
число посадочных мест Zп
на переднем ряду Zп1
статический радиус колеса rк
Координаты центра масс mч
Координаты центра масс mг
Расчёт координат центра масс грузового автомобиля.
1)Определение координат ЦМ порожнего автомобиля.
Найдём реакцию дороги порожнего автомобиля.
Составим уравнение моментов относительно центра 1.
Выразим отсюда абсциссу
Ординату h0 в первом приближении принимают равной
2)Определяем ЦМ автомобиля.
Масса человека равна mч = 100 кг отсюда
Фактическая масса автомобиля равна
Абсциссу груженого автомобиля ха определяем из уравнения моментов составленного относительно центра 1. В частности для автомобиля по рис. 1.1 уравнение имеет вид:
Отсюда выразим абсциссу
Ординату автомобиля hа также определяют из уравнения моментов которое для автомобиля по рисунку 1.1 имеет вид:
Полученные результаты представлены в таб. 1.6
2.2. Нормальные реакции дороги действующие на неподвижное автотранспортное средство;
При известных координатах Ома нормальные реакции действующие на одиночный автомобиль определяют из уравнения моментов относительно начало координат 1.
Складываем полученные реакции и сравниваем с исходным значением.
Перегрузка какой либо оси не наблюдается.
2.3. Лобовая площадь АТС.
Контур наибольшего поперечного сечения представлен на рис.1.3.
Лобовую площадь данного АТС находим в программе компас используя функцию измерения площади.
F = Fк М2 = 00067 252 = 4202м2
Fк – площадь определённая в программе компас.
М – масштаб рисунка.
Рис 1.6.вид спереди АТС ГАЗ 33081(Садко)
Найденные значения так же указаны в табл.1.7.
Таб. 1.7. Блок производных данных.
Координаты центра масс порожнего
Координаты центра масс человека
Координаты центра масс груза
Координаты центра масс груженого АТС
Нормальные реакции дороги:
действующие на колеса передней Rz1
колеса задней оси Rz2
Лобова площадь груженого АТС Fa
По данной таблице построена схема расположения центров масс рис 1.7
Вывод: Данные для создания массива были взяты из технических характеристик для данного автомобиля а именно из учебников и с официальных сайта завода производителя данного АТС. Для определения распределения масс по осям порожнего автомобиля был найден аналог данного автомобиля с распределением его масс по осям после чего было взято процентное соотношение и определено уже распределение масс для автомобиля ГАЗ 33081.
Массив исходных данных является основным источником информации АТС ГАЗ 33081 для последующего произведения всех расчётов в данной курсовой работе.
Тягово-скоростные свойства АТС ГАЗ 33081.
В данном разделе представлены результаты расчета и анализа тягово-скоростной характеристики динамической характеристики ускорения скоростной характеристики (разгон на высшей передаче и выбег)
Для этого были решены следующие задачи:
Сформировать локальный массив исходных данных.
Расчет и анализ тяговой и динамической характеристик и ускорений АТС;
Расчёт и анализ разгона АТС на прямой передаче;
Расчёт и анализ выбега АТС
Тягово-скоростные свойства оценивают посредством тяговой динамической характеристик графика ускорений и скоростных характеристик АТС.
Для расчета перечисленных характеристик необходимо сформировать локальный массив данных на основе исходного таблица 2.1
1.Локальльный массив исходных данных;
Таб. 2.1 Дополнительный массив исходных данных
Коэффициент аэродинамического сопротивления [2]
Коэффициент сопротивления качению: заданный
Коэффициент сцепления: минимальный
Угол продольного уклона дороги (заданный) град
Плотность воздуха (при температуре воздуха tв =20°С)
Коэффициент учета вращающихся масс (рассчитать):
Расчёт коэфициэнта вращающихся масс для первой передачи.
)Находим момент вращающихся элементов трансмиссии приведённый к колёсам:
)Находим момент инерции двигателя приведённый к его выходному валу:
)Находим коэффициент учёта вращающихся масс для каждой передачи.
Коэффициент учёта вращающихся масс для 1 низшей передачи
Все расчёты сведены в таблицу 2.1
2. Расчет и анализ тяговой и динамической характеристик графика ускорений;
)Сила тяги ведущих колёс
)Сила сопротивления воздуха
)Коэфициэнт сопративлению качению.
)Коэфициэнт сопративления дороги на подъёмах с заданным уклоном i
)Сила сопротивления движению АТС на горизонтальном участке дороги
)Сила сопротивления движению АТС на подъёме с заданным уклоном
)Динамический фактор по крутящему моменту
)Динамический фактор по сцеплению ()
Таб. 2.2 Результаты расчета тяговой и динамической характеристик графика ускорений.
Табл.2.2 прололжение
По результатам расчётов представленных в таблице построены графики Рис 2.1; Рис 2.2; Рис 2.3;
Рис. 2.1 Тяговая характеристика ГАЗ-33081 с пятиступенчатой КПП: 1 5-сила тяги на 1 5 передачах; 6- 1-я. пониженная переда раздаточной коробки78-сила сопротивлению движению на горизонтальном участке и подъёме (83 кмч – максимальная скорость на горизонтальном учатске и 5-й передаче; 13 кмч – максимальная скорость на заданном подъёме на пониженной передаче )
Рис. 2.2. Динамическая характеристика ГАЗ-33081 с пятиступенчатой КПП: 1 5 – динамический фактор на 1 5 передачах; 6- 1-я. пониженная переда раздаточной коробки 810 – коэффициент сопротивления качению и коэффициент сопротивления дороги (из графика следует: 83 кмч – максимально возможная скорость на горизонтальном участке на 5 – й передаче; 13 кмч – на заданном подъёме при движении на пониженной передачи); 79 – динамический фактор по сцеплению при = 02 и 08;
Рис.2.3. График ускорений ГАЗ-33081 с пятиступенчатой КПП: 1 5 – ускорение при разгоне на 1 5 передачах; 6- ускорение на 1-й. пониженной передаче раздаточной коробки.
Определение максимального уклона который может преодолеть АТС.
)Определяем максимальный уклон который может преодолеть АТС при максимальном динамическом факторе по крутящему моменту.
)Определяем максимальный уклон который может преодолеть АТС c учётом сцепных свойств ведущих колёс при
Результаты расчётов сведены в табл. 2.3
Таб 2.3 Результаты расчётов максимальных уклонов.
Результаты анализа динамической характеристики и графика ускорений представлены в таб. 2.4.
Таб 2.4 Результаты анализа динамической характеристики и графика ускорений
максимально возможная скорость: Va max при i=0 (кмч)
максимально возможная скорость:Va max при i=20 (кмч)
скорость при максимальном D: Vd max (кмч)
максимальный преодолеваемый уклон imax при f=0018 и =08
максимальный преодолеваемый уклон maxo при f=0018 и =08
максимальный преодолеваемый уклон imax при f=0018 и =02
максимальный преодолеваемый уклон maxo при f=0018 и =02
Пределы изменения ускорения (мс^2)
максимальное ускорениеjmax(мс^2)
скорость момента переключения передач Vп (мс)
3. Расчет и анализ скоростной характеристики.
Расчёт показателей разгона.
Время и путь разгона при движении на прямой передачи переднего хода рассчитывают используя результаты табл. 2.2. с заданной скоростью 60 кмч
)Средняя скорость в интервале.
)Среднее значение ускорения в интервале.
)Определяем время разгона в каждом интервале.
)Путь разгона в интервале.
Все расчёты сведены в табл. 2.5
Таб 2.5 Расчёт показателей разгона.
По результатам расчётов представленных в таблице построены графики Рис 2.4.
Рис. 2.4. График зависимости скорости АТС на прямой передаче от времени и пути разгона с места (движение на 5 – передаче). Из данного графика видно что автомобиль ГАЗ 33081 до скорости 60 км в час разгонится за 28 с и при этом пройдёт путь равный 546 м.
Расчёт показателей выбега.
Под выбегом до полной остановке понимают расстояние пройденное АТС в режиме наката т. Е. с отсоединённым от ведущих колёс двигателем при начальной скорости 50 кмч.
)Сила сопротивления воздуха.
)Среднее значение ускорения при выбеге в интервале.
Все расчёты сведены в табл. 2.6.
Таб. 2.6. Расчёт показателей выбега.
По результатам расчётов представленных в таблице построены графики
Рис. 2.5. График зависимости скорости АТС от времени и пути выбега. Из данного графика видно что у данного автомобиля ГАЗ 33081 время выбега равно 71 с а путь выбега 412 м.
При эксплуатации автомобиля ГАЗ 33081 с фактической массой 6540 кг в заданных дорожных условиях с коэффициентом сцепления с дорогой Ф=02(гололед) Ф=08(сухой асфальтобетон). Данный автомобиль может преодолевать максимальный подъем 24о на 1 передаче при движении по сухому асфальтобетону и подъем 10о при движении по гололеду.
На горизонтальном участке максимально возможная скорость АТС на 5 передаче 83 кмч но преодолеть поперечный подъём в 25о данный АТС не сможет.
Проанализировав график ускорений можно определить что при переключении передач автомобиль стоит разгонять до максимальной скорости на низших передачах и только потом переходить на высшую чтобы потери скорости при переключении были минимальны.
Разгон АТС на прямой 5 передаче по времени составляет tp = 225 с а путь разгона Sp = 296 м. Выбег у ГАЗ-33081 по времени составляет tв = 715с при этом проходит путь Sв = 412 м
Тормозные свойства АТС ГАЗ 33081
)Формирование локального массива исходных данных;
)Определение замедления времени и пути экстренного торможения при всех заторможенных колёсах с учётом влияния силы сопротивления воздуха при заданных значениях начальной скорости Vн = 40 кмч и 08 и угла продольного уклона 046 (25о)
)Определение остановочного пути при торможении на горизонтальной дороге с Vн =40кмч и Vmax = 83 кмч
)Анализ полученных результатов и дача результатов по безопасной эксплуатации автомобиля.
1. Расчет тормозного пути замедления при торможении методом интервалов.
В таблице 3.1 представлены данные необходимые для расчета показателей тормозных свойств АТС
Таб. 3.1.- Массив исходных данных необходимых для расчета показателей тормозных свойств АТС.
масса фактическая кг
радиус колеса( статический)м
число затарможенных колес
эксплуатационные условия
коэффициент сцепления
угол продольного уклона дороги град
коэффициент лобового сопротивления
коэффициент учета вращающихся масс
максимальная скорость
)С учетом принятых допущений уравнение силового баланса примет вид
откуда замедление при торможении
)Начальную скорость Vн определяют как разность максимально возможной скорости движения АТС Vmax на горизонтальном участке дороге и снижении скорости ΔVн за время нарастания тормозных сил tн.
ΔVн =05 Jт tн=05785 02=0785 мс
)С учетом изложенного начальная скорость равна
Vн= Vmax- ΔVн=23.08-0785=22295 мс
Результаты расчета тормозного пути представлены в таблице 3.2
)Задаём число интервалов n = 7
)Скорость в начале каждого интервала
)Время торможения t в каждом интервале.
)Путь тормоможения S в каждом интервале.
Результаты расчета тормозного пути представлены в таб. 3.2; 33.
Таб. 3.2- Результаты расчета тормозного пути при Vmax =83 кмч.
По данным таблицы 3.2. построен график (Рис. 3.2) скоростная характеристика тормозного режима движения а также построена расчётная схема действия сил на АТС (Рис 3.1)
Рис.3.2. Скоростная характеристика тормозного режима движения при Vma 2 – на горизонтальной дороге Sт = 3389 м; 3 – на спуске с углом α = 25 град Sт = 8964 м.
Таб. 3.3- Результаты расчета тормозного пути при Vн =40 кмч.
По данным таблицы 3.3. построен график (Рис. 3.3) скоростная характеристика тормозного режима движения.
Рис.3.3. Скоростная характеристика тормозного режима движения при Vн =40 кмч.: 1 – на подъеме с углом α = 25 град Sт = 548 м; 2 – на горизонтальной дороге Sт = 786 м; 3 – на спуске с углом α = 25 град Sт = 2079 м.
Также в данной работе был произведён приблизительный расчёт замедления и тормозного пути на горизонте при скорости Vн = 40 кмч и 08.
Следовательно замедление при торможении:
jT =98*08 = 784 мс^2
Снижение скорости за время нарастания тормозных сил:
Vн = 05 * 784 * 02 = 0784 мс
Начальная скорость при торможении определяется разностью:
При Vпт = Vгост = 11.1 мс
Vн1 = 111-0784 = 1032 мс
При Vпт = Vmax = 2308 мс
Vн2 = 2308 – 0784 = 22296 мс
Время экстренного торможения:
tT = 1032 784 =132 с
tT = 22296784= 284 с
St = (1032^2)2*784= 679 м
St = (22296^2)2*784 =317 м
Все расчёты сведены в таб. 34; 35.
Таб. 3.4- Результаты расчета тормозного пути при Vmax = 83 кмч.
По данным таблицы 3.4. построен график рис. 3.4 зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления при торможении с начальной скоростью Vmax = 83 кмч.
Таб. 3.5- Результаты расчета тормозного пути при Vн = 40 кмч.
Начальная скорость АТС 111 мс (40 кмч
По данным таблицы 3.5. построен график рис. 3.5 зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления при торможении с начальной скоростью Vн = 40 кмч.
Рис. 3.4. Зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления при торможении с максимальной скоростью Vmax = 83 кмч.
Рис. 3.4. Зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления при торможении с начальной скоростью Vн = 40 кмч.
2 Расчёт остановочного пути при движении на горизонте.
При Vпт = Vmax = 2308 мс и движении на горизонтальном участке и jТ = max.
Путь за время реакции водителя:
Sp = 2308 1 = 2308 м
Путь за время приведения тормозов в действие:
Sc = Vпт tc = 2308 02 = 462 м
Путь за время нарастания тормозных сил до максимального значения:
Sн = 05 (Vпт + Vн) tн = 05 ( 2308+ 22296) 025 = 577 м
Остановочный путь АТС определяют суммированием его составляющих:
So = Sн + Sc + Sp + St = 577 + 462 + 2308 + 3393 = 6739 м
Результаты расчёта остановочного пути представлены в табл. 3.6.
Таб. 3.6. Результаты расчёта остановочного пути.
В данной разделе был проведён расчёт тормозных свойств АТС ГАЗ-33081 при движении на подъёме горизонте и спуске при и скоростях Vн = 40 кмч и Vmax = 83 кмч при коэффициенте сцепления φ = 08. Были получены следующие результаты: при скорости Vн = 40 кмч замедления имеют значения jзп = 1179 мс2 jзг = 785 мс2 jзс =297 мс2 а при Vmax = 83 кмч jзп = 1126 мс2 jзг = 785 мс2 jзс = 297 мс2 видно что замедление на горизонте и подъёме соответствует нормативу указанным в госте и превышает j =45 мс2 (см приложение D) а на спуске замедление в не соответствует ему тормозные пути для данных скоростей равны: при Vн = 40 кмч SТП = 548 м SТГ =786 м SТС =2079 м а при Vmax = 83 кмч SТП =2362 м SТГ = 3389 м SТС =8964 м видно что тормозной путь на спуске в обоих случаях в несколько раз превышает тормозные пути на горизонте и подъёме.
Проведя приблизительный тормозной расчёт на горизонте с начальными скоростями Vн = 40 кмч и Vma 05; 08 видно что при уменьшении коэффициентах сцепления замедление АТС уменьшается а тормозной путь растёт. Замедление при данных скоростях равно jз = 785 мс2 jз = 491 мс2 jз =196 мс2 тормозной путь при Vн = 40 кмч SТ =786 м SТ = 1258 м SТ = 5146 м а при Vmax = 83 кмч SТ =3393 м SТ = 5428 м SТ =13571 м.
Также для данных скоростей был рассчитан остановочный путь на горизонте при φ = 08 для Vн = 40 кмч он составил Sо = 2398 м в котором тормозной путь составляет 33 % а при Vmax = 83 кмч Sо = 6739 м в котором тормозной путь составляет 50 %.
Проанализировав полученные данные можно сделать вывод что при экстренном торможении тормозной путь даже при подъёме и скорости Vн = 40 кмч не соответствует нормам безопасного движения а остановочный путь и того будет больше. Поэтому водитель управляющий данным транспортным средством должен это учитывать при выборе скорости движения и наборе дистанции между автомобилями особенно при движении на спуске эти же рекомендации действуют и при движении на дорогах с низким коэффициентом сцепления.
Устойчивость АТС ГАЗ - 33081
)Численная оценка зависимости сил и моментов действующих на АТС при круговом движении на горизонтальном участке с радиусом определённым по карте φ = 08; 02. и определение критической скорости по заносу и опрокидыванию при варьировании скорости от 0-100 кмч.
) Численная оценка зависимости сил и моментов действующих на АТС при развороте на 1800 на горизонтальном участке дороги при минимальном радиусе R=11м и φ=08;02 и определение критической скорости по заносу и опрокидыванию при варьировании скорости от 0-100 кмч
) Численная оценка зависимости боковых сил и моментов действующих на неподвижный АТС от угла поперечного уклона при φ=08;02. А также определение критического угла из графических зависимостей по заносу и опрокидыванию при варьировании поперечного уклона от 0-600.
1 Массив исходных данных для расчёта показателей устойчивости ГАЗ-33081(Садко) представлен в табл. 4.1
Таб.4.1 – массив исходных данных
в т.ч.: на переднюю ось т1
заднюю ось или тележку m2
Основной радиус поворота (min)
Угол поперечного уклона
Коэффициент сцепления:
Коэффициент бокового сопротивления воздуха Cx
1. Расчёт и построение зависимости сил и моментов действующих на автомобиль от скорости движения по различным траекториям поворота.[2]
Рассчитаем параметры кругового движения автомобиля при радиусе который определён по карте местности в программе 2ГИС Красноярск на скорости 10 кмч.
Первым действием был выбран участок дороги с круговым движением после определён центр поворота данного участка дороги и выбрана функция «радиус» с помощью которой был замерен основной радиус поворота равный R=86 м (Приложение Е).
) угол установки радиуса центра масс.
) радиус траектории центра масс
) средний угол поворота управляемых колёс.
) скорость центра масс.
) центробежная сила.
) боковая составляющая центробежной силы.
) касательная составляющая силы
) касательная составляющая силы тяжести G.
) полная касательная сила.
) опрокидывающий момент.
) нормальная составляющая силы
) нормальная составляющая силы тяжести G.
) полная нормальная сила.
) удерживающий момент.
Все проведённые расчёты сведены в таб. 4.2
По данным расчётов построены схемы действия сил на АТС ГАЗ-33081 при круговом движении по горизонтальной поверхности рис 4.1; 4.2; также построена схема действия сил на неподвижный автомобиль на поперечном уклоне рис 4.3.
Таб. 4.2 – Результаты расчёта зависимости параметров движения автомобиля от скорости при движении по повороту радиусом 86 м. и поперечным уклоном =0°
По данным таб. 4.3 построена зависимость полной боковой силы и силы сцепления колёс от скорости движения по основному радиусу поворота 86 м рис. 4.4;
Рис. 4.4. Зависимость полной боковой силы и силы сцепления колес автомобиля от скорости движения (при =0° и R=86 м). При ф=08 ра автомобиль не занесёт и он может проходить заданный поворот на Vmax=83 кмч а при ф=02 критическая скорость по условию заноса 41 кмч.
Так же построим зависимость опрокидывающего и удерживающего момента от скорости при движении по основному радиусу поворота рис. 4.5.
Рис. 4.5 Зависимость опрокидывающего и удерживающего момента от скорости движения автомобиля по основному радиусу поворота 86 м и =0. Критическая скорость по условию опрокидывания в данном случае равна 79 кмч.
Таб. 4.3 – Результаты расчёта зависимости параметров движения автомобиля от скорости при движении по горизонтальному повороту с минимальным основным радиусом 11 м.
По данным таб. 4.3 построена зависимость полной боковой силы и силы сцепления колёс от скорости движения автомобиля по горизонтальному повороту с минимальным радиусом рис. 46
Рис. 4.6 Зависимость полной боковой силы и силы сцепления колес автомобиля от скорости движения (при =0 и R=11 м). 1 – сила сцепления при φ=08; 2-сила сцепления φ=02; 3 – полная касательная сила Критическая скорость по условию заноса при ф=08 равна 26 кмча при ф=02 равна 15 кмч.
Так же построим зависимость опрокидывающего и удерживающего момента от скорости при движении по горизонтальному повороту с минимальным радиусом 11 м рис. 4.7
Рис. 4.7 Зависимость опрокидывающего и удерживающего момента от скорости движения автомобиля по основному радиусу поворота 11 м и при =0. Критическая скорость по условию опрокидывания в данном случае 28 кмч
1. Определение показателей поперечной устойчивости и рекомендации по обеспечению устойчивого движения автомобиля.
Проведя все необходимые расчёты с помощью графиков я получил показатели поперечной устойчивости автомобиля в двух различных условиях:
Движение автомобиля по повороту с основным радиусом 11 м без поперечного уклона дороги. Определенна из рисунков 4.3;4.4 критическая скорость по опрокидыванию – 44 кмч по заносу при ф=08 – 26 кмч;ф=02-16 кмч.
Движение автомобиля по повороту с основным радиусом 86 м и поперечным уклоном дороги 0°. Определенна из рисунков 4.1;4.2 критическая скорость по опрокидыванию – 79 кмч при ф=08 – заноса не будет; при ф=02 – 40 кмч.
Расчёт и построение зависимости сил и моментов действующих на автомобиль от поперечного уклона дороги.
Определим параметры движения в зависимости от поперечного уклона дороги аналогично пункту 2.1 Полученные данные сведём в таб. 4.4
Таб. 4.4 – Результаты расчёта зависимости параметров движения автомобиля от поперечного уклона.
По результатам вычислений построим следующие зависимости:
Рис. 4.8 – Зависимость полной боковой силы и силы сцепления колёс автомобиля от угла поперечного уклона дороги ( при Va = 0 кмч) Критическая угол по условию заноса при ф=08 равен 39оа при ф=02 равен 13о
Рис. 49 – Зависимость опрокидывающего и удерживающего момента от угла поперечного уклона дороги (при Vа = 0 кмч). Критический угол по условию опрокидывания – 40°
При эксплуатации АТС в заданных дорожных условиях (ф=08;ф=02; =00)при круговом с радиусом R=86 м достигается критическая скорость по заносу при ф=08 равная 83 кмч а при ф=02 равна 41 кмч и по опрокидыванию 79 кмч а при круговом движении с минимальным радиусом R=11м достигается критическая скорость по заносу при ф=08 равная 26 кмч а при ф=02 равна 15 кмч и по опрокидыванию 28 кмч из этого следует что АТС потеряет устойчивость при ф=08 в следствии опрокидывания т.к. критическая скорость по опрокидыванию меньше скорости по заносу а при ф=02 автомобиль потеряет устойчивость вследствие заноса.
При эксплуатации АТС в заданных дорожных условиях при ф=08;02; на ползучей скорости достигается критический угол по заносу при ф=08 равен 390 а при ф=02 равен 130 и по опрокидыванию 400 из этого следует что при ф=08 и ф=02 АТС потеряет устойчивость вследствие заноса т.к критический угол по заносу наступает раньше чем при опрокидывании.
Манёвренность АТС ГАЗ – 33081.
В данном разделе произведён численный анализ показателей манёвренности: ширины ГПД составляющие ГПД (внешняя внутренняя) сдвиг траектории середины задней оси тягача и середины оси прицепа Ск поворотную ширину по следу колеса и угол складывания автопоезда в составе тягача ГАЗ 33081 и прицепа полевая кухня КП 130 при круговом движении с минимальным радиусом по наружному колесу R=11 м.
Цель данной работы является численный анализ показателей маневренности автопоезда при установившимся круговом движении по минимальному радиусу поворота.
Для этого была решена следующая задача:
Определение графическим методом показателей автопоезда а именно: ширину ГПД составляющие ГПД (внешняя внутренняя) сдвиг траектории середины задней оси тягача и середины оси прицепа Ск поворотную ширину по следу колеса и угол складывания автопоезда при круговом движении с минимальным радиусом по наружному колесу R=11 м
Определение показателей манёвренности графическим методом.
Массив исходных данных для определения показателей манёвренности ГАЗ 33081 представлен в таб.5.1.
Таб. 5.1. Массив исходных данных для определения показателей манёвренности ГАЗ 33081
Плечо сцепного устройства АТС Lc
Длина дышла прицепа L
Минимальный радиус поворота наружного колеса АТС Rн
Графическое построение положений транспортных звеньев изображено на рис. 5.1. с использованием данных таблицы 5.1.
Снимаем геометрические показателей манёвренности ГАЗ 33081с рис. 5.1.
При выполнение кругового движения ГПД автопоезда достигает своего максимального значения которое равно 304 м.
Результаты определения показателей манёвренности при круговом движении ГАЗ 33081 с минимальным радиусом поворота представлены в таблице5.2.
Таб. 5.2. Результаты определения показателей манёвренности при круговом движении ГАЗ 33081 с минимальным радиусом поворота.
Ширина ГПД (при Rmin=11 )
Ширина составляющей ГПД:
Поворотная ширина по следу колес Впов
Угол складывания автопоезда
При прямолинейном движении ГПД автопоезда имеет значение 234 м а при совершении кругового движения с минимальным радиусом Rmin=11м возрастает в 13 раза до значения 304 м относительно траектории передней оси. Сдвиг траектории центра оси прицепа относительно центра задней оси тягача СК = 120 мм ширина ГПД тягача 2.975 м автопоезда 304 м поворотная ширина по следу колёс тягача 2425 м автопоезда 2428 м угол складывания 20 град. Из данных значений видно что сдвиг центра оси прицепа относительно центра задней оси тягача очень мало а это значит что при круговом движении водителю его можно не учитывать.
Профильная проходимость АТС ГАЗ – 33081.
Целью данного раздела является численная оценка показателей профильной проходимости.
Под проходимостью следует понимать способность АТС передвигаться в заданном направлении по усовершенствованным и естественным опорным поверхностям умеющим значительные уклоны и различную несущую способность а также различные преграды в плане и профиле.
Целью данного раздела является численная оценка показателей профильной проходимости АТС
Для этого была решена следующая задача.
Определение значений параметров профильной проходимости АТС ГАЗ-33081 и прицепа КП-130
Профильную проходимость следует представить показателями зависящими от геометрических параметров АТС:
Дорожный просвет - расстояние от наиболее низко расположенной точки автомобиля (прицепа) до опорной поверхности характеризующее
возможности преодоления автомобилем сосредоточенных препятствий.
Передний и задний свес (Lп Lз)_ расстояние от крайней точки контура передней (задней) выступающей части транспортного средства по длине до плоскости перпендикулярной опорной поверхности и проходящей через центры передних (задних) колес. Свесы характеризуют возможность АТС преодолевать канавы пороги и другие препятствия.
Угол переднего и заднего свеса (γп γз) - угол между опорной поверхностью и плоскостью касательной к окружностям наружных диаметров передних (задних) колес и через точку контура передней (задней) части автомобиля таким образом что все остальные точки контура оказываются с внешней стороны этого угла. Углы свеса характеризуют возможность преодоления препятствий с короткими подъемами и спусками.
Продольный радиус проходимости Rпp - радиус цилиндрической поверхности касательной к окружностям описанным динамическим радиусом соседних колес наиболее разнесенных по базе поверхности и проходящей через точку контура нижней части автомобиля так что все остальные точки контура располагаются с внешней стороны цилиндрической поверхности. Этот параметр характеризует возможность преодоления препятствий в виде гребней насыпей бугров.
Поперечный радиус проходимости Rпоп - радиус цилиндрической поверхности касательной к внутреннему контуру колес левого и правого борта и проходящей через точку контура нижней части автомобиля (по виду спереди) так что все остальные точки контура располагаются с внешней стороны цилиндрической поверхности. Этот параметр характеризует возможность движения вдоль препятствий в виде гребней насыпей расположенных внутри колеи ATQ.
Углы гибкости в вертикальной и горизонтальной плоскости (соответственно (aг г) - углы возможного отклонения оси сцепной петли (дышла) прицепа или продольной оси полуприцепа от продольной оси тягача.
Угол вертикальной гибкости характеризует проходимость автопоезда по вертикальным неровностям пути а угол горизонтальной гибкости -способность автопоезда к поворотам.
По ГОСТ углы гибкости (при снятых задних буферах тягача и повороте прицепного звена относительно тягача вокруг продольной оси на угол не более 15 градусов) составляют: для одноосных прицепов г не менее 40° aг не менее 55°.
Результаты расчёта показателей профильной проходимости сведены в таб. 6.1.
Таб. 6.1.Результаты расчета показателей профильной проходимости АТС
Продольный радиус проходимости Rпр
Поперечный радиус проходимости Rпоп
Угол гибкости: вертикальный a. горизонтальный .
Также значения профильной проходимости тягача ГАЗ-33081 представлены на рис. 6.1; 6.2.
В данной работе определены основные показатели профильной проходимости тягача ГАЗ-33081 и прицепа КП-130 а именно: дорожный просвет АТС 0315 м прицепа 0450 м передний и задний свес АТС 0955 и 114 м прицепа 222 м и 1604 м
Передний и задние углы свеса АТС 48 и 32 град прицепа 25 и 22 град продольный и поперечный радиус проходимости АТС 29 и 12 м и углы гибкости вертикальный 52 град горизонтальный 60 град.
В данной курсовой работе анализировался грузовой автомобиль Газ 33081 (Садко) с двигателем внутреннего сгорания ЯМЗ-53442 полностью загруженный с прицепом КП-130 (полевая кухня). А именно проводился расчёт и анализ тягово-скоростных свойств при движении по горизонту и продольном подъёме 046 (25) тормозных свойств АТС при торможении на подъёме горизонте спуске при различных коэффициентах сцепления при движении на горизонте устойчивость автомобиля при развороте круговом движении и стоящего АТС при варьировании поперечного уклона а также манёвренность автопоезда при развороте с минимальным радиусом и прицепом КП-130 и профильная проходимость АТС ГАЗ-33081.
Рекомендации водителю
При эксплуатации АТС водителю следует учитывать дорожные условия т.к при движении на гололёде при V=40 кмч тормозной путь увеличивается в 3 раза относительно движения на сухом асфальтобетоне при этом стоит помнить что тормозной путь составляет около 50 % от остановочного пути это обязательно нужно учитывать при выборе дистанции которая должна составлять не менее 14 м при V=40 кмч на горизонтальном участке и не менее 70 м на спуске.
Прицеп КП-130 не влияет на ГПД автопоезда при совершении поворота на 180 градусов значит водитель может выполнять такие же манёвры с поворотом на 180 градусов автопоездом что и одиночным тягачом.
Для преодоления подъёмов свыше 24 градусов необходимо включать 1 передачу раздаточной коробки иначе автомобиль не преодолеет такой подъём.
Так же следует внимательно соблюдать скоростной режим при прохождении крутых поворотов т.к. даже при движении по Rmin=11 м при ф=08 автомобиль занесёт при V=26 кмч а на гололёде при V=16 кмч.
Список использованных источников.
)СТО 4.2–22–2009 Система менеджмента качества. Организация учета и хранения документов. – Введ. 22.12.2009. – Красноярск: ИПК СФУ 2009. –41 с.
)Анопченко В.Г. Практикум по теории движения автомобиля: учеб. пособ В.Г. Анопченко. - 2-е изд. перераб. и доп. – Красноярск : Сиб. Федер. Ун-т 2013.-116с.
) Техническая характеристика автомобиля аналога ГАЗ 52-01у. Авто альянс [Электронный ресурс] – Режим доступа:
) Дорожная карта из программы 2ГИСКрасноярск [Электронный ресурс] – Режим доступа:
) 5. ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. – Введ. 01.02.2001 - Стандартинформ 2001. – 45с.
Приложение к отчёту.
Размеры автомобиля Газ 33081
Скоростная характеристика двигателя ЯМЗ 53442
Полевая кухня КП-130
Нормативы эфективности торможения АТС
Скриншот участка дорожной карты в г. Красноярск выполненное в сервисе «2ГИС»
Момент инерции маховика
ПРИЛОЖЕНИЕ G [2] Коэффициент полезного действия.