Сопротивление воздуха и уравнение движения автомобиля
Цель занятия: научиться определять силу сопротивления воздуха, применять для расчетов уравнение движения автомобиля
Время: 4 часа
1. Теоретические сведения
Движение автомобиля связано с перемещение частиц воздуха, на что расходуется часть мощности двигателя. В расчетах в связи с этим используют понятие силы сопротивления воздуха Рв.. Опытным путем установлено, что:
Рв = kвFв υ2, (17)
где kв - коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости), зависящий от формы и качества отделки поверхности автомобиля, в Нс2/м4; Fв - лобовая площадь автомобиля в м2 (рис. 5).
Для определения площади Fв грузового автомобиля пользуются приближенной формулой:
Fв = ВН (18)
где В – колея (расстояние между серединами колес на передней оси автомобиля) в м, а Н – наибольшая высота автомобиля в м.
Рис.5
Для легковых автомобилей с этой целью пользуются формулой:
Fв = 0,78 ВаНа (19)
Произведение kвFв называют фактором обтекаемости и обозначают буквой Wв.
Средние значения kв, Fв и Wв приведены в таблице 5
Таблица 5. Параметры обтекаемости автомобилей.
| Автомобили
| kв в Нс2/м4
| Fв в м2
| Wв в Нс2/м2
|
| Легковые
с закрытым кузовом
с открытым кузовом
Грузовые
Автобусы с кузовом вагонного типа
Гоночные
|
0,20-0,35
0,4-0,5
0,6-0,7
0,25-0,4
0,13-0,15
|
1,6-2,8
1,5-2,0
3,0-5,0
4,5-6,5
1,0-1,3
|
0,3-1,0
0,6-1,0
1.8-3,5
1,1-2,6
0,13-0,2
|
Мощность в (кВт) необходимая для преодоления сопротивления воздуха:
(20)
Уравнение движения автомобиля является основным в тяговой динамике. Оно связывает силы, движущие автомобиль с силами сопротивления движению и позволяет определить характер движения автомобиля в каждый момент времени.
Рис.6
При движении автомобиля без прицепа (Pпр = 0), на подъеме во время его разгона без пробуксовки силе тяги Р 
противодействуют: сила сопротивления подъему Рп, сила сопротивлению разгона Pu (Pu = maδj), сила сопротивления качению Рк, сила сопротивления воздуха Рв . Кроме того на автомобиль действуют:
Mk1 и Mk2 – моменты сопротивления качению передних и задних колес;
Mu1 и Mu2 - моменты инерции на передних и задних колесах;
Z1 и Z2 , X1 и X2 - соответственно нормальные и касательные реакции дороги на шины (рис 6).
Условие движения автомобиля может быть записано в следующем виде:
(21)
Подставив в формулу (21) значения всех составляющих, получим
, (22)
где: 
j - ускорение в м/с2;
ma - масса автомобиля в кг;
δ – коэффициент учета вращающихся масс, показывающий, во сколько раз энергия, затрачиваемая при разгоне вращающихся и поступательно движущихся деталей автомобиля, больше энергии, необходимой для разгона автомобиля, все детали которого движутся только поступательно.
2. Контрольные вопросы
1. Какие факторы влияют на силу сопротивления воздуха, возникающую при движении автомобиля?
2. Что понимается под лобовой площадью автомобиля?
3. От чего зависит обтекаемость автомобиля? Приведите примеры легковых автомобилей с большим и меньшим коэффициентом обтекаемости.
4. Какие силы действуют на автомобиль при его движении на подъеме? Как они определяются?
5. Что реально может сделать водитель, чтобы уменьшить силы сопротивления движению своего автомобиля?
Дата добавления: 2021-05-28; просмотров: 202;
