Расчет параметров строительной и спасательной техники

 
 

     Однако, в случае, когда сцепление колес  автомобиля с дорогой невелико (мокрая, грязная, заснеженная, обледенелая  дорога) автомобиль не может развить  максимальную тягу (колеса буксуют) и  угол преодолеваемого уклона будет  меньше чем на сухой дороге, поэтому  угол преодолеваемого уклона находят  также из условия силы тяги автомобиля. Сцепной вес (вес машины, приходящийся на ведущие колеса) для полноприводной машины равен

                                        (1.14)

     Максимальный  преодолеваемый автомобилем уклон  из условия силы тяги по сцеплению  определяется по зависимости

       (1.15) 

     где j_сц- коэффициент сцепления колеса с дорогой со снежным накатом:

                                                      - с сухой дорогой j_сц= 0,23,

                                                     -  с влажной дорогой j_сц= 0,25.

     Тогда максимальный преодолеваемый уклон  на сухой дороге равен

        

 
 

     Таким образом, на заснеженной дороге угол преодолеваемого автомобилем подъема  снижается, для сухой дороги он будет  равен 12,3 град, а для влажной 9,78 град.

     3. Максимальную скорость движения  υ_max=90 км/ч при полной загрузке автомобиль может достичь при движении по горизонтальному участку дороги (Р_у=0), при υ_max дальнейшее ускорение автомобиля невозможно (Р_и=0). Таким образом, тяговая сила Р_т на ведущих колесах автомобиля тратится на преодоление сопротивления качению Р_к и ветровое сопротивление Р_в (рисунок 1.2в). Максимально возможный коэффициент сопротивления дороги, при котором автомобиль сможет развить максимальную скорость определяется по формуле

                            (1.16) 

       

     Таким образом, груженый автомобиль сможет развить максимальную скорость на ровных участках почищенных дорог.

     4. При движении автомобиля под  уклон при выключенном двигателе  (Р_т=0) движущей силой будет являться сопротивление уклону Р_у, направленная в сторону движения. Движущая сила Р_у будет тратиться на преодоление сопротивления качению Р_к и сопротивления воздуха Р_в (рисунок 1.1г). максимальная скорость движения автомобиля на спуске определяется по зависимости 

                                      (1.17) 
 
 

     5. Во время движения автомобиля по горизонтальному участку дороги без ускорения силы Р_у=0 и Р_И=0. При этом сопротивление движению будет равно

                                              (1.18)

     Сопротивление качению, согласно расчетам равно: Р_к=2584 Н.

     Сопротивление воздуха при движении со скоростью 30, 60, 90км/ч будет составлять

       

       
 

       

     Следовательно сопротивление движению автомобиля равно

     

     

     

     Графики зависимости сопротивлений от скорости движения автомобиля представлены на рисунке 1.2. 
 
 
 
 
 
 

       
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 1.2− Графики изменения сопротивлений  от скорости движения:

     а−  сопротивления качению и воздуха; б− сопротивление движению.

     Из  графиков видно, что сопротивление  качению автомобиля не зависит от скорости передвижения автомобиля, а  сопротивление воздуха с изменением скорости изменяется по квадратичной зависимости, а следовательно и  сопротивление передвижению. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2  ТОРМОЗНЫЕ СВОЙСТВА  ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Задание:

     Провести  расчет тормозных свойств пожарных автомобилей, согласно исходным данным.

1. Определить замедление и время экстренного торможения пожарного

автомобиля  при движении со скоростью υ по сухой дороге.

2. Определить тормозной путь S_Т автомобиля на сухом и влажном

асфальтобетонном  покрытии, а также на заснеженной  дороге при его движении на горизонтальном участке дороги со скоростью 40,60, υ_max=90 км/ч.

3. Построить графики зависимости длины тормозного пути от скорости

движения  автомобиля и состояния дорожного  покрытия S_Т=f(υ) и S_Т=f(j_сц) для экстренного торможения автомобиля.

4. Определить тормозной путь S_Т автомобиля на участках дороги с

уклонами  α равными 4, 2, 0 град., движущегося  на подъем и под уклон со скоростью 60 км/ч. Построить график S_Т=f(α).

5. Найти остановочный путь автомобиля при движении по

горизонтальному участку мокрой дороги со скоростью  υ.

6. Определить путь движения автомобиля на выбеге S_В при его движении

по горизонтальному  участку дороги.

7. Определить уклон дороги, при котором незаторможенный автомобиль

начнет  движение.

Исходные  данные:

     Тип пожарного автомобиля- пожарная автоцистерна.

     Марка пожарного автомобиля - АЦ5,0-40 (43114).

     Базовое шасси- КамАЗ-43114.

     Колесная  формула- 6х6.

     Масса автомобиля, М=15500 кг.

     Номинальная мощность двигателя  = 176 кВт.

     Ширина  автомобиля, В=2,5 м.

     Высота  автомобиля, Н= 3,35м.

     Скорость  автомобиля на I передаче, υ₁=9 км/ч.

     Максимальная  скорость автомобиля υ_max=90 км/ч.

     Тип дороги (тип покрытия)- накатанный снег.

     Угол  уклона дороги, α=1,5 град.

     Ускорение автомобиля, а= 0,15 м/с².

     Скорость  движения, υ= 40 км/ч.

     Расчет:

1. Замедление при экстренном торможении рассчитывается по формуле

                                            (2.1)

     где j_сц− коэффициент сцепления колеса с дорогой, j_сц=0,23, согласно табл. 1.2 [1];

     g− ускорение свободного падения, g= 9,81 м/с².

     В результате получаем

     

     Время экстренного торможения равно

                                                           (2.2)

     где υ− скорость движения автомобиля, υ=40 км/ч.

     Следовательно получаем

     2. Тормозной путь при  торможении  на горизонтальном участке дороги  определяется как

                                                                                                                              (2.3)

     Где k_Э− коэффициент эффективности торможения, учитывающий несоответствие тормозных усилий на колесах и приходящийся на них сцепной вес, неравномерность действия тормозных колодок, конструктивные параметры тормозных механизмов, k_Э=1,15 для заснеженной дороги, k_Э=1,4 для асфальтобетона;

     υ−  расчетные скорости движения автомобиля, υ=40, 60, 90км/ч;

     j_сц− коэффициент сцепления колеса с дорогой:

                                     − j_сц=0,23, для накатанной заснеженной                                  

                                        дороги согласно табл. 1.2 [1];

                                     − j_сц=0,75 для сухого асфальтобетонного покрытия

                                        j_сц=0,40 для влажного асфальтобетонного покрытия.

     Следовательно тормозной путь автомобиля на сухой  асфальтированной дороге составляет

                                                          

                                                          

     Соответственно  тормозной путь автомобиля на влажной  асфальтированной дороге составляет

     Тормозной путь автомобиля на укатанной заснеженной  дороге равен

     Результаты  расчетов значений длины тормозного пути S_Т сведены в таблицу 2.1. 
 

     Таблица 2.1− Длина тормозного пути АЦ 5,0−40(43114)