Расчёт кругового поворота автомобиля

Оценить статическую траекторную управляемость автомобиля,
Проанализировать влияние параметров кругового движения на сопротив­ление движения автомобиля.
Организация занятия предусматривает расчёт различных вариантов кру­гового движения автомобиля, что позволяет разбить группу на подгруппы численностью в 2..3 студента.
11.2. Расчет кругового поворота
Основными выражениями при определении кинематических параметров кругового поворота, необходимых для решения постав­ленных задач, являются:
формула радиуса поворота
(11.1)
где θ [рад] - угол поворота управляемых колес; δ1, δ2 - углы увода осей.
где m1, m2 - массы, приходящиеся соответственно на переднюю и заднюю оси автомобиля;
кПВ - коэффициент поворачиваемости
(11.2)

.
Во все расчетные формулы входят коэффициенты ky1 и ky2, сопротивления уводу передней и задней осей, зависящие от многих параметров. ky равен боковой силе действующей на колесо, вызывающий увод с углами δ=1°[Н/°]. В проводимом расчете предлага­ется учесть и выявить степень влияния на коэффициенты ky1и ky2 и на конечные параметры (показатели) поворота и соответствующих свойств два коэффициента коррекции в соответствии с формулой:
где qzl - коэффициент коррекции в зависимости от нагрузки;
qTi - ко­эффициент коррекции в зависимости от продольной силы;
i - ось ав­томобиля.
Коэффициент коррекции от нормальной нагрузки qzi подсчитывается по формуле:
(11.3)
где Pz - нагрузка на 1 колесо [Н]
где nK - количество колес на оси (2 или 4).
PzoпT - для легковых автомобилей равен доле полной массы автомобиля, приходящейся на колесо, для грузовых автомобилей равен 1,4 полной массы, приходящейся на колесо. Коэффициент qT вычисляется по формуле:
(11.4)
(11.5)

Где
Если подставить в формулу (11.5) значения RХ в зависимости от того, ведущий мост или ведомый, получатся следующие формулы:
11.3. Методические указания
11.3.1. Исходные данные для расчета
Расчет производится для двухосного легкового или грузового автомобиля как снаряженной, так и полной массы, в двух вариантах:
легковой автомобиль - задний привод, передний привод;
грузовой автомобиль - задний привод, полный привод.
Для расчета кругового движения необходимы следующие ис­ходные данные (для двух состояний автомобиля): снаряженная и полная масса; массы, приходящиеся на первую (ma1) и вторую (та2) оси автомобиля.
Кроме этого, часть исходных данных принимается в соответст­вии с рекомендациями теории или по опытным данным, а именно: коэффициент сопротивления качению fк, при отсутствии кон­кретных экспериментальных данных принимается fк =0,01; коэффициент сцепления φХ = 0,8; kymax = 27 кН/рад (на два колеса);
R0 = 300 м - начальный радиус поворота автомобиля.

Расчет ведется при: θ = const;
скорость автомобиля:
10, 15, 20, 25, 30 м/с - для легковых автомобилей;
10, 12, 14, 16, 18 м/с - для грузовых автомобилей;
РТ принимается из уравнения силового баланса для соответ­ствующей скорости как сумма РВ + РК.
Ограничение для расчетов:
максимальный угол увода (δmax) не должен превышать 20 град (0,35 рад).
11.3.2. Порядок расчета
Вначале определяется угол поворота рулевого колеса (θ):
без учета углов увода (δ1 = δ2 = 0), используя значение R0, из
формулы (11.1) он принимается const.
Рассчитываются коэффициенты увода kyi для заданных ско­ростей, вариантов привода автомобиля и двух состояний (снаря­женная масса, полная масса);
находим qziдля снаряженной массы и полной массы;
находим qTi для двух вариантов привода автомобиля и двух состояний (снаряженная масса, полная масса);
рассчитываем kyi.
Находим δi для заданных скоростей.
Корректируется радиус поворота R с учетом kyi и δi, нахо­дится кПВ и все значения заносятся в таблицу 11.1.
Таблица 11.1 заполняется для двух вариантов привода ав­томобиля и двух состояний (снаряженная масса, полная масса).

Строятся графики зависимости R - f (V) и δi - f (V) для двух вариантов привода автомобиля и двух состояний (снаряженная масса, полная масса) (рис. 11.1, 11.2).
11.4. Пример выполнения практического занятия № 11
11.4.1.Исходные данные для расчёта
За прототип принимаем автомобиль УA3-3962;
Полная масса автомобиля mа= 2500 кг
Снаряжённая масса автомобиля mс = 1825 кг.
Шины 215 - 380, модель Я-245-1.
Колёса передние и задние односкатные.
Полная масса автомобиля, приходящаяся на ведущие колёса:
задние m2= 1265 кг;
передние m1 = 1235 кг.
Масса снаряженного автомобиля, приходящаяся на ведущие колёса: задние m2=790 кг; передние m1= 1035 кг.
Высота центра масс hg= 0,83 при частичной нагрузки и 0,88 при полной на грузке.
Kf = 7* 10 -6 (коэффициент учитывающий зависимость fa от скорости движения автомобиля [ м/с] ) fa=f0+KfV- коэффициент сопротивления качению.
Габаритная высота Нг=2,1 м;
Ширина колеи Вг=1,445м;
Коэффициент обтекаемости УA3-3962 Кв=0,45 Н*с2/м4

Таблица 11.1

Рис. 11.1 Зависимость R от скорости движения

Рис. 11.2 Зависимость углов увода от скорости движения