Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Определение параметров обгона, выполняемого с возрастающей скоростью

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт транспорта

Кафедра эксплуатации автомобильного транспорта

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Безопасность транспортных средств»

Вариант № 20

Выполнила: студент группы ОБД-

(подпись, дата)

Проверил: Новосёлов О.А.

(оценка, подпись, дата)

Тюмень 2012

СОДЕРЖАНИЕ

1.Определение параметров обгона, выполняемого

с постоянной скоростью………………………………………………………….3

2. Определение параметров обгона, выполняемого

с возрастающей скоростью……………………………………………………….6

2.1. Тяговая характеристика автомобиля ГАЗ 3110…………………………..6

2.2. Динамическая характеристика автомобиля ГАЗ 3110…………………...9

2.3.Характеристика ускорений автомобиля ГАЗ 3110………………………..9

2.4.Характеристика разгона автомобиля ГАЗ 3110 по времени…………….11

2.5.Характеристика разгона автомобиля ГАЗ 3110 по пути………………...12

2.6.Расчёт параметров обгона «с ожиданием»………………………………..13

Список использованных источников……………………………………………...15

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОБГОНА, ВЫПОЛНЯЕМОГО С ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТЬЮ

Исходные данные:

- модель обгоняющего автомобиля – ГАЗ 3110;

- модель обгоняемого автомобиля – 3А3 968;

- V₁^*, км/ч – 70;

- V₂, км/ч – 45;30

- V₃, км/ч – 90;80

- S_св¹, м – 370;360

- загрузка обгоняющего автомобиля, % – 60;30

- тип и состояние дорожного покрытия – асфальтобетон в отличном состоянии.

Путь обгона, необходимый для безопасного обгона, определяется по формуле:

S_об = S₁ = V₁t_об, (1.1)

где S_об – путь обгона, м;

S₁ – путь обгоняющего автомобиля, м;

V₁ – скорость обгоняющего автомобиля, м/с;

t_об – время обгона, с.

Путь обгоняемого автомобиля может быть определён по следующей формуле:

S₂ = V₂t_об = V₂ _{,
(1.2)}

где S₂ – путь обгоняемого автомобиля, м;

V₂ – скорость обгоняемого автомобиля, м/с.

Время обгона рассчитывается по формуле:

t_об = _{=
,} (1.3)

где D₁ – первая дистанция безопасности, м;

D₂ – вторая дистанция безопасности, м;

L₁ – габаритная длина обгоняющего автомобиля, м;

L₂ – габаритная длина обгоняемого автомобиля, м.

В свою очередь первая и вторая дистанции безопасности рассчитываются по формулам:

D₁ = а_обV₁²10^-1 + 4,0, (1.4)

D₂ = b_обV₂²10^-1 + 4,0, (1.5)

где а_об и b_об – эмпирические коэффициенты, зависящие от типа обгоняемого

автомобиля.

Значения коэффициентов а_об и b_об приведены в Таблице 1.1.

Значения коэффициентов а_об и b_об Таблица 1.1.

Тип автомобиля	Значения коэффициентов
Тип автомобиля	а_об	b_об
Легковой	0,33	0,26
Грузовые средней грузоподъёмности и автобусы	0,53	0,48
Грузовые большой грузоподъёмности и автопоезда	0,76	0,67

Минимально необходимое расстояние до встречного автомобиля, которое должно быть свободным в начале обгона определяется по формуле:

S_св = S_об + S₃ = S_об + t_обV₃, (1.6)

где S₃ – путь встречного автомобиля, м;

V₃ – скорость встречного автомобиля, м/с.

Результаты расчётов параметров обгона, выполняемого с постоянной скоростью, приведены в Таблице 1.2.

Результаты расчётов параметров обгона Таблица 1.2.

Параметр	Значение
D₁	16,42м
D₂	8,06м
t_об	6,86с
S_об = S₁	102,24м
S₂	85,87м
S_св	233,98м
S₃	131,75м

Схема параметров обгона «с хода», построенная по результатам расчётов соответствующих параметров, приведена на Рис.1, представленном в графической части курсовой работы.

На схеме видно, что минимально необходимое расстояние до встречного автомобиля S_св, которое должно быть свободным перед обгоняющим автомобилем, полученное в ходе расчётов, составляет 304,54м, тогда как расстояние S_св¹, заданное по условию, равно 370 м.

Дистанция безопасности между обгоняющим и обгоняемым автомобилями сохраняется.

Кроме того, обгон происходит в условиях, когда дорожное полотно представляет собой асфальтобетон в отличном состоянии.

Таким образом, проведя совместный анализ результатов расчёта и сложившихся дорожных условий, можно сделать вывод о том, что сложившиеся дорожные условия являются благоприятными для манёвра, и манёвр обгона автомобилем ГАЗ 2217 автомобиля ЗИЛ 131 возможен.

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОБГОНА, ВЫПОЛНЯЕМОГО С ВОЗРАСТАЮЩЕЙ СКОРОСТЬЮ

2.1. Тяговая характеристика автомобиля ГАЗ 2217

Силы и моменты, действующие на автомобиль, связываются следующим уравнением:

, (2.1)

где Р_т – сила тяги на ведущих колёсах автомобиля, Н;

Р_и – приведённая сила инерции автомобиля, Н;

Р_д = Р_к+ Р_п– сила сопротивления дороги (Р_к – сила сопротивления качению,

Н; Р_п– сила сопротивления подъёму, Н);

Р_в– сила сопротивления воздуха, Н.

Значения скорости движения (V_a, м/с) рассчитываются по формуле:

,(2.2)

Передаточное отношение трансмиссии определяется по формуле:

, (2.3)

где i_к- передаточное отношение основной коробки передач;

i_д- передаточное отношение делителя или раздаточной коробки;

i_о- передаточное отношение главной передачи.

Значение силы тяги Р_т рассчитывается по формуле:

, (2.4)

где М_е- эффективный крутящий момент двигателя, Н×м;

r - радиус колеса, м;

i_тр- передаточное отношение трансмиссии;

η_тр– КПД трансмиссии.

Коэффициент сопротивления качению вычисляется по следующей формуле:

f_v=

(2.5)

где f_о- коэффициент сопротивления качению при относительно малой скорости

движения (V_a®0);

f₁- коэффициент (f₁=1×10^-5 с²/м²).

Численные значения коэффициента сопротивления качению для автомобильных дорог с различным покрытием приведены в Таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Тип дороги	Состояние опорной поверхности	Значение коэффициента f
Асфальтобетон	в отличном состоянии в удовлетворительном	0,012-0,018 0,018-0,020
Гравийное покрытие	-	0,04-0,07
Грунтовая дорога	сухая укатанная после дождя	0,025-0,035 0,050-0,150
Снег	укатанный рыхлый	0,030-0,050 0,180-0,025

Сила сопротивления воздуха определяется по формуле:

, (2.6)

где V- скорость автомобиля, м/с;

k- коэффициент обтекаемости, Н×с²/м⁴;

S - площадь лобовой проекции автомобиля, м².

Сила сопротивления качению вычисляется по формуле:

Р_д (2.7)

где G – полный вес автомобиля, Н;

α – уклон дороги. Р_к

Значения Р_т, V,f_v, Р_д, P_ви Р_д P_в на различных частотах вращения коленчатого вала для автомобиля ГАЗ 2217 приведены в Таблице 2.1.

Результаты расчётов сил, действующих на автомобиль ГАЗ 2217 Таблица 2.1.

№ передачи	Показатели		Частота вращения коленчатого вала, об/мин
№ передачи	Обозначение	Размерность	1000	2000	3000	4000	5000
I	Р_т	Н	7635,36	9141,66	9868,84	9661,07	8674,19
	V	м/с	1,81	3,63	5,44	7,25	9,07
	f_v	-	0,012	0,012	0,012	0,013	0,014
	Р_д	Н	281,7	281,7	281,7	305,18	328,65
	P_в	Н	7,47	24,4	37,29	66,23	103,65
	Р_д P_в	Н	289,17	306,1	318,99	432,3	371,41
II	Р_т	Н	4411,54	5281,85	5702,00	5581,95	5011,75
	V	м/с	3,14	6,28	9,42	12,56	15,69
	f_v	-	0,012	0,013	0,013	0,014	0,014
	Р_д	Н	281,7	305,18	305,18	328,65	328,65
	P_в	Н	12,42	49,69	111,81	198,77	310,18
	Р_д P_в	Н	294,12	354,87	416,99	527,42	638,83
III	Р_т	Н	2922,18	3498,66	3776,96	3697,45	3319,75
	V	м/с	5,27	10,53	15,80	21,06	26,33
	f_v	-	0,012	0,014	0,014	0,016	0,019
	Р_д	Н	281,7	328,65	328,65	375,61	446,03
	P_в	Н	34,99	139,71	314,55	558,84	873,52
	Р_д P_в	Н	316,69	468,36	643,2	934,45	1319,55
IV	Р_т	Н	2094,75	2508,00	2707,50	2650,50	2379,75
	V	м/с	7,35	14,69	22,04	29,38	36,73
	f_v	-	0,013	0,014	0,017	0,021	0,025
	Р_д	Н	305,18	328,65	399,08	492.98	586,88
	P_в	Н	68,07	271,9	612,06	1087,61	1699,87
	Р_д P_в	Н	373,25	600,55	1011,14	1580,59	2286,75
V	Р_т	Н	1778,44	2129,29	2298,67	2250,27	2020,41
	V	м/с	8 ,65	17,30	25,95	34,61	43,26
	f_v	-	0,013	0,015	0,019	0,024	0,031
	Р_д	Н	305,18	352,13	446,03	563,41	727,74
	P_в	Н	94,28	377,11	848,49	1509,29	2358
	Р_д P_в	Н	399,46	729,24	1294,52	2072,7	3085,74

График силового баланса автомобиля ГАЗ 2217 показан на Рис.2, представленном в графической части курсовой работы.

2.2.Динамическая характеристика автомобиля ГАЗ 2217

Расчёт динамического фактора производится по следующей формуле:

, (2.8)

где - полный вес автомобиля, Н.

Значения динамического факторана различных передачах для автомобиля ГАЗ 2217 приведены в Таблице 2.2.

Результаты расчёта динамического фактора Таблица 2.2.

№ передачи	Показатели		Частота вращения коленчатого вала, об/мин
№ передачи	Обозначение	Размерность	1000	2000	3000	4000	5000
I	V	м/с	1,81	3,63	5,44	7,25	9,07
I		Н/Н	0,33	0,39	0,42	0,41	0,37
II	V	м/с	3,14	6,28	9,42	12,56	15,69
II		Н/Н	0,19	0,22	0,23	0,23	0,20
III	V	м/с	5,27	10,53	15,80	21,06	26,33
III		Н/Н	0,12	0,14	0,15	0,13	0,10
IV	V	м/с	7,35	14,69	22,04	29,38	36,73
IV		Н/Н	0,09	0,10	0,09	0,07	0,03
V	V	м/с	8,65	17,30	25,95	34,61	43,26
V		Н/Н	0,07	0,07	0,06	0,03	-0,01

Динамический паспорт автомобиля ГАЗ 2217 показан на Рис.3, представленном в графической части курсовой работы.

2.3.Характеристика ускорений автомобиля ГАЗ 2217

Величина ускорения j_i определяется по формуле:

, (2.9)

где g - ускорение свободного падения, м/с²;

D_i- динамический фактор на i–ой передаче, Н/Н;

d_i- коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при движении на

i–ой передаче.

(2.10)

где J_д, J_к, J_тр- соответственно моменты инерции двигателя (а также связанные с

ним детали), трансмиссии и колес, кг×м²;

М, М_н- соответственно масса автомобиля при заданной и номинальной

загрузке, кг.

Значения ускорений и коэффициента учёта вращающихся масс автомобиля ГАЗ 2217 на различных передачах приведены в Таблице 2.3.

Результаты расчёта ускорений Таблица 2.3.

№ передачи	Показатели		Частота вращения коленчатого вала, об/мин
№ передачи	Обозначение	Размерность	1000	2000	3000	4000	5000
I	V	м/с	1,81	3,63	5,44	7,25	9,07
	j	м/с²	2,12	2,52	2,72	2,65	2,37
	d	-	1,47
II	V	м/с	3,14	6,28	9,42	12,56	15,69
	j	м/с²	1,49	1,73	1,9	1,8	1,5
	d	-	1,17
III	V	м/с	5,27	10,53	15,80	21,06	26,33
	j	м/с²	0,98	1,14	1,23	1,03	0,74
	d	-	1,08
IV	V	м/с	7,35	14,69	22,04	29,38	36,73
	j	м/с²	0,72	0,8	0,68	0,46	0,05
	d	-	1,05
V	V	м/с	8,65	17,30	25,95	34,61	43,26
	j	м/с²	0,54	0,52	0,4	0,06	-
	d	-	1,04

Характеристика ускорений автомобиля ГАЗ 2217 показана на Рис.4, представленном в графической части курсовой работы.

2.4.Характеристика разгона автомобиля ГАЗ 2217 по времени

Ускорение автомобиля ГАЗ 2217 внутри интервала скорости _к можно определить по формуле:

(2.11)

где J(V_k+1), J(V_k) - ускорения соответственно в начале и в конце к-го интервала

скорости, м/с².

Величина времени на увеличение скорости движения от V_k до V_k+1 определяется по формуле:

. (2.12)

Общее время разгона на данной передаче от скорости V₁до V_N рассчитывается по формуле:

=_(2.13)

Результаты расчётов ускорений, времени на увеличение скорости и общего времени разгона на различных передачах приведены в Таблице 2.4.

Результаты расчёта Таблица 2.4.

№ передачи	Показатели		Интервалы частот вращения коленчатого вала, об/мин
№ передачи	Обозначение	Размерность	1000-2000	2000-3000	3000-4000	4000-5000
I		м/с²	2,32	2,49	2,69	2,51
		с	0,78	0,73	0,67	0,73
		с	5,22
II		м/с²	1,61	1,49	1,53	1,435
		с	1,95	2,11	2,06	2,18
		с	15,06
III		м/с²	1,06	1,19	1,13	0,89
		с	4,74	4,45	4,65	5,95
		с	74,13
IV		м/с²	0,76	0,74	0,57	0,26
		с	9,66	9,93	12,88	28,82
		с	78,43
V		м/с²	0,53	0,46	0,23	-
		с	16,32	18,8	37,65	-
		с	64,12

График разгона автомобиля ГАЗ 2217 по времени показан на Рис.5, представленном в графической части курсовой работы.

2.5.Характеристика разгона автомобиля ГАЗ 2217 по пути

Длина отрезков пути ΔS_k, проходимых за промежутки времени определяется по формуле:

(2.14)

Полный отрезок разгона автомобиля от скорости V₁до V_N рассчитывается по формуле:

=_(2.13)

Результаты расчётов отрезков пути и общего пути разгона на различных передачах приведены в Таблице 2.5.

Результаты расчёта Таблица 2.5.

№ передачи	Показатели		Интервалы частот вращения коленчатого вала, об/мин
№ передачи	Обозначение	Размерность	1000-2000	2000-3000	3000-4000	4000-5000
I		м	1,94	3,31	4,25	6,06
I		м	15,56
II		м	9,18	16,56	22,64	30,79
II		м	79,17
III		м	39,18	58,58	85,69	140,99
III		м	324,44
IV		м	107,76	128,3	331,14	952,65
IV		м	1519,85
V		м	211,75	406,55	1140	-
V		м	1758,3

График разгона автомобиля ГАЗ 2217 по пути показан на Рис.6, представленном в графической части курсовой работы.

2.6.Расчёт параметров обгона «с ожиданием»

Результаты расчёта параметров обгона, выполняемого с возрастающей скоростью приведены в Таблице 2.6.

Результаты расчёта параметров обгона Таблица 2.6.

Параметр	Значение
D₁	16,42м
D₂	8,06м
t_об	4,25с
S₂	86 м
S₃	131,75м

График интенсивности разгона автомобиля ГАЗ 2217 для определения пути и времени обгона с ускорением показан на Рис.7, представленном в графической части курсовой работы.

Из графика видно, что минимально необходимое расстояние до встречного автомобиля S_св, которое должно быть свободным перед обгоняющим автомобилем составляет 165 м, тогда как расстояние S_св¹, заданное по условию, равно 370 м.

Дистанция безопасности между обгоняющим и обгоняемым автомобилями сохраняется.

Таким образом, проведя анализ результатов расчёта и, можно сделать вывод о том, что манёвр обгона автомобилем ГАЗ 2217 автомобиля ЗИЛ-131 является возможным, и он будет безопасным.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Краткий автомобильный справочник НИИАТ. – М.: Трансконсалтинг, 1994. – 779 с.

2.Методические указания по оформлению письменных работ для студентов специальности 240100 “Организация перевозок и управление на транспорте (автомобильном)” дневной и заочной форм обучения.– Тюмень: ТюмГНГУ, 2008. – 26 с.

3.Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Безопасность транспортных средств» для студентов специальности 240100 “Организация перевозок и управление на транспорте (автомобильном)” дневной и заочной форм обучения.– Тюмень: ТюмГНГУ, 2008. – 24 с.

4. http://spetsukrpostach.prom.ua/a49609-zil-131-tehnicheskie.html

5. http://www.v-auto.info/index.php/gaz-2217-sobol

6. http://www.gaz-agas.ru

Определение параметров обгона, выполняемого с возрастающей скоростью 📙 Курсовая → 🆔 149706