Способ определения коэффициента суммарного сопротивления движению транспортного средства при его дорожных испытаниях

 

Использование: для определения коэффициента суммарного сопротивления движению колесного и гусеничного транспортного средства при испытаниях. Сущность изобретения: определяются коэффициент суммарного сопротивления движению через энергетические затраты двигателя (расход топлива) на преодоление суммарных сил сопротивления движению транспортного средства, включающих в себя силы сопротивления качению, подъему, инерции, колебаниям подрессоренной массы, воздуха и прицепа, а также потеря мощности в трансмиссии и скорость движения. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к испытаниям транспортных средств и касается определения коэффициента суммарного сопротивления движению колесного и гусеничного транспортного средства при испытаниях.

Известны основные способы определения коэффициента сопротивления движению методом свободного выбега транспортного средства и буксирования транспортного средства по дороге посредством тягача с измерением силы, затрачиваемой на перемещение транспортного средства.

В известном способе определения коэффициента сопротивления качению - основном виде сопротивления движению, - заключающемся в разгоне до заданной скорости транспортного средства, в выключении передачи в коробке передач и свободном выбеге по инерции до полной остановки, измеряют путь выбега и рассчитывают коэффициент сопротивления качению по формуле: f = , где V - начальная скорость выбега; S - путь выбега; g - ускорение силы тяжести; δ - коэффициент учета вращающихся масс.

Во втором известном способе определения коэффициента сопротивления качению, заключающемся в буксировке транспортного средства по дороге с отключенной силовой передачей равномерно с небольшой скоростью тягачом через динамометр, определяют коэффициент сопротивления качению по формуле при условии, что Р_f = P_д, f = , где Р_д - показания динамометра, равные силе сопротивления качения Р_f; G - масса транспортного средства.

Недостатком первого способа является то, что транспортное средство работает в режиме, не соответствующему реальному процессу его испытаний, и не учитывает затраты мощности на преодоление всех сил сопротивления движению, в частности подъему, инерции, колебаниям подрессоренной массы, воздуха и прицепа, а также сил трения в трансмиссии.

Недостаток второго способа - его высокая стоимость, обусловленная необходимостью применения тягача и контрольно-измерительной и обрабатывающей аппаратуры, а также невозможностью учета потерь мощности на преодоление сил сопротивления движению, указанное в первом способе.

Цель изобретения - повышение точности при определении коэффициента суммарного сопротивления движению колесного и гусеничного транспортного средства и снижение трудозатрат при дорожных испытаниях.

Поставленная цель достигается тем, что коэффициент суммарного сопротивления движению определяют через энергетические затраты двигателя - расход топлива на преодоление суммарных сил сопротивления движению транспортного средства, включающих силы сопротивления качению, подъему, инерции, колебаний подрессоренной массы, воздуха и силы сопротивления движению прицепа, а также потери мощности в трансмиссии и скорость движения. Значения коэффициента определения движению на конкретной j-ой дороге ϑ_Σj получают из следующей расчетной зависимости: = n , где - средний расход топлива, л/100 км; - средняя скорость движения, км/ч на j-ой дороге; n - коэффициент пропорциональности, характерный для каждого типа транспортного средства и отражающий его конструкционные решения.

Величину n по испытываемому транспортному средству определяют по известному значению ϑ_ΣA, соответствующему дороге с ровным твердым покрытием, равным 0,025, а Q и - по контрольному расходу топлива испытываемого транспортного средства и скорости, соответствующей контрольному расходу топлива.

Заявляемый способ отличается от известного тем, что учитывает, помимо сил сопротивления качению, все силы сопротивления движению транспортного средства, в том числе силы сопротивления подъему, инерции, колебаниям подрессоренной массы, воздуха и прицепа, а также силы трения в трансмиссии при включенной передаче, и может быть использован для определения коэффициента суммарного сопротивления движению всех категорий дорог и местности. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Учет сил сопротивления движению достигается через энергетические затраты двигателя - расход топлива на конкретном виде дорог и реализуемую скорость. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия".

Для определения коэффициента суммарного сопротивления движению заданной дороги ориентировочной категории испытания транспортного средства осуществляют при его полной массе, затем производят измерения расхода топлива в литрах на 100 км пробега по этой дороге, вычисляют реализуемую среднюю скорость движения по пройденному пути и времени чистого движения и вычисляют коэффициент суммарного сопротивления движению из следующей расчетной зависимости:
= n , где ϑ_Σj - коэффициент суммарного сопротивления движению на j-ой дороге;
- средний расход топлива, л/100 км;
- средняя скорость движения, км/ч;
n - коэффициент пропорциональности, характерный для каждого типа транспортного средства.

По полученным количественным значениям ϑ_Σj устанавливают фактическую категорию дороги.

Коэффициент n для различных типов колесных и гусеничных транспортных средств различен, и его определение делает возможным вычислять коэффициент суммарного сопротивления движению конкретной дороги при испытаниях любого транспортного средства. Для этого по известному значению ϑ_ΣA на дороге с ровным твердым покрытием, равным 0,025, контрольному расходу топлива испытуемого транспортного средства и скорости, соответствующей контрольному расходу топлива определяют величину n.

Предлагаемый способ определения коэффициента суммарного сопротивления движению грунтовой дороги удовлетворительного состояния при испытаниях колесного транспортного средства, например автомобиля УРАЛ-4320, реализован следующим образом.

По выполненному пробегу по грунтовой дороге удовлетворительного состояния в объеме 7,5 тыс. км получают средние значения расхода топлива в л/100 км и скорости движения указанного автомобиля, равные соответственно 50,1 л/100 км и 34,4 км/ч.

По топливной характеристике известно, что контрольный расход при V_А= 60 км/ч равен 30 л/100 км, тогда n равно:
n = ; n = = 0,5.

По исходным данным и n получают:
= 0,05 ; = 0,073.

Аналогичным образом находят значения ϑ_Σj по остальным видам дорог и с использованием различных типов колесных и гусеничных транспортных средств.

Коэффициент суммарного сопротивления движению может быть найден также не за весь объем пробега по данной дороге, а, например, в объеме пробега за одну смену или на каком-то мерном участке.

Предлагаемый способ определения коэффициента суммарного сопротивления движению позволил с его помощью и на основе статистических данных по расходу топлива и средним скоростям движения по отдельным видам дорог по выполненным контрольным испытаниям (приемочным и периодическим) различных транспортных средств выделить границы видов дорог, по которым проведены испытания, что позволило оценить достоверность и повысить точность данных по условиям испытаний колесных и гусеничных транспортных средств.

В таблице приведены виды дорог и соответствующие им значения коэффициента суммарного сопротивления движению, полученные на основе расчетов по 240 автомобилям и 30 гусеничным машинам.

Использование предлагаемого способа определения коэффициента суммарного сопротивления движению обеспечивает по сравнению с базовым объектом - методом свободного выбега и буксирования транспортного средства - следующие преимущества: повышение точности определения количественного значения коэффициента за счет учета всех сил сопротивления движению; снижение трудозатрат, так как коэффициент определяется с использованием испытываемого транспортного средства и не предусматривает других технических средств; в ходе испытаний транспортных средств на конкретных реальных дорогах с помощью коэффициента суммарного сопротивления движению выделены границы (количественные значения) видов дорог, в особенности грунтовых различного состояния.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА СУММАРНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПРИ ЕГО ДОРОЖНЫХ ИСПЫТАНИЯХ, заключающийся в перемещении испытуемого транспортного средства по опорной поверхности в ведомом установившемся режиме и определении по величине замеренных параметров коэффициента суммарного сопротивления, отличающийся тем, что при перемещении испытуемого транспортного средства определяют расход топлива двигателя и реализуемую при этом среднюю скорость движения в неустановившемся режиме движения, определенном профилем и несущей способностью опорной поверхности, а коэффициент суммарного сопротивления движению определяют по зависимости
= n , ,
где - средний расход топлива на j-й опорной поверхности, л/100 км;
- средняя скорость движения на j-й опорной поверхности, км/ч;
n - коэффициент пропорциональности, характерный для каждого типа транспортного средства и отражающий его конструктивные решения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину n по испытуемому колесному или гусеничному транспортному средству определяют по известному значению коэффициента суммарного сопротивления движению, соответствующему дороге с ровным твердым покрытием, равным 0,025 для колесных и 0,04 для гусеничных машин, а Q и - по контрольному расходу топлива испытуемого транспортного средства и скорости, соответствующей контрольному расходу топлива.

РИСУНКИ

Рисунок 1