Центр масс автомобиля – Методические указания к практическим занятиям и для самостоятельной работы студентов, страница 7

Содержание

Определение центра масс автомобиля

№  пп

Наименование параметра

Размерность

Значение

1

Грузоподъемность

кг

600

2

Допустимая масса прицепа (полуприцепа)

кг

700

3

Собственная масса, mо

кг

2070

4

на переднюю ось, mо1

кг

1065

5

на заднюю ось, mо2

кг

1005

6

Полная масса, mа (уаз 3160)

кг

2670(2650)

7

на переднюю ось, mа1

кг

1220

8

на заднюю ось, mа2

кг

1430

9

Радиус поворота по оси внешнего переднего колеса

м

10

Максимальная скорость

км/ч

150

11

Контрольный расход топлива при 90 км/ч

л/100км

10,4

12

Передаточное число: I передачи

4,155

13

II передачи

2,265

14

III передачи

1,428

15

IV передачи

1,000

16

V передачи

0,880

17

передачи заднего хода

3,827

18

Раздаточной коробки: I

1

19

II                        

1,95

20

Главной передачи

5,83

21

Число ходовых колес

4

22

Размер шин

245/70 R16

23

Статический радиус колеса

м

0,343

24

Момент инерции колеса

кг·м

1,9

25

База, L

мм

2760

26

Колея передних колес, Bп

мм

1600

27

задних колес, Bз

мм

1600

28

Кузов: длинна, lk

мм

4647

29

ширина, bk

мм

1929

30

высота hk

мм

2000

31

погрузочная высота hП

мм

740

Характеристика УАЗ – Patriot

Характеристика двигателя ЗМЗ-409.10

Наименование параметра

Размерность

Значение

Максимальная мощность ne,  при 4400 об/мин

кВт

105

Максимальный крутящий момент Me , при 3900 об/мин

Н·м (кг·см)

230 (23.5)

Момент инерции вращающихся частей

кг·м2

0,23

Степень сжатия

9,0

Минимальный эффективный расход топлива

г·кВт·ч

265

Скоростная характеристика, зависимость :

Ne , об/мин

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Me , Н·м

171

198

213

221

220

227

230

226

216

Определение центра масс автомобиля.

Для начала определяем координаты центра масс порожнего автомобиля:

Ординату h0 принимаем равной , где rk - статический радиус колеса. Получем

.

Абсциссу определим из уравнения моментов относительно точки А:

,

Отсюда =1340 (мм)

Далее определим массу пассажиров:

на переднем ряду:  кг;

на заднем ряду:  кг;

Из этого следует, что допустимая масса груза:  кг;

Массив исходных данных для расчета координат центра масс

Параметр автомобиля

Размерность

Значение

Собственная снаряженная масса, mo

В том числе на переднюю ось, mo1

В том числе на заднюю ось, mo2

кг

кг

кг

2070

1065

1005

Масса груза, mг

кг

225

Число посадочных мест, Zп

В том числе на переднем ряду, Zп1

В том числе на заднем ряду, Zп2

5

2

3

Масса пассажиров, mп

кг

75

Полная масса автомобиля, mа

кг

2670

Статический радиус колеса, rк

мм

343

База автомобиля, L

мм

2760

Координаты центра масс, m0: x10

                                                     h0,

мм

1340

515

Координаты центра масс, mп1: x1,

                                                     h1,

мм

мм

1270

1160

Координаты центра масс, mп2: x2,

                                                     h2,

мм

мм

2210

1200

Координаты центра масс, mг: xг,

                                                  hг,

мм

мм

3000

1300

Составим уравнение моментов относительно точки В для определения абсциссы центра масс груженого автомобиля:

Для определения ординаты, так же составляем уравнение моментов:

Составим уравнение моментов относительно точки А для нахождения Rz2 груженного автомобиля:

Для нахождения Rz1 составим уравнение суммы сил параллельных оси у:

Определим реакции, действующие на порожний автомобиль:

Найдем распределение массы по осям груженого автомобиля:

Блок производных исходных данных

Показатель

Размерность

Значение

Координаты центра масс порожнего АТС: xо

                                                                       hо

мм

мм

1340

515

Координаты центра масс груза: xг

                                                      hг        

мм

мм

3000

1300

Координаты центра масс груженого АТС: xа

                                                                      hа

мм

мм

1549

653

Нормальные реакции дороги груженого АТС, действующие на:

колеса передней оси, RZ1

колеса задней оси, RZ2

Н

Н

11480,8

14685,2

Лобовая площадь АТС, Fа

м2

2,924

Центр тяжести автомобиля

При расчете автомобиля необходимо учитывать важные этапы компоновки и конструирования автомобиля. Сегодня мы с вами будем определять центр тяжести автомобиля и распределения его массы по осям.

Определение центра тяжести автомобиля и распределение массы автомобиля по осям

Для расчета весовых характеристик автомобиля в расчет обычно принимается масса взрослого человека (около 70кг), а для детей 35 кг. Центр массы взрослого человека принимается на обоснованном расстоянии от нижней крайней точки спинки сиденья и составляет 200 мм. Чтобы определить массу, приходящуюся на одну ось необходимо использовать уравнение моментов.

Сейчас мы рассмотрим расчет распределения нагрузки задней оси:

центр тяжести автомобиля

Расчетная схема определения нагрузки, центр тяжести автомобиля который приходится на заднюю ось автомобиля:

Gt — это сила тяжести рулевой колонки автомобиля; G1 — сила тяжести рулевого управления автомобиля; G2— сила тяжести кардана автомобиля; G3— сила тяжести силового агрегата автомобиля; G4 — сила тяжести передних сидений автомобиля; G5 — сила тяжести аккумулятора автомобиля; G6 — сила тяжести кузова; G7— сила тяжести задних сидений; G8 — сила тяжести задней подвески автомобиля и моста; С9 — сила тяжести задних колес; G 10 — сила тяжести глушителя выпускной системы автомобиля; G11- сила тяжести запасного колеса; l1,l2...l12  — расстояние от выбранного агрегата до передней оси автомобиля.

Проектирование автомобиля осуществляется с использованием следующих параметров: масса отдельных частей автомобиля, сухая масса автомобиля, реальные массы агрегатов. Сила тяжести определяется в Ньютонах для этого необходимо получить произведение массы автомобиля, умноженной на коэффициент 9,8. Еще необходимо найти в справочнике массу всех агрегатов и узнать расстояние агрегатов и механизмов до осей автомобиля. Для определения силы тяжести, которая приходится на задний мост необходимо сложить произведения сил тяжести умноженных на расстояния между осями до центра масс агрегата или механизма и разделить на расстояние между принятыми осями автомобиля. Во время расчета принимаем знаки соответствующие математическим выражениям.

Во время рассмотрения оси, справа от нее существует момент силы, произведение сил тяжести на расстояние, тогда принимается знак «+», а моменты сил слева от оси принимаются со знаком «-».

центр тяжести автомобиля

Среднестатистические значения центров масс отдельных узлов и агрегатов автомобилей, выраженные в кг.

Для определения силы тяжести, которая приходиться на другую ось можно воспользоваться таким же методом.

Во время проектирования автомобиля не достаточно построить изображение и дизайн на бумаге. Если проектируется пространство и посадочное место для водителя, необходимо изготовить специальный макет, который создается в натуральную величину , то же самое применяем и к внешнему облику автомобиля, необходимо построить макет, который будет полностью соответствовать параметрам кузова автомобиля. С этого момента можно поговорить и о дизайне кузова автомобиля и его компоновке.

формула центр тяжести

Каждый конструктор ставит перед собой задачу создать, что-то такое чего раньше еще не было, так и в автомобильной отрасли автомобиль должен быть единственным в своем роде, оригинальным.

Требования к проектируемым автомобилям должны соответствовать определенной направленности и динамичности. Важно создать свой оригинальный характер и построение формы автомобиля со спортивной нотой, вид капли, что очень популярно и использовалось кампанией Porshe, форма должна быть изящной и аэродинамической, что уменьшает сопротивления воздуха. Форма капли сама по себе говорит об улучшении аэродинамики и уменьшении воздушного сопротивления, динамичность у нее в крови.

Когда автомобиль движется в пространстве, его внешние детали испытывают сопротивления воздуха. Сопротивление воздуха оказывает огромное влияние на расход мощности автомобиля. Конструкторы ставят задачу уменьшить повышенное сопротивление воздуха. И скорость движения равно пропорциональна потери мощности на воздушное сопротивление.

Для того чтобы разобраться в вопросах потери мощности, необходимо разобраться в вопросах аэродинамики.

Аэродинамическое сопротивление при перемещении автомобиля в пространстве состоит из нескольких составляющих:

1)      Аэродинамическое сопротивление формы автомобиля в движении;

2)      Индуктивное сопротивление;

3)      Сопротивление внутренних потоков.

Аэродинамическое сопротивление. В большей части сопротивление воздуха зависит от формы и поверхности автомобиля. Поверхность кузова автомобиля влияет на обтекание воздухом и плавность хода. Идеальной в этом смысле является капельная форма кузова. Для создания идеального автомобиля следует избегать остро выраженных углов, и создавать легкие гладкие поверхности кузова автомобиля.


Индуктивное сопротивление зависит от подъемной силы автомобиля, которая возникает при понижении давления в верхней части автомобиля и повышения давления в нижней части в районе днища. Такой принцип сопротивления очень подобает движению самолетного крыла. Такой вид сопротивления воздуху можно отметить на высоких скоростях движения автомобиля. Чтобы уменьшить индуктивное сопротивление используют вспомогательные устройства, такие как спойлеры, антикрылья, подвесы.


Поверхностное сопротивление возникает вследствие трения мелких частиц воздуха, которые следуют по касательной, направляясь к поверхности кузова автомобиля. Поэтому покрытия кузова имеет тоже очень важную роль.


Интерференционное сопротивление это сопротивление, создаваемое различными частями деталей автомобиля, которые выступает за его пределы. Эти элементы могут создавать собственные сопротивления. Способы уменьшения интерференционного сопротивления могут крыться в установке специальных ручек, обода фар, форменных наружных зеркал, ветровых стекол.

Зоны сопротивления воздуха

Зоны сопротивления, создаваемые потоком воздуха.

Чтобы уменьшить сопротивление воздуха каналы входа потока воздуха должны быть размещены внутри кузова, где создается наибольшее давление (передняя часть кузова, зона, находящаяся в районе переднего бампера, и у бокового стекла). Каналы, которые будут выпускать воздух из кузова выполнять пропорционально и в зоне разряжения (задняя часть кузова, передние крылья, район кузова вблизи заднего стекла).

Компоновка необходима для решения стратегического направления при создании конструкции кузова. В процессе создания компоновки отдельные элементы приходится изменять, править, экспериментировать, рассчитывать.

Компоновка автомобиля выполняется в трех видах. Компоновочные чертежи включают: вид сбоку, спереди и сверху. Для точности выполнения компоновки автомобиля строится специальная сетка с установленными расстояниями между линиями в 200 мм. Пример компоновочного чертежа вы можете увидеть на рисунке.

компоновочный чертеж автомобиля

ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ АВТОМОБИЛЯ

Следующий важный этап конструирования и компоновки — определение центра тяжести автомобиля и распределения массы по осям. Для расчета весовых характеристик принимают массу взрослого человека 70 кг, а для детей 35 кг. Центр масс силуэта взрослого человека можно принять на расстоянии 200 мм от нижней точки спинки сиденья. Массу, приходящуюся на одну из осей, можно определить, используя уравнение моментов.

 ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ АВТОМОБИЛЯ

Расчетная схема определения нагрузки, приходящейся на заднюю ось автомобиля:

Gt — сила тяжести рулевой колонки; G1 — сила тяжести рулевого управления; G2— сила тяжести кардана: G3— сяла тяжести силового агрегата. G4 — сила тяжести передних сидений. G5 — сила тяжести аккумулятора; G6 — сила тяжести кузова. G7— сила тяжести задних сидений; G8 — сила тяжестн задней подвески и моста. С9 — сила тяжестн задних колес; G 10 — сила тяжести глушителя. G11- сила тяжести запасного колеса. l1,l2...l12  — расстояние от соответствующего агрегата до передней оси.

При проектировании автомобиля желательно знать массу отдельных его частей, а следовательно, сухую массу автомобиля. В табл. 8 приведены ориентировочные значения масс отдельных узлов и агрегатов, на которые можно ориентироваться при конструировании автомобиля. В табл. приведены реальные массы агрегатов отечественных автомобилей, которые часто используются при создании самодельных конструкций. Для определения значения силы тяжести в ньютонах необходимо величину массы в килограммах умножить на 9,8. При этом необходимо знать силу тяжести всех агрегатов и расстояние их до соответствующих осей.
Так, например, при определении силы тяжести, приходящейся на заднюю ось , сумму произведений сил тяжести агрегатов на расстояние от передней оси до центра масс принятого агрегата необходимо разделить на расстояние между осями (базу автомобиля). При расчете следует обращать внимание на знаки  перед произведениями  уравнения. Справа от оси,  по отношению к которой рассматривается момент силы, произведение силы тяжести на расстояние принимается со знаком плюс, а слева со знаком минус.

проектирование автомобиля

Ориентировочные значения масс отдельных узлов и агрегатов самодельных автомобилей, кг.

Аналогично можно определить силу тяжести, приходящуюся на другую ось. При проектировании автомобиля нельзя ограничиться только его изображением на бумаге. Например, чтобы отработать место и рабочее пространство водителя, изготавливают посадочный макет, где все элементы рабочего места выполняются в натуральную величину. Чтобы решить внешнюю форму автомобиля, желательно выполнить его макет. И здесь уместно вести разговор о дизайне автомобиля в приложении к компоновке автомобиля. Любой самостоятельный конструктор мечтает создать автомобиль, который был бы единственным в своем роде. Да и в требованиях к самодельным автомобилям сказано, что кузова их на кузове. Вертикальные же линии должны быть подобраны в таком ритмическом соотношении, чтобы они создавали определенную направленность и подчеркивали динамичность. Важно выбрать единый характер построения формы. Например, создавая спортивный автомобиль, стремятся придать ему каплевидную форму, уменьшающую аэродинамическое сопротивление. К тому же изделие каплевидной формы по своей сути уже обладает динамичной формой. О некоторых приемах художественного конструирования будет рассказано в отдельной главе.

Перемещаясь в пространстве, автомобиль испытывает сопротивление воздушной среды, на преодоление которого расходуется большая часть мощности. Поэтому конструкторы автомобиля стремятся по возможности уменьшить причины повышенного сопротивления воздушному потоку. И чем выше скорость движения, тем больше потери мощности на преодоление сопротивления воздушной среды. Чтобы правильно учесть причины потерь, коснемся вопроса аэродинамики автомобиля.
Различают несколько составляющих аэродинамического сопротивления при перемещении автомобиля в воздушной среде. Это сопротивление формы, индуктивное сопротивление, поверхностное сопротивление, интерференционное сопротивление и сопротивление внутренних потоков.

Сопротивление воздушной среды автомобиля 

Сопротивление воздушному потоку

Сопротивление воздушному потоку зависит непосредственно от формы кузова автомобиля. Основные поверхности кузова влияют на плавность обтекания воздухом. Идеальной в этом случае является каплевидная форма, чего не всегда можно добиться, создавая автомобиль. Следовательно, приближаясь к идеальной аэродинамической форме, следует избегать островыраженных углов, заменяя их плавными скруглениями. Таким образом, поверхность автомобиля должна состоять из простых и гладких поверхностей.
Индуктивное сопротивление создается подъемной силой, возникающей при движении автомобиля, за счет понижения давления в верхней части автомобиля и повышения его в нижней под днищем.' Кузов автомобиля становится подобен самолетному крылу. Эта часть сопротивления проявляется при более высоких скоростях движения. Для борьбы с ним применяют устройства, формирующие поток воздуха (спойлеры), или же устройства, создающие прижимающую силу (антикрылья).

Поверхностное сопротивление
Поверхностное сопротивление возникает за счет трения частиц воздуха, движущихся по касательной к поверхности кузова в пограничном слое. Воздух тормозится за счет трения его о частицы краски. Поэтому чем качественнее покрытие кузова автомобиля, тем меньше будет поверхностное сопротивление.


Интерференционное сопротивление
Интерференционное сопротивление возникает в результате наличия на кузове различных выступающих частей и деталей. Эти элементы взаимодействуют с основным потоком и создают в нем собственные возмущения. Мерой борьбы служит применение утопленных ручек, ободков фар, устанавливаемых заподлицо с поверхностью кузова ветровых стекол, вынесенных на кронштейнах наружных зеркал. Сопротивление внутренних потоков создается за счет прохождения воздуха через внутреннее пространство автомобиля.

auto centr

Зоны давления и разрежения, создаваемые потоком воздуха.

Поэтому для снижения сопротивления воздуха необходимо размещать каналы входа воздушного потока внутрь кузова в зоне наивысшего давления (передняя панель кузова, зона под передним бампером, зона вблизи бокового стекла). Каналы же, выпускающие воздух из кузова, размешать в зоне максимального разряжения (задняя панель кузова, боковая панель передних крыльев, панель кузова позади заднего стекла).
Конечно, невозможно решить все задачи, стоящие перед конструктором только на этапе компоновки. Компоновка дает стратегическое направление в конструировании кузова и решает основные задачи. В процессе отработки отдельных элементов кое-что придется изменять, переделывать, проверять расчетами, экспериментом. Поэтому компоновку можно завершить, выполнив чертеж в трех видах: спереди, сбоку и сверху. Для удобства пользования необходимо нанести сетку с расстояниями между линиями 200 мм. Пример компоновочного чертежа показан на рис.

Схема компоновка автомобиля

Пример компоновочного чертежа автомобиля.

Центр - масса - автомобиль

Центр - масса - автомобиль

Cтраница 1

Центр масс автомобиля расположен на расстояниях / 2 и / i от вертикальных плоскостей, в которых кузов крепится к шасси, ki и &2 - коэффициенты жесткости рессор переднего и заднего шасси, т - масса кузова автомобиля, / тр2 - момент инерции кузова относительно оси, проходящей через центр масс перпендикулярно продольной вертикальной плоскости.  [1]

Поперечный наклон шкворня вызывает подъем центра масс автомобиля при повороте управляемых колес. В действительности поворачиваемое колесо, опираясь на дорогу, вызывает соответствующий подъем передней оси и центра масс автомобиля. Если отпустить рулевое колесо, то передняя часть автомобиля опустится вниз и передние колеса возвращаются в положение, соответствующее прямолинейному движению.  [2]

Но внутренняя сила не может сместить центр масс автомобиля. Это легко показать на опыте ( см. § 2.8), подвесив на нитях любую заводную игрушку: колеса будут вращаться, а игрушка останется неподвижной.  [3]

Дальнейшие рассуждения удобно проводить в системе отсчета, связанной с центром масс автомобилей, так как скорость центра масс за время удара At 0 07 с практически не меняется. В этой системе отсчета после удара автомобили неподвижны.  [4]

Выбор наилучшей тактики зависит от ряда факторов, в первую очередь от соотношения скорости заноса и линейной скорости центра масс автомобиля, а также от того, какие колеса сохранили сцепление с дорогой. Необходимо также четко уяснить, что важнее: воспрепятствовать заносу или приостановить движение вперед. Допустим, к примеру, что заднюю часть автомобиля заносит вправо, что движением вдоль дороги можно пренебречь и что передние колеса сохранили сцепление с дорогой. Тогда, чтобы помешать заносу, следует поворачивать передние колеса в направлении вращения ( то есть вправо) и потихоньку давать газ. По мере уменьшения заноса нужно выводить передние колеса влево, восстанавливая тем самым правильную ориентацию автомобиля на дорожном полотне.  [5]

Рассмотреть задачу для двух случаев: 1) все колеса автомобиля ведущие, 2) только задние ведущие; считать, что центр масс автомобиля находится посередине между осями его - колес, а центр масс груза - над задней осью.  [6]

Итак, если автомобиль движется с ускорением w относительно инерциальной системы, то при переходе к инерциальной системе, связанной с автомобилем, к центру масс автомобиля необходимо приложить силу инерции Fu - mw и тогда можно применять условия равновесия, известные из статики.  [7]

Сторонники заднего расположения двигателя и привода считают, что при таком решении не накладывается никаких ограничений на величину радиуса поворота, которые обычно возникают вследствие ограниченности пространства, используемого под рулевое управление, кроме того, обеспечивается лучшее сцепление с дорогой на скольз-ских подъемах, а также минимальное изменение положения центра масс автомобиля в нагруженном и ненагруженном состояниях. Шум, перегрев, запах топлива, отработавшие газы - все это устраняется вместе с решением проблемы управления передними ведущими колесами. При близком взаимном расположении двигателя и привода могут быть уменьшены потери мощности в трансмиссии. Кроме того, при этом для размещения пассажиров и водителя используется все освободившееся между колесами пространство.  [8]

Ведущие колеса у автомобиля - задние, нагрузки на переднюю и заднюю оси при таком движении одинаковы. Центр масс автомобиля расположен очень низко.  [9]

Поперечный наклон шкворня вызывает подъем центра масс автомобиля при повороте управляемых колес. В действительности поворачиваемое колесо, опираясь на дорогу, вызывает соответствующий подъем передней оси и центра масс автомобиля. Если отпустить рулевое колесо, то передняя часть автомобиля опустится вниз и передние колеса возвращаются в положение, соответствующее прямолинейному движению.  [10]

Легковой автомобиль едет по горизонтальной дороге со скоростью VQ. Известно, что центр масс автомобиля расположен на равных расстояниях от осей передних и задних колес, диаметр которых одинаков.  [11]

Страницы:      1

Центр тяжести автомобиля, расположение центра тяжести, устойчивость автомобиля


Под центром тяжести автомобиля понимается условная точка, в которой как бы сосредоточен весь вес автомобиля. Распределение веса по осям характеризуется расположением центра тяжести автомобиля. Чем ближе к одной из осей расположен центр тяжести, тем больше будет нагрузка на эту ось. На ненагруженных грузовых автомобилях нагрузка на переднюю ось составляет примерно 40%; а на заднюю - 60%, на груженых соответственно - 30 и 70%. На легковых автомобилях нагрузка на оси распределяется примерно поровну. Положение центра тяжести оказывает большое влияние на устойчивость и управляемость автомобиля, поэтому водитель должен это всегда учитывать.


Рис.1 Центр тяжести автомобиля и его расчет.

Положение центра тяжести автомобиля зависит от его компоновки, а также от величины, расположения и объемного веса груза и, следовательно, существенно изменяется при эксплуатации автомобиля. Если автомобиль нагружен железобетонными плитами, то центр тяжести будет расположен значительно ниже, чем при перевозке железнодорожных контейнеров. Однако независимо от характера груза центр тяжести груженого автомобиля всегда выше нежели у негруженого. Поэтому мнение, бытуемое у многих водителей, о том, что нагруженный автомобиль более устойчив, - ошибочно.

Чем выше расположен центр тяжести, тем хуже устойчивость автомобиля против опрокидывания. Это наиболее характерно для автобусов при наличии стоящих пассажиров, автомобилей (автопоездов), перевозящих высокогабаритные грузы, автомобилей - фургонов и специальных автомобилей (автокраны, автовышки и др.).


Рис.2 Высота центра тяжести автомобиля.

Силой тяжести автомобиля называется вес автомобиля (в килограммах), сосредоточенный в его центре тяжести. Она направлена по линии от центра тяжести к центру Земли.

При прямолинейном движении автомобиля обеспечивается поперечная и продольная устойчивость, если линия действия силы тяжести не выходит за пределы периметра точек опоры автомобиля. Если линия действия силы тяжести автомобиля пересекается с поверхностью дороги (местности) за пределами площади, ограниченной точками опоры колес, то автомобиль может потерять устойчивость и опрокинуться.

Нередко имеют место случаи опрокидывания автомобилей не только при движении на поворотах, спусках, подъемах и косогорах, но и на ровных прямых участках дорог. Как правило, это происходит при резком торможении и резких поворотах на высоких скоростях движения.

Расчет определения центра масс и реакций на колесах на примере автомобиля КамАз

Исходные данные:

Расчётная схема для определения координат центра масс и статических нагрузок на оси ходовой части автомобиля представлена на рисунке 1, где указаны силы, действующие на автомобиль и расстояния до этих сил в системе координат.

Таблица 1.

Элемент

mi

Координата xi

Координата yi

Кузов.

2190

4,21

1,71

Кабина

665

-0,528

1,27

Рама

1650

2,626

0,526

Пер.мост

960

0

0,526

Сред.мост

845

3,6

0,526

Зад. Мост

845

5,04

0,526

Зап.колесо

200

1,01

2,376

Агрегат.

1385

- 0,528

1,27

Водитель.

75

-0,253

1,511

Пассажир.

75

-0,253

1,511

Б.бак

80

1,775

0,707

База = 5,04м

1.Определим координаты центра масс системы по соотношениям:

,i- порядковый номер элемента, указанного в таблице 1.

Таблица 2.

i

mi

xi

yi

mi*xi

mi*yi

xc

yc

1

2190

4,21

1,71

9219,9

3744,9

2

665

-0,528

1,27

-351,12

844,55

3

1650

2,626

0,526

4332,9

867,9

4

960

0

0,526

0

504,96

5

845

3,6

0,526

3042

444,47

6

845

5,04

0,526

4258,8

444,47

7

200

1,01

2,376

202

475,2

8

1385

- 0,528

1,27

-731,28

1758,95

9

75

-0,253

1,511

-18,975

113,325

10

75

-0,253

1,511

-18,975

113,325

11

80

1,775

0,707

142

56,56

cymma

8970

20077,25

9368,61

2,2

1,04

Рис1. Расчётная схема для определения координат центра масс и статических нагрузок на оси ходовой части грузового автомобиля КамАЗ - 65201.

2. Вычисляем нормальные нагрузки, действующие на мосты автомобиля, из уравнения моментов действующих сил относительно оси передних колёс .

По паспортным данным этого автомобиля, нагрузка распределяется в отношении передней оси к задней тележки – 47% от всей массы автомобиля.

(Н)

(Н)

Для расчета необходимо две оси и действующими на них максимальными нагрузками, берем ось переднего и среднего мостов.

2. Расчет координат центра масс и реакций на колёсах автомобиля.

Расчет координат центра масс и реакций на колёсах автомобиля необходимы для дальнейшего расчета электрогидравлического подъемника оценки устойчивости автомобиля и др.

Исходные данные:

Расчётная схема для определения координат центра масс и статических нагрузок на оси ходовой части автомобиля представлена на рисунке 2, где указаны силы, действующие на автомобиль и расстояния до этих сил в системе координат.

Исходные данные по автомобилю представлены в таблице 1.

Автомобиль – ГАЗ-3307.

Таблица 1.

Автомобиль – ГАЗ-3307

Элемент автомобиля

Масса, кг

Координаты, м

Xi

Yi

Рама

957

1,8

0,86

Кабина

220

0,98

1,3

Платформа

545

3,7

1,45

Мост задний

604

3,7

0,52

Мост передний

308

0

0,56

Колесо запасное

84

1,65

0,86

Агрегат

352

-0,2

0,93

Водитель

75

1,14

1,3

Бензобак

105

1,65

0,86

База

3,7

Рис. 2. Расчетная схема определения координат центра масс и статических нагрузок на оси ходовой части автомобиляГАЗ-3307.

1. Определим суммарные значения массы m=∑mi и произведений ∑mi·xiи ∑mi·yi. Полученные данные сведём в таблицу 2.

Таблица 2.

Автомобиль – ГАЗ-3307

Элемент автомобиля

mi, кг

mi·xi, кг·м

mi·yi, кг·м

Рама

957

1722,6

823,02

Кабина

220

215,6

286

Платформа

545

2015,5

790,25

Мост задний

604

2234,8

314,08

Мост передний

308

0

172,48

Колесо запасное

84

138,6

72,24

Агрегат

352

-70,4

327,36

Водитель

75

85,5

97,5

Бензобак

105

173,25

90,3

3250

6515,45

2973,23

∑mi = 957+220+545+604+308+84+352+75+105=3250 кг

∑mi·xi = 1722,6+215,6+2015,5+2234,8+0+138,6+(-70,4)+85,5+173,25=6515,45кг·м

∑mi·yi = 823,02+286+790,25+314,08+172,48+72,24+327,36+97,5+90,3=2973,23 кг·м

2. Определяем координаты центра тяжести масс по соотношениям:

XС= ∑mi·xi/ ∑mi= 6515,45/3250=2 м

YС= ∑mi·yi/ ∑mi=2973,23/3250=0,91м

3. Вычисляем нормальную нагрузку Rk2(H), действующую на задний мост автомобиля ГАЗ-3307,из уравнения моментов действующих сил относительно оси передних колес:

∑МК1=0,

G·XС - R k2·L = 0, откуда

R k2 = G·XС/L = mgXС/L = 3250·9,81·2/3,7 = 17233,78 H

4. Определяем нормальную нагрузку RКl(H), действующую на переднюю ось автомобиля ГАЗ-3307 из уравнения проекций действующих сил на вертикальную ось OY:

∑Y= 0,

RK1+RK2-G=0, откуда

Rk1 = G- RK2 = 3250-17233,78=14648,72 Н

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *