Definirea conditiilor de autopropulsare

Definirea conditiilor de autopropulsare

Automobilul, la pornirea de pe loc sau în timpul deplasarii, întâmpina o serie de rezistente pe care trebuie sa le învinga cu ajutorul energiei dezvoltate de motor, transmisa la rotile motoare. Marimea, directia si sensul fortelor active si a fortelor de rezistenta care actioneaza asupra automobilului influenteaza caracterul miscarii acestuia.

Definirea conditiilor de autopropulsare si descrierea modului de aparitie a fortelor care se opun înaintarii automobilului sunt necesare, pentru ca, odata cunoscute, sa se poata actiona în sensul micsorarii sau eliminarii lor.

3.1. Rezistentele la inaintarea automobilului

Rezistenta la rulare

Rezistenta la rulare-R_r- este o forta cu actiune permanenta, îndreptata în sens opus deplasarii automobilului.Cauzele fizice care genereaza aparitia acestei forte sunt urmatoarele: frecarea dintre pneu si calea de rulare, întrepatrunderea dintre elementele de pneu si microneregularitatile caii de rulare, efectul de ventuza produs de profilele cu contur închis de pe banda de r 525g61f ulare, frecarile interioare din pneu, deformarea suprafetei caii de rulare, viteza de deplasare a automobilului.

În calculele de proiectare a automobilului rezistenta la rulare este luata în considerare prin coeficientul rezistentei la rulare f, definit prin relatia:

unde: R_r - este rezistenta la rulare;

Gacosa - este componenta normala pe calea de rulare a greutatii automobilului .

Pentru calculul rezistentei la rulare, cunoscând marimea coeficientului de rezistenta la rulare f , se utilizeaza relatia:

R_r = f ^. G_a ^. cos [N]

Rezistenta aerului

Rezistenta aerului -R_a- reprezinta o forta care se opune înaintarii automobilului si apare ca urmare a interactiunii dintre aer si automobilul aflat în miscare. Ea este o forta paralela cu calea de rulare, cu actiune permanenta, de sens opus vitezei automobilului si are un punct de aplicatie numit centru frontal de presiune, situat în planul de simetrie longitudinal al automobilului, la înaltimea h_a deasupra drumului, conform figurii 8.

Fig. 8. Fortele care actioneaza asupra automobilului.

Pentru calculul rezistentei aerului se recomanda utilizarea urmatoarei relatii :

R_a= 1/2^.r C_x^.A^.v² [N]

unde: r = densitatea aerului r kg/m³

C_x = coeficientul de rezistenta al aerului

A = aria sectiunii transversale maxime m²

v = viteza de deplasare a automobilului m/s

1/2r C_x = k kg/m³ , C_x=0,38

k=0,23845[kg/m

R_a = k·A·v² N

A = BH = 1,5∙1,421 = 2,1315[m²]

B - ecartamentul autovehiculului.

H - înaltimea autovehiculului.

Rezistenta la demarare

Regimurile tranzitorii ale miscarii autovehiculului sunt caracterizate de modificarea vitezei de deplasare a automobilului, prin accelerare sau frânare. Rezistenta la demarare -R_d- este o forta care se opune înaintarii automobilului si se manifesta în regimul de miscare accelerata a autovehiculului. Ea apare ca urmare a inertiei de translatie sau de rotatie cu care piesele automobilului, prin masa lor, se opun accelerarii sale. În regimul frânarii inertia pieselor automobilului devine o forta activa, care tinde sa mentina deplasarea automobilului si contribuie la marirea spatiului sau de frânare.

R_d= R_dt+R_dr  

unde:   R_dt este forta de inertie datorata masei totale a automobilului aflat în miscare accelerata de translatie;

R_dr este forta de rezistenta datorata inertiei pieselor în miscare de rotatie.

Rezistenta la demarare R_dt se calculeaza cu relatia:

R_dt = m_a∙δ= m_a∙ δ∙a

unde: m_a este masa totala a automobilului.

= a-reprezinta acceleratia automobilului.

Se alege acceleratia maxima pentru prima treapta de viteza 2,8[m/s], adica :

R_dt=15750∙1,2∙2,8=52920 [N]

Rezistenta la panta

La deplasarea automobilului pe drumuri cu înclinarea longitudinala , greutatea sa totala G_a, al carei punct de aplicare se afla în centrul de greutate c_g,

Fig. 9. Rezistenta la panta

se descompune astfel: o componenta perpendiculara pe calea de rulare-G_a .cos si una paralela cu aceasta- G_a∙sin . Componenta paralela cu calea de rulare, numita rezistenta la panta -R_p se opune înaintarii automobilului pe rampa. Daca automobilul coboara panta atunci componenta G_a∙sin devine forta activa, care contribuie la deplasarea automobilului.

Astfel expresia de calcul a rezistentei la panta este data de relatia:

R_p = G_a sin a [N

unde este unghiul de înclinare al caii de rulare în plan longitudinal.

Observatie: semnul "+" se foloseste la urcarea rampelor, iar semnul "-" la coborârea pantelor.

3.2. Ecuatia generala de miscare rectilinie a automobilului

Pentru stabilirea ecuatiei de miscare se ia în considerare automobilul în deplasare rectilinie, pe o cale cu înclinare longitudinala a în miscare accelerata. Automobilul se deplaseaza sub influenta fortei de tractiune F_t si ba fortelor de rezistenta,la rulare-R_r, la demarare -R_d, la panta- R_p si a aerului -R_a.

Ecuatia de echilibru de forte de-a lungul caii de rulare poate fi scrisa sub forma:

F_t - R_r -R_d -R_p -R_a=0

Functie de conditiile de autopropulsare a autovehiculului, în ecuatia de miscare se definesc mai multe forme particulare:

- pornirea din loc cu acceleratia maxima:

- deplasarea pe calea cu panta maxima:

- deplasarea cu viteza maxima: