 |
|
Тяговые показатели автопоездов
Использование прицепов и полуприцепов в составе автопоезда существенно повышает производительность автотранспортных средств и понижает удельные расходы на перевозку груза. Однако тяговые возможности автопоездов по сравнению с одиночными автомобиля ми имеют отличия, которые заключаются в следующем:
• увеличивается сила сопротивления воздуха вследствие увеличения вихреобразования в воздушных потоках и увеличения поверхности трения о слои воздуха (автопоезда, состоящего из одного тягача и прицепа, Рωувеличивается примерно на 25—30 % по сравнению с одиночным автомобилем, а при добавлении каждого последующего прицепа эта сила увеличивается на 15-20%);
• увеличивается коэффициент сопротивления качению колес fm автопоезда, который определяется из уравнения
fап= fТ+ fпр ,
где fТ и fпр — коэффициенты сопротивления качению соответственно тягача и прицепа.
Кроме обычного суммирования коэффициентов в результате увеличения числа участвующих в движении колес коэффициент fап увеличивается из-за возрастания fTв результате гистерезисных потерь в шинах вследствие увеличения силы тяги. Так на горизонтальной дороге применение одного прицепа увеличивает коэффициент сопротивления качению на 5—10 %. На дороге с крутыми подъемами он выше почти вдвое.
Чтобы проанализировать динамические возможности автопоезда используют его динамическую характеристику с номограммой нагрузок.
При построении номограммы нагрузок за 100 % принимается сила тяжести тягача с полной нагрузкой, а полная нагрузка в процентах получается суммированием силы тяжести прицепа с силой тяжести тягача (рис. 3.14).
Динамический паспорт автопоезда определяется по формуле
Dan=(PT-Pω)/Gап=(ψ+δап j)/g,
где δап — коэффициент учета вращающихся масс автопоезда. При равномерном движении и без учета Pω
Dап = PT/Gап = ψ.
|
| Рис. 17 – динамический паспорт автопоезда |
Задачи по определению динамических свойств автопоезда решаются так же как и для одиночного автомобиля. Например, в соответствии с динамическим паспортом (рис. 3.14) автопоезд, масса которого в 2,5 раза больше массы базового автомобиля, может двигаться по дороге, характеризуемой коэффициентом ψ= 0,05 (точка А), на второй передаче (точка В) со скоростью около 6 м/с.
При увеличении силы тяжести автопоезда снижается средняя скорость его движения, увеличивается удельный расход топлива. Однако одновременно увеличивается масса перевозимого груза, т. е. производительность автопоезда больше чем одиночного автомобиля.
Максимально возможная производительность автопоезда (без учета простоев) определяется как
W = Gгрv,
где Gгр— грузоподъемность автопоезда; v — скорость движения; W — производительность автопоезда.
На рис. 3.15 показаны зависимости составляющих последнего уравнения от силы тяжести автопоезда.
|
| Рис. 18 – Зависимость скорости, грузоподъемности и производительности автопоезда от его массы |
Стремление увеличить грузоподъемность автопоезда неизбежно приведет к увеличению его массы, поэтому будет справедливо утверждать, что увеличение Gгр в свою очередь приведет к снижению скорости движения v. В результате производительность Wв начале возрастет, затем после достижения максимальных значений, начнет уменьшаться. Заштрихованная зона на рис. 3.15 показывает оптимальное соотношение тяжести автопоезда и его грузоподъемности, при которых теоретически достигается максимальная производительность автопоезда.
Фактически же производительность автотранспортного средства всегда меньше, так как в расчетах не учитываются простои под загрузкой, порожние пробеги и движение со скоростями меньшими, чем максимальная.
Тем не менее, применение автопоездов дает существенный экономический эффект. Подтверждением тому служит то, что, несмотря на снижение средней скорости автопоезда по сравнению с базовым автомобилем на 10 %, его производительность больше на 40—50 %, чем одиночного автомобиля.