Центр масс автомобиля трение

Определение центра масс автомобиля

Страницы работы

Содержание работы

Допустимая масса прицепа (полуприцепа)

Радиус поворота по оси внешнего переднего колеса

Контрольный расход топлива при 90 км/ч

Передаточное число: I передачи

передачи заднего хода

Раздаточной коробки: I

Число ходовых колес

Статический радиус колеса

Момент инерции колеса

Колея передних колес, B_п

Характеристика УАЗ – Patriot

Характеристика двигателя ЗМЗ-409.10

Максимальная мощность n_e , при 4400 об/мин

Максимальный крутящий момент M_e , при 3900 об/мин

Момент инерции вращающихся частей

Минимальный эффективный расход топлива

Скоростная характеристика, зависимость :

Определение центра масс автомобиля.

Для начала определяем координаты центра масс порожнего автомобиля:

Ординату h₀ принимаем равной , где r_k — 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

Собственная снаряженная масса, m_o

В том числе на переднюю ось, m_o1

В том числе на заднюю ось, m_o2

Источник статьи: http://vunivere.ru/work60973

Проектирование и расчет автомобиля

ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ АВТОМОБИЛЯ

П ри 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.

О пределение центра тяжести автомобиля и распределение массы автомобиля по осям

Д ля 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.

С ейчас мы рассмотрим расчет распределения нагрузки задней оси:

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.

П роектирование автомобиля осуществляется с использованием следующих параметров: масса отдельных частей автомобиля, сухая масса автомобиля, реальные массы агрегатов. С ила 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.

В о 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 «-».

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

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

В о 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.

К аждый 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.

Т ребования 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. Ф орма капли сама по себе говорит об улучшении аэродинамики и уменьшении воздушного сопротивления, динамичность у нее в крови.

К огда 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.

Д ля того чтобы разобраться в вопросах потери мощности, необходимо разобраться в вопросах аэродинамики.

А эродинамическое сопротивление при перемещении автомобиля в пространстве состоит из нескольких составляющих:

1) Аэродинамическое сопротивление формы автомобиля в движении;

2) Индуктивное сопротивление;

3) Сопротивление внутренних потоков.

А эродинамическое 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.

И ндуктивное 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. Ч тобы уменьшить индуктивное сопротивление используют вспомогательные устройства, такие как спойлеры, антикрылья, подвесы.

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

И нтерференционное 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, создаваемые потоком воздуха.

Ч тобы 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).

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

К омпоновка 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.

Источник статьи: http://www.autoezda.com/studentsauto/810-centrtiag.html

Что такое центр тяжести автомобиля, и на что он влияет

Нагружая автомобиль тяжелой поклажей, мы можем запросто сместить его центр тяжести. Поэтому делать это надо с умом, иначе машина во время движения будет склонна к опрокидыванию. Например, при перегруженном багажнике на крыше центр тяжести сместится вверх. Впрочем, он все равно окажется выше, даже если забить неподъемным барахлом салон и багажник. Так что в любом случае груженая машина на дороге менее устойчива, чем пустая.

Как раз высота центра тяжести автомобиля влияет на перераспределение нормальных реакций по колесам при разгонах и торможении, а также при кренах автомобиля во время поворотов. Чем выше находится центр тяжести, тем меньше его устойчивость, и больше его склонность к опрокидыванию. Чтобы это понять, достаточно представить, что происходит при разгоне, торможении и в поворотах с движущимся подъемным краном.

Неслучайно инженеры стремятся разместить центр тяжести автомобиля как можно ближе к поверхности дороги, чтобы конструкция была максимально устойчива во время движения. Неслучайно спортивные машины имеют низкий клиренс. Так что кроссовер с большим дорожным просветом в сравнении с седаном всегда будет менее устойчив.

Еще одна важная величина — сила тяжести. Речь идет о весе автомобиля, сосредоточенном в его центре тяжести, откуда эта сила направлена к центру Земли. Движущейся прямо транспортное средство будет сохранять продольную и поперечную устойчивость до тех пор, пока линия действия силы тяжести не выйдет за пределы периметра четырех колес, которые являются точками опоры автомобиля. Как только вектор направления силы тяжести автомобиля сместится за пределы площади, ограниченной колесами, автомобиль тут же потеряет устойчивость и может опрокинуться.

Например, во время прохождения поворотов на высокой скорости линия действия силы тяжести сдвигается в бок под воздействием инерции на автомобиль — во внешнюю сторону поворота. В этом случае высок риск опрокидывания. При крутом спуске с горы в случае экстренного торможения вектор направления силы тяжести резко смещается вперед, провоцируя автомобиль к продольному опрокидыванию. И чем больше скорость, тем выше шанс потерять равновесие во время любых маневров.

Источник статьи: http://www.avtovzglyad.ru/sovety/vozhdenie/2019-10-29-chto-takoe-tsentr-tjazhesti-avtomobilja-i-na-chto-on-vlijaet/

Проектирование и расчет 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.

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.

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.

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.

Источник статьи: http://www.autoezda.com/studentsauto/1178-centr-tiagesti-avtomobilia.html