1. Определение коэффициента сопротивления качению. ВВЕДЕНИЕ

Цель - экспериментальное определение силы и коэффициента сопротивления качению.

2. ТЕОРИЯ

Для количественной оценки сопротивления качению используют силу сопротивления качению. Коэффициент сопротивления качению является основным показателем сил сопротивления, возникающих при перекатывании колес по опорной поверхности. Его значение зависит от конструкции и технического состояния шины, режима качения и состояния опорной поверхности.

Коэффициент сопротивления качению можно определить методом буксировки, моделированием качения на стенде с беговыми барабанами или методом свободного выбега. В лабораторной работе коэффициент сопротивления качению определяется методом свободного выбега.

2.1. Приборы и оборудование

Измерение времени прохождения измерительного участка осуществляется с помощью электронного индикатора темпа “Электроника ИТ-01”. Основные характеристики секундомера представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Основные характеристики секундомера “Электроника ИТ-01”

Характеристика	Значение
Дискретность отчета секундомера	0,01 с
Погрешность в режиме секундомера при температуре (25+5), °С	1 %
Диапазон рабочих температур	-10 +50 °С

Перед проведением испытаний тепловой режим агрегатов и узлов АТС доводят до нормального установившегося состояния пробегом не менее 10 км. Перед испытанием должно быть проверено отсутствие повышенных сопротивлений движению измерением пути выбега со скорости 50 км/ч. Путь выбега должен быть не менее заданного в нормативно-технической документации /4/. Замеры необходимо выполнять по одному разу в обоих направлениях.

Значение начальной скорости движения автомобиля определяется по спидометру и заносится в протокол испытаний. Кроме того, в протоколе указываются: дата, время начала и окончания проведения испытаний, марка и модель автомобиля, маркировка установленных на автомобиле шин, фамилии участников, температура, давление и влажность наружного (атмосферного) воздуха на начало и окончание проведения испытаний, состояние дорожного покрытия.

2.2. Порядок выполнения работы в действительности

1. Автомобиль разгоняется до определенной скорости (не более 20 км/ч) на прямолинейном, ровном горизонтальном участке дороги, выключается передача КПП. Определяется время с момента выключения передачи КПП (при этом фиксируется начальная скорость движения) до полной остановки автомобиля. При движении накатом двигатель разъединяется от трансмиссии, крутящий момент к ведущим колесам не приводится и тяговая сила отсутствует. Мощность, затрачиваемая при этом на преодоление сопротивления воздуха и трения в трансмиссии, невелика, так как скорость движения автомобиля минимальна и все агрегаты трансмиссии работают вхолостую (крутящий момент на ведущие колеса не передается).

2. По начальной скорости и времени до полной остановки автомобиля определяется среднее ускорение автомобиля

(2.1)

где - среднее ускорение автомобиля, м/с²;

- начальная скорость движения автомобиля, м/с;

- конечная скорость движения автомобиля, м/с;

- время до полной остановки автомобиля с момента выключения передачи, с.

3. По формуле (2.2) определяется усредненная сила сопротивления качению

(2.2)

где - усредненная сила сопротивления качению, Н;

- масса автомобиля, кг.

4. По формуле (2.3) определяется коэффициент сопротивления качению

(2.3)

где - коэффициент сопротивления качению;

- вес автомобиля, Н.

5. Результаты измерений и расчетов заносятся в таблицу 2.2. После выполнения всех расчетов, определения силы и коэффициента сопротивления качению формулируется вывод по лабораторной работе.

Таблица2.2

Показатель	Направление движения прямое
Скорость движения автомобиля, м/с: начальная конечная
Время до полной остановки , с
Ускорение (замедление) , м/с²
Сила сопротивления качению , Н
Коэффициент сопротивления качению

3. ОБОРУДОВАНИЕ

Для работы в этой лабораторной работе применяются следующие клавиши:

W, S, A, D – для перемещения в пространстве;

F2, E – аналоги средней клавиши манипулятора (при первом нажатии берется объект, при последующем – ставится);

Ctrl – присесть;

Z – визуальное приближение;

F10 – выход из программы.

Рис. 3.1. Активные клавиши клавиатуры

Рис. 3.3. Функции манипулятора

Левая клавиша манипулятора (ЛКМ) – управление объектами (в режиме манипуляции).

Средняя клавиша манипулятора (СКМ) – взять (применить) объект (в режиме манипуляции). Также данная клавиша позволяет проводить ускоренную работу с некоторыми объектами (например, ускоренное закручивание (откручивание) рукоятки тормозного устройства).

Правая клавиша манипулятора (ПКМ) – переход в режим манипуляции (управление объектами), возврат в режим навигации (перемещения по сцене).

Примечание: При появившемся курсоре невозможно перевести взгляд вверх и стороны.

3.1. Оборудование в лабораторной работе

Лабораторная работа разделена на 2 этапа, поэтому при старте появляется меню:

Рис. 3.3. Первое меню

При нажатии на одну из кнопок загружается указанный этап, и слева вверху появляется кнопка возврата в меню.

Рис. 3.4. Кнопка возврата в основное меню

3.1.1. I этап

В гараже стоит ВАЗ 21112 на напольных весах.

Рис. 3.5. ВАЗ 21112 на напольных весах

Рядом с автомобилем находится стойка с полками, где находится ножной компрессор с манометром.

Рис. 3.6. Компрессор с манометром

3.1.2. II этап

При старте II-го этапа перед пользователем появится меню с выбором покрытия дороги.

Рис. 3.7. Меню выбора дорожного покрытия

Лабораторная работа на II этапе – вид сверху на дорогу с обочиной и автомобиль.

В меню снизу отображены приборная панель автомобиля, секундомер, условное обозначение коробки передач с подписанными положениями рычага переключения передач. Изначально рычаг установлен на нейтрале.

Изначально автомобиль заведен (показания тахометра 750 об/мин).

Для придания движения автомобилю используется кнопка «Начать движение».

Рис. 3.8. Проведение второго этапа

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

4.1. Порядок действий (рекомендованный)

4.1.1. Этап I

1. Измерьте давление во всех колесах автомобиля. Возьмите насос с манометром в руки, примените к каждому колесу. Анимировано насос появится рядом с колесом, колпачок на колесе открутиться, исчезнет. Воздушный шланг насоса нанижется на ниппель колеса, сам насос раскроется.

При недостаточном давлении воздуха нужно подкачать колесо, нажимая на педаль ножного насоса. Накачка выше максимально значения запрещена.

Давление для задних колес: минимальное - 1,6 атм, максимальное - 1,8 атм. Давление для передних колес: минимальное - 1,8 атм., максимальное - 2 атм.

При нажатии на корпус насос анимировано в обратной последовательности соберется и исчезнет, его можно применить к другому колесу или положить на полку.

Примечание: Если не произвести замеры давления в колесах и/или не докачать колеса до необходимого минимального давления, переход на следующий этап невозможен.

4.1.2. Этап II

1. Выберите в меню покрытие.

2. Нажмите на кнопку «Начать движение». Условный рычаг переключения передач перейдет в положение первой передачи, начнется прямолинейное движение автомобиля. Скорость на спидометре увеличится с 0 до 20 км/ч. Далее некоторое время (10 с) автомобиль будет двигаться с постоянной скоростью.

3. Затем рычаг КПП перейдет в положение "нейтраль", и одновременно начнется отсчет времени на секундомере, автомобиль будет замедлять скорость. После полной остановки автомобиля отсчет времени закончится. Данные зафиксируйте.

4. Повторите опыт для этого покрытия.

5. Проведите сдвоенные опыты для других покрытий.

4.1.3. Этап III. Вычисления

1. По начальной скорости и времени до полной остановки автомобиля определите среднее ускорение автомобиля

(4.1)

где - среднее ускорение автомобиля, м/с²;

- начальная скорость движения автомобиля, м/с;

- конечная скорость движения автомобиля, м/с;

- время до полной остановки автомобиля с момента выключения передачи, с.

2. По формуле (4.2) определите усредненную сила сопротивления качению

(4.2)

где - усредненная сила сопротивления качению, Н;

- масса автомобиля, кг.

3. По формуле (4.3) определите коэффициент сопротивления качению

(4.3)

где - коэффициент сопротивления качению;

- вес автомобиля, Н.

4. Результаты измерений и расчетов занесите в таблицу 4.2. После выполнения всех расчетов, определения силы и коэффициента сопротивления качению формулируется вывод по лабораторной работе.

Таблица4.2

Показатель	Направление движения
Показатель	прямое	обратное
Скорость движения автомобиля, м/с: начальная конечная
Время до полной остановки , с
Ускорение (замедление) , м/с²
Сила сопротивления качению , Н
Коэффициент сопротивления качению

5. ОТЧЕТ

Лабораторная работа "Определение коэффициента сопротивления качению"

1. Заполненная таблица 4.2.

2. Выводы.

Выполнил (ФИО студента, группа, дата)

_________________________________________________________________________________________________________________________________________

Принял (ФИО преподавателя, дата)

___________________________________________________________________

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие факторы влияют на силу сопротивления качения автомобиля?

2. Какие факторы влияют на коэффициент сопротивления качения автомобиля?

3. Как определяется сила сопротивления качения автомобиля?

4. Как влияет скорость движения автомобиля на коэффициент сопротивления качения автомобиля?

5. Как влияют дорожные условия на коэффициент сопротивления качения автомобиля?

6. Почему эксперимент проводится 2 раза в прямом и обратном направлении движения?

7. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 22576-90. Автотранспортные средства. Скоростные свойства. – Москва : Издательство стандартов, 1991. – 13 с.

2. Артамонов М.Д. Теория автомобиля и автомобильного двигателя / М.Д. Артамонов, В.А. Иларионов, М.М. Морин. – М.: Машиностроение, 1968. – 283 с.

3. Копотилов В.И. Автомобили: Теоретические основы: Учебное пособие для вузов / В.И. Копотилов. – Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. – 403 с.

4. Краткий автомобильный справочник / Москва: Транспорт, 1984. – 220 с.

5. Цимбалин В.Б., Кравец В.Н., Кудрявцев С.М., Успенский И.Н., Песков В.И. Испытания автомобилей / [В.Б. Цимбалин и др.]. – Москва : Машиностроение, 1978. – 199 с.

8. АВТОРЫ

Лабораторная работа «Определение коэффициента сопротивления качению» по дисциплине " Эксплуатационные свойства автомобилей"

Методическое обеспечение: Захаров Д.А.

Редактор: Яковлев О.В.

3D-графика: Елесин А.С.

Script-программирование: Баканов А.А.