BADANIA I DIAGNOSTYKA POJAZDÓW. Badanie siły uciągu

Transkrypt

1 Wydział Mechaiczy olitechiki Białostockiej Katedra Budowy i Eksploatacji Maszy Istrukcja do zajęć laboratoryjych z przedmiotu: BADANIA I DIAGNOSTYKA OJAZDÓW Ćwiczeie r: BiD - Badaie siły uciągu Kod przedmiotu: MHBMS, MHBMN Istrukcję opracował: dr iż. Kostaty Juziuczuk dr iż. Adrzej Borawski Białystok 6

2 LABORATORIM BADAŃ I DIAGNOSTYKI OJAZDÓW Temat: Badaie siły uciągu. CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczeia laboratoryjego jest sprawdzeie, jakie prędkości i a których biegach moŝe pojazd rozwijać przy du- Ŝych prędkościach ruchu oraz jakie jest w takich warukach zuŝycie paliwa. Zakres ćwiczeia laboratoryjego to: wykoaie pomiarów a pięciu róŝych jakościowo awierzchiach: gładki beto, gładki asfalt, kostka brukowa, droga grutowa i awierzchia trawiasta dla dwóch pojazdów: samochodu typu pick-up oraz uiwersalego ciągika roliczego. SIS TREŚCI. WROWADZENIE.... METODYKA OMIARÓW..... Sprawdzeie wiedzy ogólej..... Zapozaie się z poligoem badawczym..... rzebieg pomiarów.... WYMAGANIA BH SRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA YTANIA KONTROLNE LITERATURA... 7 ROTOKÓŁ OMIAROWY... 7 Istrukcja do zajęć laboratoryjych

3 LABORATORIM BADAŃ I DIAGNOSTYKI OJAZDÓW Temat: Badaie siły uciągu.. WROWADZENIE Siła uciągu (siła a haku) powstaje wskutek oddziaływaia ciągioej przyczepy (aczepy) lub arzędzia a pojazd (ciągik roliczy). Jest oa skierowaa rówolegle do podłoŝa, a jej wartość zaleŝy od oporów jakie wywołuje ciągięcie tego sprzętu. W sytuacji współpracy ciągika z przyczepą kołową siłę uciągu moŝa określić z astępującej zaleŝości: ' u = Wtp + G p siα + bp gdzie: Wtp opór toczeia przyczepy, Gp - całkowita siła cięŝkości przyczepy, bp siła bezwładości przyczepy (występuje tylko w przypadku ierówomierego ruchu sprzęgu), α kąt pomociczy określoy w ćwiczeiu: Stateczość podłuŝa i poprzecza pojazdu. Opór toczeia przyczepy poruszającej się jedostajie po utwardzoej drodze moŝa obliczyć ze wzoru: W tp = G p cosα m f gdzie: f współczyik oporu toczeia W przypadku gdy przyczepa jest ciągięta po miękkim podłoŝu opór toczeia moŝa obliczyć z powyŝszego wzoru wstawiając wartość współczyika oporu toczeia f z tablicy, bądź z zaleŝości: i W tp = W t gdzie: i liczba kół w przyczepie, Wt opór toczeia jedego koła określoy zaleŝością podaą przez Bekkera. Opór toczeia jedego koła z ogumieiem peumatyczym, poruszającego się po miękkim podłoŝu wg Bekkera opisuje zaleŝość: W t c ρ + [b (pi + pc)] G u = + a p i (k + b k ) ( + ) gdzie: b szerokość utworzoej koleiy, pi ciśieie powietrza w ogumieiu, pc dodatkowy acisk a podłoŝe wywołay sztywością ogumieia, wykładik potęgowy, charakteryzujący przebieg zaleŝości acisku jedostkowego od głębokości koleiy, G obciąŝeie pioowe koła, u,a stałe określoe doświadczalie. ierwszy czło tej zaleŝości charakteryzuje część oporu toczeia, jaka jest wywołaa odkształceiem podłoŝa (tworzeiem koleiy) przez toczące się koło. Drugi czło określa tę część oporu toczeia, którą wywołuje odkształcaie się samego ogumieia. W przypadkach ormalych odkształceń wartość drugiego człou tej zaleŝości wyosi (,,)G. Siłę bezwładości ciągioej przyczepy oblicza się według zaleŝości: gdzie: a przyspieszeie lub opóźieie pojazdu (ciągika). b = G a = m g W przypadku ciągików roliczych ajwiększej siły uciągu wymaga orka. Opór przyczepiaego pługa ciągikowego, wg Goriaczkia jest sumą trzech składowych działających iezaleŝie od siebie: c a Istrukcja do zajęć laboratoryjych

4 LABORATORIM BADAŃ I DIAGNOSTYKI OJAZDÓW Temat: Badaie siły uciągu. a) Siły oporu arzędzia, iezaleŝie od samego procesu orki. Na jej wartość wpływa siła tarcia między korpusem pługa a podłoŝem, opór toczeia kół podporowych pługa, tarcie w ich łoŝyskach itp. Siłę tę moŝa obliczyć z wzoru u = G cosα m f ' + G siα gdzie: G siła cięŝkości pługa, f współczyik oporu przesuwaia się pługa po podłoŝu. Wartość współczyika f w przypadku przeprowadzaia orki z prędkością ie przekraczającą 6km/h i przy głębokości orki ie większej od cm wyosi dla orki: ścieriska f =,, łubiu lub koiczyy f =,. b) Siły oporu wywołae skrawaiem podłoŝa przez lemiesz pługa. Jest oa iezaleŝa od prędkości orki i opisaa wzorem: u = K b h gdzie: K współczyik odkształceia podłoŝa przy orce, b szerokość orki, h głębokość orki c) Siły wyikającej z adaia odrzucoej a bok ziemi pewej prędkości V z. Wzór określający siłę u ma postać: u = ε b h V Siła uciągu jaką powiie zapewić ciągik roliczy a biegu roboczym przewidywaym dla wykorzystaia w czasie orki wykoai orki opisaa jest wzorem: u = G (f cosα m + ' siα ) + (K + ε V ) b h Siłę uciągu, jaką powiie zapewić ciągik roliczy w czasie orki moŝa oszacować takŝe ze stosukowo prostego wzoru: u = c b h gdzie: c jedostkowy opór podłoŝa zaleŝy od jego rodzaju i właściwości mechaiczych W przypadku gdy dyszel przyczepy lub ciągioego arzędzia ie jest rówoległy do podłoŝa a ciągik, oprócz siły uciągu u działa jeszcze siła utgγ, skierowaa prostopadle do podłoŝa (γ jest kątem pochyleia dyszla). Wypadkowa tych dwóch sił jest siłą oddziaływaia dyszla ciągioej przyczepy lub arzędzia a ciągik. W przypadku ciągika siodłowego siły u i utgγ oddziałują a siodło ciągika. Siła utgγ jest wtedy obciąŝeiem siodła, pochodzącym od współpracującej z ciągikiem aczepy. Badaia siły uciągu astręczają duŝych trudości. Jedą z metod badawczych jest próba wjeŝdŝaia pojazdem z rozpędu a długie wziesieie o rówomierym, określoym, dość duŝym kącie pochyleia oraz próba ruszaia z miejsca i rozpędzaie a takim wziesieiu. owtarzae kilkukrotie próby wjeŝdŝaia z rozpędu a róŝych biegach i z róŝymi prędkościami początkowymi z wykorzystaiem piątego koła pozwala a oceę przebiegu spadku prędkości i sprawdzeie czy pojazd był w staie uzyskać a daym biegu stałą prędkość. rzedstawioy sposób jest iedogody chociaŝby ze względu a koieczość odalezieia odpowiediego odcika pomiarowego. Iym sposobem wyzaczeia rzeczywistej wartości siły uciągu jest wykorzystaie przyczepy dyamometryczej. Wówczas badaia wykouje się a poziomym odciku jezdi o gładkiej awierzchi. rzed przystąpieiem do badań silik pojazdu oraz przekładie układu apędowego aleŝy doprowadzić do ormalej temperatury pracy. ojazd łączy się z przyczepą dyamometryczą sztywym holem z układem pomiarowym. Zestaw pojazd przyczepa rozpędza się do duŝej prędkości przy wyłączoym hamulcu przyczepy. Następie stopiowo włącza się hamulec, a więc zwiększa się opór stawiay przez przyczepę. róbę prowadzi się przy pełym dawkowaiu paliwa przez silik pojazdu ciągącego do mometu w którym pojazd jest w staie ciągąć przyczepę bez szarpięć. Gdy astępują zakłóceia ruchu zestawu, obciąŝeie hamulca przyczepy aleŝy stopiowo zmiejszać. Istrukcja do zajęć laboratoryjych

5 LABORATORIM BADAŃ I DIAGNOSTYKI OJAZDÓW Temat: Badaie siły uciągu. Absolutie maksymala siła uciągu, występująca a charakterystyce, jest zwykle ograiczoa przez poślizg kół apędowych i wiąŝe się przez to ze zaczym zmiejszeiem mocy uciągu. Tym samym maksymale wielkości siły uciągu, osiągale teoretyczie przez day ciągik, w praktyce ie mają zaczeia, gdyŝ praca przy duŝych poślizgach jest iedopuszczala z wielu powodów. Dlatego teŝ przy porówaiu siły uciągu osiągaej przez róŝe ciągiki przyjmuje się zwykle określoą, stałą wielkość poślizgu, do którego odosi się porówywae wielkości. Zazwyczaj podawae są wielkości siły uciągu przy poślizgu wyoszącym %,a iekiedy %. Ze względu a wpływ poślizgu przebieg charakterystyki uciągu jest róŝy a rozmaitych rodzajach podłoŝa, przy ie zmieioych parametrach ciągika. Natomiast a określoym typie podłoŝa przebieg charakterystyki uciągu jest zaleŝy główie od charakterystyki silika zaistalowaego w ciągiku oraz od masy ciągika. Istoty wpływ a przebieg charakterystyki uciągu ma dociąŝeie kół apędowych ciągika. DociąŜeie powoduje przesuięcie krzywej poślizgu w kieruku większych wartości siły uciągu, co powoduje rówieŝ zwiększeie optymalej siły uciągu. raca z dociąŝeiem kół apędowych poprawia właściwości trakcyje przy duŝych siłach uciągu i miejszych prędkościach jazdy, atomiast przy duŝych prędkościach jazdy dociąŝeie pogarsza właściwości trakcyje ciągika. Wybór metody, program badań i parametry obciąŝeia badaego pojazdu dobierae są w zaleŝości od posiadaego wyposaŝeia oraz celu jakiemu badaia mają słuŝyć.. METODYKA OMIARÓW Zajęcia laboratoryje powiy przebiegać zgodie z podaą iŝej kolejością. Zmiaa kolejości wykoywaia poszczególych zadań moŝliwa jest tylko po ustaleiu tego z prowadzącym zajęcia... Sprawdzeie wiedzy ogólej Warukiem przystąpieia do zajęć jest wykazaie się wiedzą teoretyczą z zakresu tematu zajęć laboratoryjych. Sprawdzeie wiadomości z zakresu tematu wykoywaego ćwiczeia odbędzie się a podstawie zaliczeia pisemego po zakończeiu bloku tematyczego... Zapozaie się z poligoem badawczym róby prowadzoe są a prostych płaskich odcikach dróg o awierzchi: betoowej gładkiej, asfaltowej gładkiej, kostce brukowej, drodze grutowej i awierzchi trawiastej... rzebieg pomiarów W trakcie ćwiczeia aleŝy przeprowadzić astępujące czyości: a) doprowadzić silik i przekładie badaego pojazdu do ormalej temperatury pracy, b) połączyć baday pojazd (ciągik roliczy) z samochodem Moster Truck lią holowiczą. omiędzy dwie części liy holowiczej zamotować siłomierz, c) połączyć siłomierz z mierikiem i wskaźikiem siły (układ pomiarowy przedstawioy jest a rys.), d) uruchomić silik badaego pojazdu i silik samochodu Moster Truck. Rozpocząć próbę przeciągaia samochodu Moster Truck, zahamowaego hamulcem zasadiczym, rozpoczyając od biegu ajiŝszego włączoego w badaym pojeździe. róbę przerywać gdy koła apędowe ciągika zaczyają się ślizgać, Rys.. Układ pomiarowy do badaia siły uciągu: baday pojazd (ciągik roliczy i samochód Mercedes ick-up), samochód obciąŝający Moster Truck, lia holowicza, dyamometr DiR -, -kn, mierik METEX M-86M, 6 wskaźik mometu i siły WT- Istrukcja do zajęć laboratoryjych

6 LABORATORIM BADAŃ I DIAGNOSTYKI OJAZDÓW Temat: Badaie siły uciągu. e) dokoać po pięć powtórzeń dla kaŝdego biegu włączoego w badaym pojeździe. Otrzymae wyiki zaotować w protokole pomiarowym, f) przejechać (po uzgodieiu z prowadzącym zajęcia) a drogę o iej awierzchi i wykoać badaie zgodie z puktem d, g) dociąŝyć koła apędzae ciągika obciąŝikami o łączej masie kg, h) powtórzyć badaie wykoać pukt d, e i f. Badaia (od pkt. a do pkt. h) wykoać takŝe dla samochodu Mercedes ick-up w staie ie obciąŝoym i po obcią- Ŝeiu skrzyi ładukowej obciąŝikami o łączej masie kg. Siłę uciągu a podstawie zmierzoych a staowisku wartości wyzacza się z zaleŝości: u U = Z M U a kal U U a gdzie: Z = N góra graica siłomierza, M = moŝik wskaźika mometu obrotowego i siły, Ua apięcie pomiarowe, Ua =,6[V] apięcie po odsuięciu obciąŝeia, Ukal =,7 [V] apięcie kalibracji, U = apięcie przy moŝiku rówym. rzed wykoaiem pomiarów siły uciągu aleŝy wykoać pomiar sprawdzający celem ustaleia błędu wskazaia mierika. W tym celu aleŝy obciąŝyć mierik (dyamometr) zaą masą wzorcową, odczytać apięcia U a, U a i stosując moŝik M =, wyzaczyć obliczeiową masę wzorcową z zaleŝości: U Q = Z M U a kal U U gdzie: Q obliczeiowa masa wzorcowa, g przyspieszeie ziemskie. WYMAGANIA BH Wykoaie pomiarów i przeprowadzaie badań (prób) wiąŝe się z iebezpieczeństwem i moŝliwości powstaia wypadków. W celu zmiimalizowaia tego iebezpieczeństwa studeci i pracowicy zobowiązai są do przestrzegaia ogólych zasad BH oraz do przestrzegaia przepisów porządkowych i orgaizacyjych obowiązujących w laboratorium pojazdów. oadto, przy wykoywaiu prób z wykorzystaiem pojazdów aleŝy przestrzegać astępujących postaowień: a) studeci mogą, posługiwać się elemetami wyposaŝeia laboratorium (pojazdem) tylko za zgodą i pod adzorem prowadzącego zajęcia, b) studeci przygotowują staowisko do badań (prób) i zgłaszają prowadzącemu zajęcia jego gotowość. rzystąpieie do badań (prób) jest moŝliwe po sprawdzeiu prawidłowości przygotowaia staowiska przez prowadzącego zajęcia, c) studeci wykoują, samodzielie wszystkie czyości związae z przeprowadzeiem badań (prób). Kierowaie pojazdem samochodowym (ciągikiem roliczym) przez studeta jest moŝliwe tylko pod warukiem, Ŝe posiada o odpowiedie uprawieia (odp. kat. prawa jazdy), d) studeci wykoujący badaia (próby) ruchowe pojazdu mają obowiązek ściśle przestrzegać programu badaia (próby) i dbać o zachowaie bezpieczeństwa iych uŝytkowików drogi, a której odbywa się próba, e) kategoryczie zabraia się aby podczas badaia siły uciągu studeci zajmowali miejsce z przodu badaego pojazdu a takŝe w pobliŝu liy holowiczej łączącej baday pojazd z pojazdem obciąŝającym. Zabroioe jest przebywaie w miejscu wykoywaia prób osób iepowołaych (tzw. trzecich). UWAGA! rzy wykoywaiu badaia (próby) aleŝy zachować szczególą ostroŝość.. SRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA Sprawozdaie studeckie wio zawierać: - stroę tytułową, - cel i zakres ćwiczeia laboratoryjego, - przeprowadzoe wymagae obliczeia, a g Istrukcja do zajęć laboratoryjych 6

7 - wypełioy protokół pomiarowy, - wioski.. YTANIA KONTROLNE LABORATORIM BADAŃ I DIAGNOSTYKI OJAZDÓW Temat: Badaie siły uciągu.. Wymień podstawowe opory ruchu pojazdu.. Wyjaśij defiicję i wymień składiki oporu uciągu.. W jaki sposób wyzacza się siłę uciągu?. Opór toczeia. Co to jest i jaka jest jego przyczya?. Jak powstaje i jak wpływa a ciągik siła bezwładości przyczepy? 6. LITERATURA. Kuczewski J.: odstawy eksploatacji agregatów roliczych. WRiL Warszawa 968,. Dajiak H.: Budowa ciągików. WKiŁ Warszawa 967,. Kuczyńsk Z., Michalak W.: racowia samochodowa. WSi Warszawa 99,. Dailuk. raca dyplomowa: rojekt ramowego układu ośego modyfikowaego ciągika roliczego. romotor: K.Juziuczuk, olitechika Białostocka Wydział Mechaiczy, Białystok 8,. Borodziuk Ł.: rojekt i wykoaie układu apędowego modyfikowaego uiwersalego ciągika roliczego. romotor: K.Juziuczuk, olitechika Białostocka Wydział Mechaiczy, Białystok 8. ROTOKÓŁ OMIAROWY Istrukcja do zajęć laboratoryjych 7

8 Białystok, d Wydział Mechaiczy olitechiki Białostockiej Katedra Budowy i Eksploatacji Maszy specjalość: kostrukcja i eksploatacja maszy i pojazdów ROTOKÓŁ OMIAROWY Ćwiczeie r: Badaie siły uciągu Tablica. omiar siły uciągu ciągika a drodze o gładkiej awierzchi betoowej bez obciąŝeia i z obciąŝeiem kół tylych Nr pomiaru Bez obciąŝeia Z obciąŝeiem Wartość średia Tablica. omiar siły uciągu ciągika a drodze o gładkiej awierzchi z kostki brukowej bez obciąŝeia i z obciąŝeiem kół tylych Nr pomiaru Bez obciąŝeia Z obciąŝeiem Wartość średia Tablica. omiar siły uciągu ciągika a drodze grutowej bez obciąŝeia i z obciąŝeiem kół tylych Nr pomiaru Bez obciąŝeia Z obciąŝeiem Wartość średia

9 Tablica. omiar siły uciągu samochodu a drodze o gładkiej awierzchi betoowej bez obciąŝeia i z obciąŝeiem skrzyi ładukowej Nr pomiaru Bez obciąŝeia Z obciąŝeiem Wartość średia Tablica. omiar siły uciągu samochodu a drodze o gładkiej awierzchi asfaltowej bez obciąŝeia i z obciąŝeiem skrzyi ładukowej Nr pomiaru Bez obciąŝeia Z obciąŝeiem Wartość średia Dla pomiarów a iych awierzchiach, wykoywaych po uzgodieiu z prowadzącym zajęcia, studeci samodzielie przygotowują protokoły pomiarowe... data wykoaia ćwiczeia podpis prowadzącego