Радиус колеса автомобиля колебания поршня

Радиусы автомобильного колеса

Все силы, действующие на автомобиль со стороны дороги, передаются через колеса. Радиус колеса, снабженного пневматической шиной, в зависимости от веса груза, режима движения, внутреннего давления воздуха, износа протектора, может изменяться.

У колес различают следующие радиусы:

1) свободный; 3) динамический;

2) статический; 4) кинематический.

Свободный радиус (r_св) — это расстояние от оси неподвижного и ненагруженного колеса до наиболее удаленной части беговой дорожки. Для одного и того же колеса величина Rсв зависит только от величины внутреннего давления воздуха в шине.

Свободный радиус колеса указывается в технической характеристике шины. Если указанная характеристика отсутствует в справочных данных, то ее значение можно определить по маркировке шины.

Статический радиус (r_ст) — это расстояние от центра неподвижного колеса, нагруженного только нормальной силой, до опорной плоскости. Значение статического радиуса меньше свободного на величину радиальной деформации:

где h_z = R_z/С_ш — радиальная (нормальная) деформация шины, м;

R_z — нормальная реакция дороги, Н;

С_ш — радиальная (нормальная) жесткость шины, Н/м.

Нормальную реакцию дороги, действующую на одно колесо можно определить по формуле:

где G_О — вес автомобиля, приходящийся на определенную ось.

Из формулы (1) находим значение радиальной жесткости шины:

Радиальная жесткость шины зависит от ее конструкции и внутреннего давления воздуха р_ш. Если известна зависимость С_ш от р_ш, то величину деформации шины можно определить при любом внутреннем давлении воздуха. При номинальном давлении воздуха и нагрузке значение статического радиуса колеса можно найти по формуле:

где d_o — диаметр обода колеса, м;

Н_ш — высота профиля шины в свободном состоянии, м;

l_ш — коэффициент радиальной деформации шины.

Для шин обычного профиля, а также широкопрофильных шин l_ш = 0,10 — 0,15; для арочных и пневмокатков l_ш =0,20 — 0,25.

Номинальное значение r_ст колеса применительно к номинальной нагрузке и внутреннему давлению воздуха указывается в технической характеристике шины.

Динамический радиус (r_д) — это расстояние от центра катящегося колеса до опорной плоскости. Величина r_д зависит в основном от внутреннего давления воздуха в шине, вертикальной нагрузки на колесо и скорости его движения. При увеличении скорости автомобиля динамический радиус несколько возрастает, что объясняется растяжением шины центробежными силами инерции.

Кинематический радиус (r_к) — это радиус условного не дефомирующегося катящегося без скольжения колеса, которое имеет с данным эластичным колесом одинаковые угловую и линейную скорости:

Величину r_к определяют опытным путем, для этого замеряют путь S, проходимый автомобилем за n_к полных оборотов:

где V_x — линейная скорость колеса;

w_к — угловая скорость колеса;

t — время движения.

Разница между радиусами r_д и r_к обусловлена наличием проскальзывания в области контакта шины с дорогой.

В случае полного буксования колеса путь, проходимый колесом равен нулю S = 0, а следовательно r_к = 0. Во время скольжения заторможенных невращающихся (блокированных) колес, т.е. при движении юзом , n_к = 0 и r_к ® ¥.

При движении автомобиля по дорогам с твердым покрытием и хорошим сцеплением приближенно принимают r_к = r_д = r_с = r.

Радиусы автомобильного колеса

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОЛЕСА С ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

ВВЕДЕНИЕ

Теория автомобиля представляет собой научную дисциплину, изучающую эксплуатационные свойства автомобиля, а также расчетные и экспериментальные методы определения этих свойств. Теория автомобиля имеет большое значение для повышения научно технических знаний автомобильного инженера-механика.

В данной дисциплине рассматривают эксплуатационные свойства, непосредственно связанные с движением автомобиля. К ним относят динамичность, топливную экономичность, тормозные свойства, управляемость, маневренность, устойчивость, проходимость и плавность хода автомобиля. Остальные эксплуатационные свойства (вместимость, прочность, приспособленность автомобиля к техническому обслуживанию, ремонту и т.д.) рассматриваются в других курсах.

Значение данных свойств необходимо для различных типов автомобилей. Для автомобиля, работающего в городе, наиболее важны динамичность, топливная экономичность, тормозные свойства, а вопросы устойчивости и проходимости второстепенны. Для гоночного первостепенное значение имеет динамичность, устойчивость, управляемость, тормозные свойства. Таким образом, цель теории автомобиля, как научной дисциплины состоит в повышении производительности и экономичности, обеспечении необходимой безопасности и создании удобств для водителей и пассажиров.

Основные положения теории автомобилей как науки были разработаны академиком Е.А. Чудаковым и сформулированны в учебнике «Теория автомобилей», впервые вышедшем в 1935 г. В последующем отдельные разделы теории автомобилей получили дальнейшее развитие в трудах многих советских и зарубежных ученых.

Совершенствование методов расчета тягово-динамических и топливно-экономических свойств автомобиля нашло отражение в трудах Зимелева Г.В., Фалькевича Б.С., Яковлева Н.А. Вопросы управляемости и устойчивости автомобиля разрабатывались Литвиновым А.С., Певзнером Я.М., методы расчетов плавности хода автомобиля и обоснование выбора параметров автомобиля как колебательной системы – Ротенбергом Р.В., Певзнером Я.М. и др.. В работах Бухарина И.А., Фрумкина А.К. изложены методы расчета тормозной динамики автомобиля. Большой вклад в развитие теории автомобиля сделали зарубежные ученые М. Мичке, Дж. Вонг, В. Камм, А. Янте и другие.

У колес различают следующие радиусы:

1) свободный; 3) динамический;

2) статический; 4) кинематический.

где h_z = R_z/С_ш — радиальная (нормальная) деформация шины, м;

R_z — нормальная реакция дороги, Н;

С_ш — радиальная (нормальная) жесткость шины, Н/м.

Радиальная жесткость шины зависит от ее конструкции и внутреннего давления воздуха. Если известна зависимость С_ш от р_ш, то величину деформации шины можно определить при любом внутреннем давлении воздуха. При номинальном давлении воздуха и нагрузке значение статического радиуса колеса можно найти по формуле:

где d_o — диаметр обода колеса, м;

Н_ш — высота профиля шины в свободном состоянии, м;

l_ш — коэффициент радиальной деформации шины.

Для шин обычного профиля, а также широкопрофильных шин l_ш = 0,10 — 0,15; для арочных и пневмокатков l_ш =0,20 — 0,25. Номинальное значение r_ст колеса применительно к номинальной нагрузке и внутреннему давлению воздуха указывается в технической характеристике шины.

где V_x — линейная скорость колеса;

w_к — угловая скорость колеса;

t — время движения.

Разница между радиусами r_д и r_к обусловлена наличием проскальзывания в области контакта шины с дорогой. В случае полного буксования колеса путь, проходимый колесом равен нулю S = 0, а следовательно r_к = 0. Во время скольжения заторможенных невращающихся (блокированных) колес, т.е. при движении юзом , n_к = 0 и r_к ® ¥. При движении автомобиля по дорогам с твердым покрытием и хорошим сцеплением приближенно принимают r_к = r_д = r_с = r.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Положение градусов коленвала, от ВМТ. Расчета хода поршня в мм.

Калькулятор хода поршня в двигателе. Угол, окружность, треугольник.

Калькулятор положения поршня в двигателе.

Делал по памяти, могу немного ошибаться в цифрах . В принципе, имея точку ВМТ и зная длину хода поршня, а также диаметр шкива / демпфера коленвала — можно поиграться с любым двигателем . Калькулятор немного врет возле нижней мертвой точки, не знаю с чем это связано, старался не зажимать вычисления после запятой .
Вводные данные для Cummins ISX :
ход поршня = 169 мм .
диаметр демпфера = 342 мм (возможно путаю с Detroit Diesel, S60 Engine) .
точка установки поршня для процедуры Timing / Static = 5.16 мм .
Все остальные данные вы можете найти и рассчитать сами .

Калькулятор положения поршня двигателя / ДВС может быть применим для любых двигателей, так как все расчеты выполняются по законам геометрии, согласно индивидуально введенным данным, то есть — по предварительной настройке .

Немного теории и предпосылок .

Из чего складывается мощная и экономичная работа двигателя — в целом ? Из правильной : разработки конструкции, сборки на автозаводе, регулировки и эксплуатации . Автомобили в заводской конфигурации, даже при наличии серьезной неисправности — не доставляют проблем и хлопот при ремонте, проводимом в соответствии с указаниями от производителя . Инженеры не разрабатывают неприменимые двигателя, пользователи не приобретают автомобили, не соответствующие их техническим ожиданиям, а автозаводы производят продукцию с учетом стандартного отклонения +/- 10% . Очень интересный вопрос : почему некоторые автомобили показывают отличающиеся эксплуатационные показатели в пределах одного ряда / модели ? .

Возможно требуется ремонт, но на эти вопросы должны ответить диагностика и проверка основных технических характеристик узлов и компонентов, заданных производителем . В работе двигателя с турбонаддувом прослеживаются определенные закономерности . Топливная система, используя механику двигателя, и учитывая объем / давление поступающего воздуха дозирует объем топлива для производства мощности движения и сопутствующие выхлопные газы, которые раскручивают турбонагнетатель для снабжения двигателя дополнительным воздухом / кислородом . Замкнутый цикл должен работать в сбалансированном режиме .
# нет турбонаддува — нет подачи топлива, нет мощности .
# нет топлива — нет давления выхлопных газов, турбонаддува и мощности .
# нет фаз ГРМ / установки момента впрыска — нет дыхания двигателя, нет мощности, детонация или перегрев, возможные повреждения компонентов .
# в любом случае, кроме нормального состояния — повышенный или высокий расход топлива .

Так, или иначе — работа всех компонентов требует их соответствия : друг другу, программе электронного блока управления, механических первичных установок и регулировок компонентов — как это было задано производителем . Включая допустимый износ по пробегу и указания по возможности повторного использования БУ автозапчастей .

# Непосредственно для Cummins — это CPL / Common Parts List — общий сборочный лист с указанием применяемых номеров ответственных компонентов, отклонение от которого недопустимо и ведет к повреждению смежных компонентов или двигателя .

# Для Detroit Diesel, комплектация по серийному номеру двигателя — играет огромное значение для сборки, конфигурации и — дальнейшей эффективной работоспособности двигателя . Хотя, регулировки ГРМ — различаются незначительно, разнообразие распредвалов : 32J, 47J, 65J, 92J, 101J, 107J и других обозначений — говорят о широком интервале заводских настроек (зависимых от высоты и формы кулачков вала) и, соответственно — требуют применения специфичных сопряженных деталей, обеспечивающих правильную производительность всех компонентов и агрегатов двигателя — в сборе .

# Производитель турбонагнетателей HOLSET явным образом указывает :

. Уважаемые потребители! Обратите внимание, что большинство возвращаемых турбин — не имели дефектов . . Вы должны соображать ( три удара пальцем по лбу ), при замене турбонагнетателя с оригинальным номером — на возможный дубликат .

# Любые модификации автомобиля с отклонением от стандартов — попадают в сферу ответственности заявителя модификации, при снижении эффективности эксплуатационных характеристик увеличивают эксплуатационные расходы / затраты и усложняют / увеличивают продолжительность и стоимость ремонта .

# Эти условия значительно затрудняют выбраковку компонентов топливной системы при отсутствии их явных признаков неисправностей или соответствующих кодов ошибок в памяти электронного блока управления .

Проверка установки фаз ГРМ и момента впрыска Cummins ISX.

Вопрос, который я собираюсь сегодня рассмотреть — проверка фаз механизма ГРМ двигателя Cummins ISX, которые не имеют шпонок распредвала — заданных углов / меток установки, что конструктивно выполнено, как плавающая посадка шестерен механизма ГРМ на конусы отдельных распредвалов клапанов и форсунок .

Производитель облегчил выполнение этой процедуры, отказавшись от стандартных меток ГРМ и используя плавную / точную установку временных моментов впрыска и ориентации положения клапанного механизма путем установки клиньев заданного размера, в соответствии с конструктивной сборкой двигателя из ответственных компонентов, указанного в CPL — общем списке автозапчастей . Пока двигатель соответствует номеру главного сборочного листа — все регулировки, компоненты и программное обеспечение работают в системе слаженного взаимодействия, разработанной и проверенной конструкторами двигателя . Все руководящие проверки предварительных механических установок и последующих регулировок подробно излагаются в руководствах на сайте Cummins, согласно номера двигателя и CPL / сборочного листа .

Проблемы с производительностью двигателя Cummins при его неизвестной истории предыдущего обслуживания и ремонта с заменой ответственных компонентов — требуют внимательного анализа текущего состояния и сборки в соответствии с конфигурацией каталога запчастей идентифицированного по номеру двигателя / CPL на сайте производителя .

В случае подозрения на неправильную установку временных меток механизма ГРМ или применения несоответствующих ответственных компонентов, таких, как : распредвал, форсунки, калибровка и прошивка ЭБУ — выполняется ряд проверок, направленных на выявление и восстановление текущего состояния двигателя к первоначальной конфигурации заводской сборки .

Одна из процедур — это проверка согласования временных меток установки ГРМ, включая первичную (положения распредвалов — клиньями) и процедуру Timing Static / статической механической точки момента начала впрыска топлива, сильно зависимой от износа, люфтов, зазора шестерен механизма ГРМ и применения несоответствующего распредвала форсунок с иными характеристиками .

Для процедуры Timing Static требуется специальное высокоточное приспособление проверки согласования углового положения от хода при вращении двигателя для обнаружения временных моментов и длительности рабочего хода компонентов . Процедура связана с частичной разборкой двигателя для привязки к опорным точкам измерения коленвала / распредвала форсунок .

Проверка фаз ГРМ с помощью компьютера / смартфона и калькулятора.

Мне же интересно произвести первичную проверку настроек временной синхронизации без специального оборудования и без разборки двигателя, при этом достигая максимальной точности измерения, а также иметь возможность применить эту операцию на двигателях других авто / производителей, как универсальную / базовую — по мере необходимости .

Задача :
— установить поршень на расстояние 5.16 мм до ВМТ .
— заметить высоту положения хода плунжера форсунки .
— прокрутить двигатель по часовой стрелке
— заметить высоту положения хода плунжера по окончания движения .
— при этом конечное угловое положение коленвала — неинтересно, но может быть измерено .
— измерить ход плунжера форсунки и сравнить с таблицей Timing / Static, согласно CPL .

# ход поршня от ВМТ до НМТ соответствует повороту коленвала на 180 градусов .
— достаточно вычислить длину дуги окружности демпфера крутильных колебаний, чтобы получить положение поршня в любой заданный момент времени, относительно ВМТ .
— ход поршня не прямо пропорционален повороту коленвала ( . )
— скорость хода поршня, малая у ВМТ / НМТ — увеличивается посередине, между ВМТ — НМТ, то есть ход поршня — величина нелинейная по отношении к константе / градации поворота коленвала .

Рассмотрим пример : на картинке явно прослеживаются линейные зависимости угла поворота коленвала и длины дуги окружности демпфера маховика крутильных колебаний коленвала . Длина окружности демпфера зависит от диаметра демпфера — то есть, все — как по школьной программе, 3-ий класс, вторая четверть . Однако, зависимость длины дуги окружности / угла ПКВ и хода поршня — величина нелинейная . Вот это значение и предстоит вычислить математическим путем . Возникает вопрос, с помощью каких формул возможно вычислить требуемые параметры ? .

Нарисуем еще одну картинку и попробуем прикинуть варианты .
— Становится совершенно очевидно, что ход поршня — это не произвольная величина, а жестко привязанная к длине / выносу шатунной шейки коленвала и ее угловому положению .
— Соответственно, можно представить ход поршня, как множество треугольников, причем это — равнобедренные треугольники, так как стороны OA = OB = R / радиус круга / окружности демпфера крутильных колебаний, к которому мы пытаемся привязать измерения .
— Следует рассматривать окружность с центром в точке O не только, как диаметр демпфера, но и подобие мнимой окружности движения шатунной шейки коленвала с центром в точке O .
— Также, зная длину хода поршня из спецификации Cummins или двигателя иного производителя можно вычислить диаметр окружности, описываемой шатунной шейкой, равный длине хода поршня, жестко связанного с шатунной шейкой коленвала . Полная длина хода поршня складывается из радиусов OD + OE, а текущее (пройденное) значение поршня можно вычислить вычитая из DE — CE / остаток пути .

Для окончательных расчетов этих расстояний и углов необходимо припомнить еще несколько геометрических обоснований волшебных линий треугольника и круга .
# Высота — линия из угла треугольника, перпендикулярная противоположной углу стороне . (раньше высота была перпендикулярно основанию, но сейчас, по современной науке, если треугольник упал набок — то его основание не будет параллельно земле, а будет очень даже не параллельно, со всеми вытекающими последствиями) .
# Медиана — линия, соединяющая вершину треугольника с серединой противолежащей стороны .
# Биссектриса — прямая, делящая угол пополам ; луч, исходящий из вершины угла и делящий угол на два равных угла .
# В равнобедренном треугольнике медиана, проведенная к основанию, является одновременно и биссектрисой, и высотой .
# Волшебные линии круга, кстати — не понадобились, но не стоит их игнорировать в будущем, ибо мы уже использовали круг, окружность, дугу и свяжем с ними углы, градусы, радианы и π .

Что дают нам эти умозаключения?
— Здесь, самое главное — не путаться в двух подобных окружностях :
— 1 случай : окружности описываемой движением шатунной шейки коленвала .
— 2 случай : окружности демпфера коленвала .
— это геометрически подобные окружности, но с разными фактическими размерами, опять же — пропорционально равными один / другому, так как связаны через угол синхронного вращения . Не суть .
— так, как OC это высота, то угол OCA = угол OCB = 90 градусов .
— так, как OC это биссектриса, то угол AOC = угол BOC .
— так, как OC это медиана, то CA = CB .

Но, эти знания пока никак не помогают узнать ни высоту OC, ни тем более длину хода поршня DC . Надо искать формулы треугольника для расчета высоты .
— через длины сторон треугольника не пойдет, CA = CB = неизвестно .
— через сторону и угол (не только для равнобедренного треугольника). OC = OB * Sin угла OBC . теоретически — подойдет .
— через сторону и площадь, не пойдет, площадь неизвестна .
— через стороны и радиус описанной окружности, не пойдет — нет описанной окружности .
— по катетам (только для прямоугольного треугольника), не пойдет .
— по стороне (только для равностороннего треугольника), не пойдет .
— через косинус (квадрат любой стороны треугольника равен сумме квадратов двух других, минус удвоенное произведение этих сторон на косинус угла между ними) . не пойдет : известна только одна сторона .
— следующие далее формулы треугольника — все сложнее и сложнее, что никак не влияет на ответ решения этой задачи . поэтому остановимся на формуле стороны и синуса угла, образованного стороной и основанием .

Если есть угломер для измерения поворота коленвала — замечательно, если нет — используем формулы пропорции длины окружности демпфера к угловому повороту коленвала . Откуда у нищих алмазы, вернее — где они их прячут ? .
— Диаметр демпфера = Ddamper = 2 * Rdamper
— Длина окружности = π * 2 * Rdamper = π * Ddamper
— Используя правило пропорции 360 / Lcircle = 1 / Larc находим Larc = 1 * Lcircle / 360 .
— Где, Lcircle — длина окружности демпфера, Larc — длина дуги окружности демпфера, соответствующая 1 градусу . Легко можно сделать и обратный расчет .

Припоминая, что сумма углов треугольника = 180 градусам и полный ход поршня ISX = 169 мм — теоретически у нас есть все исходные данные, чтобы посчитать путь поршня и выставить его в требуемое положение проверки длины наката / остатка высоты нажатия форсунки в соответствии с заданными значениями по CPL процедуры Timing / Static двигателя Cummins ISX .

То есть написать калькулятор расчета положения поршня для процедуры Timing / Static . Этим и займемся . Так . Ну, тут все как обычно, ввод, инициализация, расчеты, вывод . Ого . Синус яваскрипт не понимает углов в градусах — радианы ему подавай . А, бабы голой — не надо ? . Ну и задачка . Где-то я уже писал про это . Когда составлял таблицы радио / волн .
градус * π / 180 = радиан .
радиан * 180 / π = градус .
. так . ну, ладно . вроде — разродились .

Так, ну что вам сказать . Выглядит весьма убедительно . Осталось проверить теоретические и математические выкладки на практике .

Радиус колеса автомобиля колебания поршня

Радиусы автомобильного колеса

Радиусы автомобильного колеса

Положение градусов коленвала, от ВМТ. Расчета хода поршня в мм.

Калькулятор хода поршня в двигателе. Угол, окружность, треугольник.

Калькулятор хода поршня в двигателе. Угол, окружность, треугольник.

Калькулятор положения поршня в двигателе.

Немного теории и предпосылок .

Проверка установки фаз ГРМ и момента впрыска Cummins ISX.

Проверка фаз ГРМ с помощью компьютера / смартфона и калькулятора.

Популярные теги для сайта.

Меню раздела, новости и новые страницы.