6.2. Аналіз експлуатаційних властивостей автомобіля

Досконалість конструкції автомобілів і відповідність їх умовам експлуатації оцінюються за допомогою експлуатаційних властивостей, таких як тягова динамічність, гальмові якості, прохідність, маневреність, стійкість, плавність ходу, паливна економічність та інше.

6.2.1. Тягова динамічність автомобіля

Значення питомої потужності двигуна під час руху автомобіля дорогами загального користування визначають із умов забезпечення швидкості руху не нижче 30…35 км/год на основі виразу:

кВт,

де α – коефіцієнт пристосованості двигуна, тобто відношення максимального крутного моменту М_max до моменту за максимальної потужності М_N; λ – відношення числа обертів колінчастого вала за максимальної потужності двигуна до обертів за максимального крутного моменту n_M; η – коефіцієнт корисної дії трансмісії (приймається рівним для автомобілів нормальної прохідності 0,8, для автомобілів підвищеної прохідності – 0,85); f – коефіцієнт опору коченню автомобіля дорогами загального користування з рівним модернізованим покриттям; і – найбільш поширений підйом (за відсутності даних можна прийняти рівним: для доріг рівнинної місцевості – 0,015, горбистої – 0,020, для гірських умов – 0,030); v – задана мінімальна швидкість руху, км/год.

Під час руху нерівними дорогами, якими є лісові шляхи, задовільна швидкість руху і паливна економічність забезпечуються за номінальної питомої потужності автомобіля не нижче 8 кВт/т.

Технічна швидкість руху залежить як від потужності двигуна і вагових параметрів, так і від дорожніх умов експлуатації. Приблизне значення середньої за рейс технічної швидкості автомобіля може бути визначене за формулою:

кВт,

де a_cm – коефіцієнт, який враховує середнє використання максимальної ефективної потужності і інші фактори в еталонних дорожніх умовах (рівний 0,73); k_v – коефіцієнт, який враховує зміни технічної швидкості руху в даних дорожніх умовах, прийнятими за еталон; N_num – питома потужність двигуна за даного корисного навантаження автомобіля, кВт/т; f_cm – коефіцієнт опору коченню (під час експлуатації автомобіля в еталонних дорожніх умовах f_cm приймається рівним 0,019). Розраховується тягова динамічність автомобіля для двох випадків:

а) для доріг з асфальтним покриттям

k_v=1,15, N_num=28,57, f=0,15, i=0,015;

б) для доріг з сухим ґрунтовим покриттям

k_v=0,56, N_num=10,9, f=0,033, i=0,019;

Мінімальна швидкість руху автомобіля на прямій горизонтальній ділянці траси з рівним покриттям визначає не тільки номінальні швидкісні можливості автомобіля, але, великою мірою, його технічну швидкість руху. На останню під час руху нерівними дорогами має також вплив плавність ходу автомобіля. Спосіб оцінки впливу плавності ходу на обмеження максимальної швидкості руху автомобіля розглянуто нижче.

6.2.2. Гальмові властивості

Від ефективності дії гальм в значній мірі залежать швидкісні якості автомобіля, але в ще більшій мірі безпека його руху. Гальмові властивості автомобіля оцінюються довжиною гальмового шляху і величиною сповільнення під час гальмування.

Гальмовий шлях автомобіля визначається за формулою:

на асфальтовому покритті:

м;

на сухому ґрунтовому покритті

м,

де t_n – час спрацювання гальмового приводу і наростання гальмового зусилля на колесах автомобіля (залежить від сучасності конструкції і може бути прийнятий: із гідравлічним приводом – 0,2 с, із пневматичним – 0,6 с); k_e – коефіцієнт ефективності гальмування (враховує степінь використання повної, теоретично можливої ефективності дії гальм, і може бути прийнятим для вантажних автомобілів і автопотягів рівним 1,85); φ – коефіцієнт зчеплення шин з дорогою (значення коефіцієнта φ приймають: з асфальтним покриттям – 0,85; з сухими ґрунтами – 0,6); γ – гальмовий коефіцієнт, який характеризує використання гальмової маси автомобіля і визначається з виразу:

,

де G – повна вага автомобіля; G_t – частина ваги автомобіля, яка припадає на негальмові колеса. Оскільки гальмівними колесами є всі колеса автомобіля, то γ = 1.

Величина сповільнення, середня для періоду гальмування, визначається формулою:

на асфальтовому покритті:

м/с²;

на сухому ґрунтовому покритті:

м/с².

Визначають гальмові якості і за мінімальної швидкості руху.

Під час гальмування з початковою швидкістю 30 км/год на горизонтальній дорозі з рівним удосконаленим покриттям в сухому стані гальмовий шлях автомобіля не повинен перевищувати 13,5 м, а сповільнення не повинно бути меншим 3,5 м/с².

6.2.3. Прохідність

Умова можливості руху автомобіля деформованими ґрунтами з постійною швидкістю може бути подана у вигляді:

,

а) ;

б) ,

де k – коефіцієнт зчіпної ваги;

,

де G_зч – частина маси автомобіля, яка припадає на ведучі колеса; φ – коефіцієнт зчеплення.

Максимальна величина динамічного фактора на нижчій передачі визначається за формулою:

,

де М_max = – максимальний крутний момент двигуна в Нм; G – повна маса автомобіля, Н; i_ппн = – передатне число силової передачі на нижчій передачі; r_д = – динамічний радіус ведучих коліс, м (приймається r_д = r_cm); r_cm = – статичний радіус ведучих коліс, м.