
- •Б.Г. Гасанов Теория эксплуатационных свойств автомобиля
- •Предисловие
- •Введение
- •Тема 1. Эксплуатационные свойства авторанспортных средств
- •Развитие автомобилестроения
- •Классификация и индексация автотранспортных средств
- •Классификация и индексы легковых автомобилей
- •Типоразмеры легковых автомобилей
- •Обозначение прицепов и полуприцепов (первые два индекса)
- •Категория атс
- •1.3. Эксплуатационные свойства атс
- •Условия эксплуатации, влияние их на эксплуатационные свойства
- •1.5. Конструктивная безопасность атс
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2. Тягово-скоростные свойства автомобиля
- •2.1. Характеристика и оценочные показатели
- •Тягово-скоростных свойств автомобиля
- •2.2. Силы, действующие на автомобиль при движении
- •2.1. Силы и моменты, действующие на автомобиль в тяговом режиме.
- •2.3. Внешняя скоростная характеристика двигателя внутреннего сгорания
- •2.4. Тяговая сила на ведущих колесах автомобиля. Коэффициент полезного действия трансмиссии
- •2.5. Кинематика автомобильного колеса
- •2.6. Динамика автомобильного колеса
- •По недеформируемой поверхности
- •2.7. Момент и сила сопротивления качению эластичного колеса. Коэффициент сопротивления качению
- •2.8. Коэффициент сцепления колеса с дорогой
- •2.9. Сила сопротивления дороги
- •2.10. Сила сопротивления воздуха
- •Сопротивления при различной конфигурации элементов кузова и кабины автомобилей
- •Коэффициенты обтекаемости автомобилей
- •2.11. Сила сопротивления разгону. Коэффициент вращающихся масс
- •2.12. Нормальные реакции дороги на колеса автомобиля в тяговом режиме
- •2.13. Дифференциальное уравнение движения автомобиля с механической трансмиссией
- •2.14. Тяговый и мощностной баланс автомобиля
- •2.15. Динамический фактор и динамические характеристики автомобиля
- •Автомобиля.
- •2.16. Ускорение, время и путь разгона автомобиля
- •Передач
- •2.17. Тягово-скоростные свойства автомобиля с гидродинамической передачей
- •2.18. Тяговый расчет автомобиля
- •Р ис. 2.17. Выбор передаточных чисел промежуточных передач
- •Контрольные вопросы
- •Тема 3. Топливная экономичность автомобиля
- •3.1. Измерители топливной экономичности
- •3.2. Топливно-экономическая характеристика автомобиля
- •3.3. Влияние различных факторов на топливную экономичность автомобиля
- •3.4. Топливная экономичность автомобиля с гидромеханической трансмиссией
- •Контрольные вопросы
- •Тема 4. Тормозная динамичность атс
- •4.1. Тормозные системы автомобилей и требования, предъвляемые к рабочей тормозной системе
- •4.2. Динамика тормозящего колеса
- •4.3. Диаграмма торможения, измерители и показатели тормозной динамичности атс
- •4.4. Уравнение движения автомобиля при торможении
- •4.5. Нормальные реакции дороги на колеса автомобиля при торможении
- •4.6. Расчетное определение замедления и пути экстренного торможения автомобиля
- •4.7. Оптимальное распределение тормозных сил
- •Сцепления от коэффициента скольжения при торможении на сухой дороге
- •4.8. Особенности процесса торможения автопоезда
- •На горизонтальном участке дороги
- •4.9. Торможение на мокрых и скользких дорогах
- •При Ртор равной : 1 – 0,6Gφ; 2 – 0,8 Gφ; 3 – Gφ; 4 - Рдв
- •4.10. Автоматическое регулирование тормозных сил автомобиля. Антиблокировочные системы
- •Скольжения при различных дорожных условиях:
- •4.11. Испытание автомобиля на тормозную динамичность
- •Нормативы эффективности торможения атс при помощи рабочей тормозной системы при проверках на стенде
- •Нормативы эффективности торможения атс при помощи рабочей тормозной системы в дорожных условиях с использованием прибора для проверки
- •Нормативы эффективности торможения атс запасной тормозной системой при испытании в дорожных условиях
- •4.12. Влияние технического состоянии атс на тормозную динамичность
- •4.13. Пути повышения тормозной динамичности
- •Контрольные вопросы
- •Тема 5. Устойчивость автомобиля
- •5.1. Определения и оценочные показатели устойчивости
- •Устойчивости автомобиля
- •5.2. Курсовая устойчивость
- •5.3. Поперечная устойчивость
- •Уклоном (правый поворот, вид сзади).
- •5.4. Устойчивость переднего и заднего мостов автомобиля
- •5.5. Системы контроля устойчивости атс
- •Контрольные вопросы
- •Тема 6. Управляемость и поворачиваемость автомобиля
- •6.1. Общее понятие и оценочные показатели
- •Управляемости
- •Шкала оценки управляемости по балльной системе
- •6.2. Кинематика поворота автомобиля
- •6.3. Динамика поворота автомобиля
- •С задними ведущими колесами
- •6.4. Колебания управляемых колес
- •6.5. Стабилизация и углы установки управляемых колес
- •6.6. Поворачиваемость автомобиля
- •(С уводом)
- •Вопросы контроля знаний
- •7. Проходимость автомобиля
- •7.1. Классификация автомобилей по проходимости
- •7.2. Характеристики опорной поверхности
- •Характеристики грунтов
- •7.3. Взаимодействие колеса с деформируемой поверхностью
- •7.4. Сцепление колеса с опорной поверхностью
- •Буксовании
- •Несущей способностью грунта.
- •7.5. Оценочные показатели опорно-тяговой проходимости
- •7.6. Профильная проходимость автомобиля
- •7.7. Влияние конструкции автомобиля на проходимость
- •Контрольные вопросы
- •Тема 8. Плавность хода атс
- •8.1. Основные понятия и измерители плавности хода автомобилей
- •Пятибалльная шкала для оценки плавности хода автомобиля
- •8.2. Расчетные схемы для анализа плавности хода автомобилей без учета затухания колебаний
- •(Подрессоренной части) автомобиля.
- •8.3. Свободные колебания подрессоренной массы без учета затухания. Приведенная жесткость подвески
- •8.4. Свободные колебания подрессоренных и неподрессоренных масс с учетом затухания
- •Результаты расчетов к примеру 1, п. 4.
- •8.5. Принципы экспериментального определения плавности хода атс
- •Контрольные вопросы
- •Оглавление
2.8. Коэффициент сцепления колеса с дорогой
Преобразуем формулу (2.15). Для этого разделим все члены уравнения (2.15) на Rz и получим
.
Обозначим:
- удельная тангенциальная сила на ведущем
колесе;
- коэффициент продольной силы (реакции)
колеса.
Тогда для случая установившегося движения
;
Отношение максимального значения тангенциальной реакции (в данном случае Rх max ) к нормальной реакции Rz (нагрузке G на колесо) называют коэффициентом сцепления шины с дорогой, т.е.
.
(2.20)
Как видно из рис. 2.5, при определенных значениях коэффициента буксования (0,1 – 0,15), называемых критическими, коэффициент продольной реакции при определенных дорожных условиях достигает максимального значения. Эта величина называется максимальным коэффициентом сцепления (φmax).
В справочной литературе приводится значения коэффициентов сцепления при полном скольжении (φх), так как все экспериментальные методы позволяют оценить φх, при скольжении шины, т.е. он представляет собой коэффициент трения скольжения. Этот коэффициент всегда меньше, чем коэффициент трения покоя.
Значения φх и φmax зависят от многих факторов. Основными из них являются тип и состояние дорожного покрытия, материал и состояние протектора шин, скорость движения автомобиля, природно-климатические условия, нагрузка на колесо и другие.
Рис. 2.5. Характерная зависимость кх от коэффициентов буксования и скольжения колес для сухой с асфальтобетонным покрытием дороги
Характерные экспериментальные значения φх приведены в табл 2.2. Наибольшие значения φ и φmax характерны для дорог с сухим асфальтобетонным или цементобетонным покрытием. При качении колеса по дороге с твердым покрытием резина протектора деформируется гораздо больше, чем материал покрытия. Твердые выступы покрытия вдавливаются в контактирующую с ним поверхность протектора шины.
Таблица 2.2
Средние значения коэффициента сцепления шин с дорогой
№ пп |
Тип и состояние дороги |
φх max |
φх |
1 |
Сухой асфальт и бетон |
0,8 – 0,9 |
0,7 – 0,8 |
2 |
Мокрый асфальт |
0,5 – 0,7 |
0,45 – 0,6 |
3 |
Мокрый бетон |
0,75 – 0,8 |
0,65 – 0,7 |
4 |
Гравий |
0,55 – 0,65 |
0,5 – 0,55 |
5 |
Грунтовая дорога сухая укатанная |
0,65 – 0,75 |
0,6 – 0,65 |
6 |
Грунтовая дорога мокрая |
0,5 -0,55 |
0,4 – 0,5 |
7 |
Уплотненный снег |
0,15 – 0,2 |
0,12 -0,15 |
8 |
Лёд |
0,1 – 0,12 |
0,08 – 0,011 |
Оптимальная высота микронеровностей дороги составляет 2-5 мм. В процессе эксплуатации дороги выступающие части щебня изнашиваются и шлифуются, что снижает коэффициент сцепления. Поэтому регулярно проводят поверхностную обработку дороги.
При наличии влаги и грязи на покрытиях снижается коэффициент трения скольжения, т.к. такие пленки изолируют или уменьшают глубину вдавливания микронеровностей дороги в резину. На мокрых дорогах коэффициент сцепления определяется гидромеханическими свойствами жидкой пленки. С увеличением скорости качения колеса может образоваться гидродинамический клин и появляется возможность аквапланирования колеса. С увеличением скорости изменяются условия взаимодействия колеса с дорогой и коэффициенты φх и φmax существенно снижаются. Например, на сухом асфальтобетонном покрытии при скорости
25 км/ч φmax ≈ 0,90 – 0,97, φх ≈ 0,7 – 0,85, на мокром - φmax ≈ 0,5 – 0,7, φх ≈ 0,45 – 0,6, а при скорости 125 км/ч: на сухой дороге - φmax ≈ 0,7 – 0,77, φх ≈ 0,65 – 0,73; на мокрой - φmax ≈ 0,4 – 0,5; φ ≈ 0,25 – 0,35. У изношенных протектором шин эти значения φmax и φ еще меньше, особенно при скорости выше 70 – 90 км/ч.
Для приблизительной оценки влияния скорости автомобиля на коэффициент сцепления или удельной продольной силы могут быть использованы эмпирические формулы следующего вида:
,
(2.21)
где
- коэффициент при малой скорости; А≈
-0.015 – 0,03 для асфальтобетонной дороги.