- •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
7.7. Влияние конструкции автомобиля на проходимость
Поскольку сцепление колеса с грунтом осуществляется, главным образом, за счет сопротивления частиц грунта сдвигу и срезу, то окружная сила определяется площадью контакта колеса с опорной поверхностью и высотой грунтозацепов. При движении по несвязным грунтам максимальная окружная сила зависит от внутреннего трения частиц грунта, так как сопротивление сдвигу у таких грунтов незначительное. Грунтозацепы при этом оказывают отрицательное влияние: они разрушают поверхностный слой, а при пробуксовке колеса выгребают грунт, увеличивая глубину колеи.
На проходимость влияют: ходовая часть автомобиля - шины, подвеска, число осей; трансмиссия - колесная формула, наличие блокировки дифференциалов, конструкция главной передачи; двигатель - тип и мощность; компоновочная схема; средства повышения проходимости. Потеря проходимости автомобилем произойдет в том случае, если окружная сила на ведущих колесах окажется меньше силы сопротивления качению. Сопротивление качению, а также реализуемая окружная сила при качении колеса по определенной поверхности зависит от характеристик шин.
Основными параметрами шин, определяющими характер их взаимодействия с опорной поверхностью, являются наружный диаметр и форма поперечного сечения шины. Шины в зависимости от отношения ширины профиля В к его высоте Н делят на четыре типа: тороидные (В/Н = 0,9…1,1), ш и р о к о п р о ф ильные
(В/Н = 1,1 … 1,6), арочные (В/Н = 1,6 …2,5), пневмокатки (В/Н = 2,5 …10).
Увеличение диаметра шин на деформируемой поверхности повышает коэффициент сцепления и уменьшает коэффициент сопротивления качению f, поскольку уменьшается глубина погружения и увеличивается площадь отпечатка. С увеличением наружного диаметра колес возрастают высота препятствия и ширина рва, преодолеваемых автомобилем.
Отрицательными последствиями увеличение наружного диаметра шины является возрастание массы и момента инерции колеса, повышение центра масс автомобиля.
Увеличение ширины шины сказывается неоднозначно:
- на сухой дороге коэффициент сцепления увеличивается, на песке - const, на глине уменьшается; на мокрой и грязной дороге может и увеличиваться и уменьшаться.
- коэффициент сопротивления качению f на деформируемой поверхности снижается, а на твердой увеличивается.
Увеличение высоты профиля Н повышает коэффициент сцепления и уменьшает коэффициент сопротивления качению f на деформируемой поверхности, поскольку шина деформируется на большую величину. В итоге это приводит к увеличению площади контакта шины с деформируемой опорной поверхностью.
На автомобилях применяются шины: тороидные с нерегулируемым и регулируемым давлением; широкопрофильные; пневмокатки.
Рисунок протектора может быть: дорожный, универсальный, повышенной проходимости, карьерный. С увеличением коэффициента насыщенности рисунка протектора происходит снижение давления колеса на дорогу. При этом уменьшается износ протектора и увеличивается сцепление колеса с сухой поверхностью дороги. На мокрой дороге уменьшение давления колеса на дорогу снижает коэффициент сцепления. Для дорог с твердым покрытием установлена оптимальная величина коэффициента насыщенности рисунка протектора кн = 0,6…0,8. На деформируемых поверхностях конструкция протектора должна обеспечить высокое значение коэффициента сцепления, минимальные потери на качение и самоочищаемость протектора.
Число осей. Если принять коэффициент сопротивления качению на деформируемой поверхности для четырехосного автомобиля fк = А, тогда для трехосного автомобиля fк = (1,12 ... 1,15) А, для двухосного fк = (1,2 ... 1,3)А. Из анализа приведеного следует, что с точки зрения проходимости оптимальным является четырехосный автомобиль.
Равномерное распределение массы по осям обеспечивает наилучшую проходимость. Однако на деформируемом грунте желательно иметь нагрузку на переднем мосту на 3 ... 4 % больше, а на болоте - на 3 ... 4 % меньше.
Подвеска обеспечивает плавность движения, а меньшие динамические нагрузки способствует проходимости.
Мощность двигателя. Увеличение удельной мощности двигателя, которая равна отношению мощности двигателя к его весу, обеспечивает большую скорость движения, реже переключение передач. Поскольку большая скорость движения автомобиля уменьшает время нахождения в контакте колеса с опорной поверхностью, то, значит, уменьшится в итоге глубина колеи. Переключение передач уменьшает вероятность буксования. Все это положительно скажется на проходимости автомобилей.
Существенное значение имеет тип двигателя и применяемый регулятор числа оборотов дизельного двигателя. С точки зрения проходимости оптимальным вариантом является дизельный двигатель, оборудованный всережимным регулятором числа оборотов. Такой двигатель обеспечит постоянную скорость движения автомобиля независимо от изменения дорожного сопротивления. Неслучайно такие двигателя применяются на боевых машинах, на машинах, работающих в сельском хозяйстве при вспашке земли и уборке урожая, на автомобилях повышенной проходимости, большегрузных автомобилях-самосвалах.
Межколесный дифференциал. В качестве межколесных дифференциалов применяются: простой дифференциал, дифференциал с принудительной блокировкой, дифференциал повышенного внутреннего трения, дифференциал с муфтой свободного хода.
Компоновка автомобиля. Компоновки могут быть: кабина за двигателем, над двигателем, перед двигателем.
Средства повышения проходимости. В качестве средств повышенной проходимости применяются цепи противоскольжения (с двумя и тремя ветвями, траковые цепи); уширители колес; устройства для самовытаскивания