Контрольные вопросы

1. Как по проходимости классифицируются автомобили?

2. Какие типы шин применяются на автомобилях повышенной и высокой проходимостей?

3. Перечислите физические свойства деформируемой поверхности.

4. Что обозначает понятие несущая способность грунта?

5. От чего зависит сила сопротивления сдвигу грунта?

6. Как влияет давление воздуха в шине на размеры контактного отпечатка?

7. Какие силы возникают между выступами рисунка протектора и опорной поверхностью?

8. Чем обусловлен коэффициент сопротивления качению шины на твердой и деформируемой поверхностях?

9. Что характеризует опорная проходимость автомобиля?

10. Что характеризует профильная проходимость автомобиля?

11. Что такое сцепная масса автомобиля?

12. Чему равен коэффициент сцепной массы для полноприводных автомобилей?

13. Перечислите основные критерии опорной проходимости.

14. Перечислите основные критерии профильной проходимости.

15. Влияние геометрических параметров шин на проходимость.

16. Влияние компоновки и числа осей на проходимость.

17. Система против буксования.

Тема 8. Плавность хода атс

8.1. Основные понятия и измерители плавности хода автомобилей

Под плавностью хода автомобиля подразумевается его способность к поглощению толчков, ударов и вибраций, возникающих при движении по неровной дороге. Плавность хода является важным эксплуатационным качеством, оказывающим влияние на самочувствие водителей и пассажиров, сохранность перевозимых грузов, безопасность движения и долговечность машины.

Плавность хода зависит от характера и величины возмущающих сил, вызывающих колебания, от общей компоновки машины и отдельных ее конструктивных элементов, главным образом от конструкции подвески, ходовой части, характеристик сидений, а также от мастерства вождения.

Возмущающие силы могут возникать под действием внутренних и внешних причин. К внутренним причинам относятся неуравновешенность деталей и неравномерность их вращения. Из внешних причин наибольшее значение имеют неровности на опорной поверхности. Под влиянием внутренних причин возникают высокочастотные колебания – вибрации, влияние которых на пассажиров у технически исправного автомобиля не столь значительно. Поэтому плавность хода рассматривается с точки зрения воздействия, оказываемого неровностями дороги. На дорогах с неровной поверхностью не только ухудшается плавность хода, но и эксплуатационно-технические характеристики. В частности, средная скорость движения уменьшается на 30 - 50 %, расход топлива и себестоимость перевок возрастают на 50-60%, возрастают также расходы на техническое обслуживание и ремот автотранспортных средств на 30 -40 %.

При движении автомобиля по неровным дорогам его кузов испытывает колебания и вибрации, которые организм человека переносит по-разному. Колебания с низкой частотой (менее 15 - 20 Гц) воспринимаются человеком как отдельные циклы изменения нагрузки или положения. Колебания более высоких частот называются вибрациями, их воспринимаются слитно.

Частота колебаний кузова на рессорах лежит в пределах от 1,0 до 2,0 Гц, частота колебаний осей между рессорами шинами равна 6,0 – 15 Гц. Вибрации двигателя, трансмиссии и кузова происходят с частотой 25- 40 Гц.

На ощущения человека при колебаниях (его энергетические затраты и нервные нагрузки) могут оказывать существенное влияние разные параметры колебательного процесса. Наибольшее влияние на организм человека оказывают колебания кузова. Колебательный процесс кузова характеризуется частотой, амплитудой, скоростью, ускорением и скоростью изменения ускорений. По данным исследователей разные частоты колебаний могут вызывать различные болезненные явления (расстройство вестибулярного аппарата, морскую болезнь, расстройство органов слуха и т.д.). Человеческий организм наиболее чувствителен к вертикальным колебаниям в дипазоне частот 4-8 Гц и горизонтальным - 1-2 Гц. Однако единого мнения о пределах частот, вызывающих те или иные заболевания, нет.

При частотах до 4 - 6 Гц, в пределы которых полностью укладывается весь низкочастотный диапазон колебаний автомобиля, ощущения в первую очередь пропорциональны ускорениям при колебаниях. При увеличении скорости колебаний плавность хода ухудшается. Если скорость колебаний ниже 0,04-0,1 м/с, то то человек их мало ощущает, а если она перевышает 0,-0,3 м/с, то колебания сильно ощутимы.

Для повышения комфортабельности автомобиля необходимо по возможности уменьшить амплитуду колебаний. При амплитудах колебаний меньших 30 - 40 мм, амортизационная способность человеческого организма практически полностью устраняет колебания головы. Большие амплитуды вызывают колебания головы, что приводит к неприятным ощущениям и быстрой усталости.

Для оценки плавности хода автомобилей наиболее распространенным измерителем являются вертикальные ускорения, определяемые в характерных точках колебательной системы. Имеются ряд стандартов: ГОСТ, ОН, ИСО, СТ (ЕЭК), регламентирующие плавность хода АТС. В них основными оценочными измерителями плавности хода АТС являются:

1. период колебаний Т(с) и угловая частота ;

2. амплитуда колебаний Z_max, м;

3. скорость колебаний V_к , м/с;

4. ускорение колебаний j_к , м/с²;

5. среднеквадратичная величина ускорения колебаний σ_ск; м/с²;

6. скорость нарастания ускорений колебаний , м/с³ .

По величине вертикальных ускорений кузова автомобиля можно также судить о сохранности перевозимого груза. Если ускорение кузова больше g (9,81 м/с² ), то незакрепленный груз отрывается от пола и затем падает обратно, что приведет к его деформации, разрущению и смещению.

При оценке плавности хода по ускорениям необходимо, кроме величины ускорений, учитывать их повторяемость. Совокупный учет этих факторов соответствует взглядам физиологов на утомление, как на явление, связанное с интенсивностью и частотой внешних раздражителей. Следует отметить также, что при частотах колебаний кузова до 4 - 6 Гц на ощущения человека оказывает заметное влияние скорость ускорений, т.е. третья производная перемещений по времени. По данным профессора А.К. Бируля, скорости изменения ускорений до 25 м/с³ вызывают беспокоящие ощущения, а при 40 м/с³ – неприятные ощущения.

Исходя из указанных предпосылок, Я.И. Бронштейном предложена для практической оценки плавности хода автомобиля пятибалльная шкала, в которой соответствующий балл присваивается исходя из числа толчков и их интенсивности (величины максимальных ускорений), испытываемых автомобилем при прохождении в заданных дорожных условиях расстояния 1 км. (табл. 8.1).

Таблица 8.1