Міністерство освіти і науки України
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
З дисципліни
ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ АТЗ
для студентів напряму 6.070101 «Транспортні технології»
денної форми навчання
Луцьк
РВВ Луцького НТУ
2013
УДК 629.113.07(075.8)
ББК 39.33-08я73
С60
Конспект лекцій для студентів напряму 6.070101 «Транспортні технології»
денної форми навчання Луцьк: ЛНТУ, 2013р. – 156с.
Укладач: Н. Г. Куць, к.т.н., доцент\
Рецензенти: М.О. Гандзюк, к.т.н., доцент
Відповідальний за випуск: І. С. Мурований, к.т.н., доцент
Затверджено науково-методичною радою ЛНТУ
протокол № .
Рекомендовано до друку методичною радою МБФ
протокол №
Затверджено на засіданні кафедри автомобілів,
протокол №
Н.Г Куць.2013
ЗМІСТ
Вступ…………..……………….……………………………………………….….6
1 Загальні відомості про теорію автомобіля ………………………………...7
Історія розвитку автомобіля………………………………………………….7
1.2 Предмет теорії автомобіля…………………………………………………....9
2 Експлуатаційні властивості автомобіля...………………..………….…….11
Класифікація автотранспортних засобів………………………….....……...11
Умови експлуатації АТЗ …………………………………………………….11
Експлуатаційні властивості автомобіля ………………… ………….…...13
3 Основи теорії кочення колеса……………...…………………….….…...….15
3.1 Радіуси еластичного колеса……………………………..……………...........15
3.2 Момент опору коченню колеса у веденому режимі під час
прямолінійного руху…………………….………………………………………..17
3.3 Рівняння руху колеса по твердій поверхні під час прямолінійного рух 19
4 Характеристика джерела енергії…………….....……………………………22
5 Тягово-швидкісні властивості автомобіля ……………….... ……….…… 26
5.1 Сили, що діють на автомобіль, під час прямолінійного руху
на підйомі……………………………….……………………...………….……....26
5.2 Сили опору рухові…………………………………..…….…………..………28
5.3 Рушійна сила автомобіля………….……………………………………….....31 5.4 Нормальні реакції опорної поверхні ………………….. ……….……..……33
5.5 Тяговий баланс автомобіля …………………...……..……….…..………..…34
5.6 Потужнісний баланс автомобіля…………………..………..…… ……….....36
5.7 Динамічний фактор, динамічна характеристика і паспорт автомобіля……………………………………………………………..…………..37
5.8. Час і шлях розгону ……………………….……….……………….. ………..40
6 Тяговий розрахунок автомобіля …….……….………….… ……….........…44
6.1 Основні вихідні дані……………………………… .……….…………….….44
6.2 Визначення повної маси ………….…………………………….…...…........45
6.3 Вибір шин …………………………………..………………………………....45
6.4 Визначення потужності двигуна, побудова зовнішньої швидкісної
характеристики двигуна………………..…………………………………….…...46
6.5 Визначення передаточних чисел трансмісії ……….……….……………….49
6.6 Тяговий і потужнісний баланси автомобіля……..…………….…..…….….52
6.7 Динамічна характеристика і динамічний паспорт автомобіля ……..…......54
6.8 Час і шлях розгону автомобіля ……………..……………………….……….55
6. 9. Особливості тягового розрахунку за наявності гідромеханічної передачі………………………………………………………………………….…58
6.9.1 Безрозмірні характеристики гідромуфти і гідротрансформатора.….........58
6.9.2 Розрахунок тягової сили автомобіля з гідропередачею……….…...…….60
6.9.3 Способи підвищення ККД гідропередачі………………………..…......….63
7 Паливна економічність автомобіля …………………………….….……....64
7.1 Визначення паливної економічності автомобіля……………………………64 7.2 Вплив конструтивних чинників, технічного стану і водіння на паливну економічність автомобіля……………………………………………….……..…67
7.3 Визначення витрати палива в АТП ………………….…….………….....….70
8 Гальмівні властивості автомобіля …………………….………………......72
8.1 Гальмівна діаграма автомобіля…….…………………………………..……72
8.2 Уповільнення під час гальмування автомобіля…………...……..……….…73
8.3 Перерозподіл нормальних реакцій під час гальмування………….…...…...75
8.4 Стійкість автомобіля під час гальмування.……….………………..…......…76
8.5 Шлях гальмування, гальмівний шлях і шлях зупинки………………….....79
9 Керованість і стійкість автомобіля ……….…………………………….....82
9.1 Загальні положення ………………………………….……..…………….......82
9.2 Кінематика повороту керованих коліс……………………….……..…..…...82
9.3 Момент опору повороту шини на місці ……………………….…………..83
9.4. Ваговий стабілізуючий момент .………………….……… .. …….….....….92
9.4.1 Ваговий стабілізуючий момент при поперечному нахилі шворня…... ...92
9.4.2 Визначення впливу комбінованого нахилу шворня на ваговий стабілізуючий момент…………………………………………….………….…...95
9.5 Моменти тертя в шворневих вузлах автомобілів ………….…..…….…....100
9.6. Кочення колеса з відведенням …………………………...………………...102
9.6. Чинники, що викликають кочення колеса з відведенням..…………..…..102
9.6.2 Визначення кутів відведень керованих колес……………………….…...103 9.6.3 Стабілізуючий момент шини і бічна сила …………..………..….…..…..105 9.7 Момент опору повороту колеса під час руху ………… ….……...……….107 9.7.1 Момент опору повороту шини під час руху………...…..……..……..….107
9.7.2 Момент опору повороту колеса під час руху……...…………....….……109
9.8 Стійкість керованих коліс проти коливань ….…. ……………………….. 110
9.8.1 Загальні положения……………………………………..…………..…….110
9.8.2 Диференціальне рівняння коливань керованого колеса………………...111
9.9. Стабілізація керованих колес……………………...……………..………...119
9.10 Стійкість автомобіля проти бічного перекидання………………….……120
9.11 Оптимальне сходження керованих коліс….. ………………….………....122
10 Прохідність автомобіля………………………………..………..……....….125 10.1 Класифікація автомобілів за прохідністю………………...…………...…125 10.2 Характеристики поверхні руху………….……..……………..……..…….126
10.3 Взаємодія колеса з поверхнею, що деформується……….….……....…...129
10.3.1 Форма поверхні контакту……………………...……………………..….129 10.3.2 Характеристики автомобільної шини ………………………….….……130
10.3.3 Динаміка колеса під час руху по поверхні, що деформується………...131 10.3.4 Опір коченню колеса по поверхні, що деформується…….…….….… 133
10.4 Зчеплення колеса з опорною поверхнею. ………..……………….………135
10.5 Подолання автомобілем перешкод….…………….…………..….…...…..136
10.6. Оцінні показники прохідності ……………..…………….……..... …..… 138
10.6.1 Критерії опорної прохідності……………………….……..…………….138
10.6.2 Критерії профільної прохідності……….………………………… .……140
10.6.3 Вплив конструкції автомобіля на його прохідність ……….……..…....142
11 Плавність руху ………………………………..……………...…….…….…144
11.1 Характеристики пружних елементів, амортизаторів, шин .…..…….…..144
11.2 Характеристики дорожніх нерівностей ………………………..………...145
11.3 Критерії оцінювання плавності руху ………..……………….…………..146
11.4 Оцінні показники плавності руху…………………………………..……..147
11.5 Розрахункові схеми автомобіля під час дослідження коливань ……...150
11.5.1 Коливання одномасової системи за наявності жорсткості………….…150
11.5.2 Розрахункові схеми коливань автомобіля під час аналізу плавності…152
Список літератури……………………………………………………..……….155
вступ
Науково-обгрунтовані проектування та експлуатація автомобілів неможливі без знання закономірностей, що описують механіку його руху, взаємодію з дорогою і повітрям, експлуатаційні властивості. Знання цих закономірностей дозволяє проаналізувати вплив дорожньо-кліматичних умов, особливостей конструкції автомобіля на його експлуатаційні властивості, визначити такий тип автомобілів, який би найбільш повно задовольняв вимоги, що забезпечують оптимальність перевезень.
Вирішення питань, пов'язаних зі створенням автотранспортних засобів, що задовольняють за конкретних умов оптимальні вимоги, вимагає знань, перш за все, фізичних процесів, що відбуваються під час руху автомобіля, і зрештою формуючих експлуатаційні властивості автомобілів.
У навчальних посібниках з «Теорії автомобіля» розглядаються, як правило, окремі випадки, а саме: прямолінійний рух автомобіля на підйом, поворот керованих коліс на місці. В одночас загальним випадком є рух автомобіля по криволінійній траєкторії, а також поворот керованих коліс під час руху. Автором зроблена спроба подати матеріал з «Теорії автомобіля» з урахуванням процесів, що відбуваються з автомобілем під час руху за реальних умов експлуатації.
Під час складання посібника використовувалися дані наукових робіт, підручників і навчальних посібників, а також матеріали, отримані автором при дослідженні керованості автомобілів на Камському та Кременчуцькому автомобільних заводах за період 1972….1990 рр. Зокрема використовувалися результати досліджень складових моменту опору повороту керованих коліс під час руху та стійкості керованих коліс проти коливань, викликаних дисбалансом.
Необхідна література для вивчення окремих розділів наводиться в кінці розділів, а основна використана література для поглибленого вивчення – в кінці посібника.
Поданий матеріал охоплює обсяг дисципліни з «Теорії автомобіля», розрахований на студентів автомобільного профілю, а також може бути корисний для науковців і аспірантів, що займаються дослідженням експлуатаційних властивостей автомобілів.