техн трансп обсл и рем уч метод компл

где:

Рп - сила сопротивления подъѐму; Рс - сила взаимодействия в сцепном устройстве;

Иногда вместо силового баланса, характеризуя возможности движения, пользуются мощностным балансом. Умножим почленно обе части равенства уравнения силового баланса на V /1000 . Каждый член полученного равенства представляет собой мощность в кВт.

Nт (Nп Nк Nв Nи ) rд / rк - уравнение мощностного баланса.

Из этого уравнения следует, что при неизменных значениях мощностей, затрачиваемых на преодоление сил сопротивления движению мощность

мощности двигателя затрачивается на скольжение ведущих колѐс (всей контактной площади или еѐ части).

Торможение – процесс создания и изменения искусственного сопротивления движению автомобиля с целью уменьшения его скорости или удержания неподвижным относительно дороги.

Тормозные свойства – совокупность свойств, определяющих максимальное замедление автомобиля при его движении на различных дорогах в тормозном режиме, предельные значения внешних сил, при действии которых заторможенный автомобиль удерживается на месте или имеет необходимые минимальные установившиеся скорости при движении под уклон.

Тормозной режим – режим, при котором ко всем или нескольким колѐсам подводятся тормозные моменты.

Оценочными показателями эффективности рабочей и запасной тормозных систем являются установившееся замедление j уст ,

соответствующее движение автомобиля при постоянном усилии воздействия на тормозную педаль в условиях оговорѐнных ГОСТом и минимальный

111

системы – установившаяся скорость на спуске с указанными в ГОСТ 2289577 параметрами.

Нормативные значения оценочных показателей для автотранспортных средств, принимаемых к производству, назначают из условий соответствия их параметрам лучших моделей с учѐтом перспектив развития в зависимости от категории автотранспортных средств.

Уравнение движения автомобиля при торможении

Торможение, целью которого является максимально быстрая остановка, называется экстренным. Торможение, совершаемое с целью предотвратить ДТП называется аварийным. На дорогах с высоким коэффициентом сцепления

jз =8…9 м/сек.

конечная скорость при торможении равна нулю, то его называют полным, если не равна нулю – частичным.

запаздывания, затрачивается на перемещение элементов тормозного привода на величину зазоров, имеющихся между ними в нерабочем положении, нарастании давления жидкости или воздуха в трубопроводах и в рабочих аппаратах гидравлического или пневматического приводов до значения, необходимого для преодоления усилий возвратных пружин колодок до соприкосновения их фрикционных накладок с тормозными дисками или барабанами.

Время с зависит от типа тормозного привода и тормозных механизмов,

с также технического состояния тормозной системы. У технически исправной тормозной системы с гидроприводом и дисковыми тормозными механизмами

112

нарастания замедления. На рис. 8 представлена тормозная диаграмма.

Рис. 8. Тормозная диаграмма

увеличения усилия на педаль.

Поэтому уст называют временем установившегося замедления. Время р

от начала отпускания тормозной педали до возникновения зазоров между фрикционными элементами называют временем растормаживания.

н - время нарастания замедления;

с - время запаздывания.

Остановочный путь равен сумме тормозного пути и пути, проходимого

где x - коэффициент продольного сцепления.

113

случае различно для каждого из колѐс. Последовательность, в которой достигается равенство на разных колѐсах, зависит от распределения тормозных сил, что определяется конструкцией тормозной системы. Эффективность процесса торможения существенно зависит от характера этой последовательности.

Методы оценки свойств тормозной системы

Оценку тормозных свойств автомобиля проводят экспериментальным и расчѐтно – аналитическими методами.

Испытания проводят на прямом горизонтальном участке дороги (уклон не более 5 %) с сухим, ровным покрытием, при температуре воздуха -5…+300 С и скорости ветра не более 3 м/с.

Испытания типа I состоят из двух этапов: предварительного и основного. Предварительный проводят последовательным торможением по режиму, определѐнному для каждой категории автотранспортных средств значениями

окончания предварительного этапа с отключением двигателя. Предварительный этап типа II проводят непрерывным торможением,

тормозные механизмы должны нагреваться так, чтобы количество поглощѐнной ими энергии оказалось равным энергии за такое же время тормозными механизмами автомобиля со скоростью 30 км/ч под уклон 7 % на расстоянии 6 км. Движение происходит на передаче, при которой частота вращения коленчатого вала не выше номинальной и обеспечивается максимальная эффективность торможения двигателем.

Топливная экономичность – совокупность свойств, определяющих расходы топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.

Оценочные показатели Топливная экономичность определяется такими показателями двигателя

как часовой расход топлива и удельный расход топлива.

Основным измерителем топливной экономичности автомобиля является расход топлива в литрах на 100км (Qs ) .

Для оценки эффективности использования топлива при выполнении транспортной работы используют расход топлива на единицу транспортной работы ( 100 тыс. км). Qw - отношение фактического расхода топлива к

выполненной транспортной работе. Оценочными показателями служат:

-контрольный расход топлива (КРТ);

-расход топлива в магистральном ездовом цикле на дороге (РТМЦ);

-расход топлива в городском ездовом цикле на дороге (РТГЦд);

-расход топлива в городском цикле на стенде (РТГЦ);

-топливная характеристика установившегося движения (ТХ);

114

- топливно-скоростная характеристика на магистральной холмистой дороге (ТСХ).

Эти показатели используют при сравнительной оценке уровня топливноцйэкономичности с зарубежными аналогами и косвенной оценки технического состояния автомобилей.

КРТ определяют для всех категорий автотранспортных средств при заданных значениях скорости движения, разных для различных категорий при движении по прямой горизонтальной дороге на высшей передаче. Используется для косвенной оценки технического состояния автотранспортных средств.

РТМЦ измеряют для автотранспортных средств всех категорий кроме городских автобусов, побегом по измерительному участку с соблюдением режимов движения, заданных определѐнной картой и схемой цикла.

РТГЦд оценивают для автотранспортных средств всех категорий, кроме магистральных автопоездов, междугородных и туристических автобусов, также как РТМЦ, отличием являются только характеристика операций по операционной карте и схема цикла и только для автомобилей, у которых ma <3,5 т.

установившегося движения на высшей передаче по горизонтальной дороге, его строят для всех автотранспортных средств.

ТХС – график зависимости расхода топлива Qs и скорости Vср от Vдоп при

движении по магистрально-холмистой дороге с заданным продольным профилем.

Оценочные показатели КРТ и ТХ определяют топливную экономичность на установившихся режимах движения по горизонтальным дорогам с твѐрдым покрытием.

Уравнение расхода топлива

Исходным графиком для определения расходов топлива ge и Gт является

для установившегося режима двигателя при той же его комплектации, которая была принята для скоростной характеристики. Эти зависимости строят для установившегося режима работы двигателя при той же его комплектации, которая была принята для скоростной характеристики

Между расходами Qs и Gт существует зависимость

QS 1000Gт /(36 V т ),

где т - плотность топлива, кг/л.

115

Для анализа связи расхода топлива с условиями движения предложен

минимальный тем меньше, чем больше коэффициент дорожного

повышается во всѐм диапазоне увеличения V . При движении по дорогам, на

не по внешней, а по частичным характеристикам.

Топливо – экономическая характеристика может быть построена по результатам дорожных или стендовых испытаний, а также по результатам расчѐта, который проводят в следующем порядке:

находят

- пользуясь графиком be f (И ) для каждого значения скорости по соответствующим оборотам и подсчитываются QS ,

- определяют QS geN К И К 4 (N g Nв ) .

36 V т т

Влияние конструктивных факторов на топливную экономичность

Одним из основных путей снижения расходов топлива автомобильным транспортом является дизелизация его. Для повышения топливной экономичности широкое распространение получает применение двигателя с наддувом и охлаждением надувочного воздуха. На частичных нагрузках это позволяет экономить 10 % топлива. Кроме того, при этом увеличивается запас крутящего момента, что сказывается на топливной экономичности.

116

Увеличение числа ступеней трансмиссии позволяет подбирать передаточные числа, обеспечивающие значения коэффициента И более близкие к оптимальным в различных условиях движения. В результате не только уменьшается расход Qз, но и его минимальное значение соответствует большим значениям мощности Nуд и, следовательно, большей скорости Vср. В связи с этим наблюдается тенденция к увеличению числа передач.

На легковых автомобилях всѐ чаще применяют пятиступенчатые, а на грузовых многоступенчатые (8…20 ступеней) коробки передач.

На топливную экономичность влияет также выбор передаточных чисел трансмиссии и их распределение между механизмами.

Изменение полной массы ma автомобиля влияет на расход топлива в основном в результате изменения силы Рк . Значение ma определяет также силы Рп и Ри однако, при квалифицированном вождении энергия, затрачиваемая на преодолении этих сил в значительной своей части возвращается.

Установлена линейная зависимость расхода Qs от массы ma

Qs=a+bma

a и b – коэффициенты регрессии, определѐнные для разных типов автомобилей и дорог

Qw = b+a/ma ,

Qw – удельный расход топлива в л/100 тыс. км.

При повышении полной массы, а следовательно, полезной нагрузки, в целом уменьшается удельный расход топлива. Влияние повышения полной массы автомобиля на топливную экономичность особенно эффективно при малых и средних значениях ma.

Реализация полного комплекса мероприятий по улучшению мероприятий по улучшению аэродинамики автопоезда может обеспечить снижение расхода топлива на 10…15 %.

Существенное влияние на топливную экономичность автомобилей оказывают энергетические характеристики шин. При уменьшении коэффициента fa на 10 % расход топлива снижается на 2.5…3,54 % (fa – осреднѐнный коэффициент сопротивления качению с учѐтом дополнительных сил сопротивления движению).

Влияние эксплуатационных факторов на топливную экономичность

На топливную экономичность большое влияние оказывают грузоподъѐмность грузовых автомобилей и коэффициент использования грузоподъѐмности γ, равный отношению массы фактически перевозимого груза к массе номинальной грузоподъѐмности. Для пассажирских автомобилей такое же значение имеет пассажировместимость и степень еѐ использования.

Наибольшая экономия топлива на единицу массы перевозимого груза наблюдается при использовании автопоездов. Это объясняется прежде всего

117

лучшим использованием массы ηн = 2…2,5, для полуприцепов ηн = 3…4. Кроме того, уменьшается отношение Рв/mн поскольку при возрастании грузоподъѐмности автопоезда по сравнению с автомобилем ~ в 2 раза сила Рв возрастает лишь на 20…25 % (в основном за счѐт увеличения коэффициента кв). Наконец, при рациональном подборе массы прицепа снижается расход ge за счѐт увеличения коэффициента И.

Расход топлива существенно зависит от умения водителя выбрать режим работы двигателя. В большинстве случаев эта одна из высших передач, обеспечивающих в данных условиях работу двигателя с коэффициентом использования не выше 80…90 %.

Для экономии топлива могут быть рекомендованы следующие приѐмы вождения:

-оптимальная экономическая скорость движения – на горизонтальном участке дороги на 25 % ниже максимальной;

-средняя частота nср должна быть на 30…40 % ниже номинальной;

-на горизонтальном участке дороги необходимо использовать высокие передачи, отдавая предпочтение прямой передаче;

-во всех случаях необходимо обеспечивать равномерное движение автомобиля без резких разгонов и торможений и лишних переключений передач;

-в процессе движения необходимо использовать режимы работы двигателя, обеспечивающие наименьшие расходы топлива в соответствии с его многопараметровой характеристикой.

Своевременное техническое обслуживание позволяет повысить топливную экономичность автомобиля в эксплуатации.

Под плавностью хода понимают совокупность свойств, обеспечивающих ограничение в пределах установленных норм вибронагруженности водителя, пассажиров, грузов, шасси и кузова.

Основным источником возникновения вынужденных колебаний является микропрофиль дороги, геометрическая и силовая неоднородность шин, неравномерность вращения колѐс.

Основными устройствами, защищающими автомобиль, водителя, пассажиров и грузы от больших динамических воздействий дороги и ограничивающими их вибронагруженность допустимым уровнем, являются подвески и шины, а также упругие сидения.

Выступы и впадины микропрофиля случайны по размерам и расположению. Колебания, возникающие при движении по дороге со случайным микропрофилем, имеют случайный характер.

Основными оценочными показателями плавности хода являются уровни вибронагруженности водителя, пассажиров, грузов и характерных элементов шасси и кузова.

Оценка уровня вибронагруженности производится по средним квадратичным значениям ускорений колебаний (виброускорений) или

118

скоростей колебаний (виброскоростей) в вертикальном и горизонтальном

5·10-8 – значение виброскорости, с которой проводят сравнение.

Нормы допустимых виброскоростей разнятся для различных частей колебаний.

Частоты группируются в октавные полосы, каждая из которых определяется средней геометрической величиной граничных (min и max) для данной полосы частот. В первую октавную полосу водят частоты от 0,7 до 1,4

полосы (1,4…2,8 Гц) среднее геометрическое значение равно 2 и т.д. Основным измерителем вибронагруженности при оценке плавности хода

автомобиля служит среднее квадратичное значение ускорений, которое связано со средним квадратичным значением скорости приближѐнной формулой:

ζ=2πζ /ν0.

z z

ζ- среднее квадратичное виброускорение, м/с2;

z

ν0 – среднее геометрическое значение частоты октавных полос, Гц.

На плавность хода и некоторые другие эксплуатационные свойства большое влияние оказывают колебания колѐс и жѐстко связанных с ними элементов. Нормы на эти колебания не установлены, однако, основными требованиями являются отсутствие жѐстких ударов, связанных с колѐсами элементов в ограничители, установленные на раме кузова.

При заводских расчѐтах колебаний автомобиля, пользуются колебательной системой дифференциальных уравнений, включающих шесть масс (массы обозначают – m, упругие элементы – с, демпфирующие элементы

– к).

Кподрессоренным массам относятся: mв – массы водителя и пассажиров, mтпд – массы кузова тягача и рамы с двигателем, механизмами трансмиссии и управления, mппд – рамы полуприцепа с укреплѐнными на ней элементами.

Кнеподрессоренным массам относятся массы переднего и заднего

мостов тягача (mт1 нп и mт1 нп) и моста полуприцепа mп нп.

При изучении колебаний автомобиля обычно принимают допущения, что каждая шина соприкасается с дорогой в одной точке, т.е. перемещения контактных поверхностей шин, точно копируют неровность дороги. Считается, что профиль дороги под правыми и левыми колѐсами каждого моста идентичны, поэтому оба эти колеса заменяют одним.

Число степеней свободы такой колебательной системы равно девяти, еѐ колебания описываются системой девяти дифференциальных уравнений второго порядка.

119

Для изучения колебаний в первом приближении удобнее пользоваться упрощѐнной колебательной системой с тремя массами. Подрессоренная масса mпд включает массу кузова, двигателя, механизмов трансмиссии, пассажиров, водителя, грузовую платформу, полезную нагрузку.

Эти элементы в совокупности рассматривают как твѐрдое тело, имеющее две степени свободы – перемещение в вертикальном направлении и поворот в вертикальной плоскости.

Неподрессоренные массы m1 нп и m2 нп (передний и задний мосты) имеют по одной степени свободы – вертикальные перемещения. Таким образом, система, имитирующая в данном случае двухосный автомобиль, имеет четыре степени свободы.

Проходимость – эксплуатационное свойство, определяющее возможность движения автомобиля в ухудшенных дорожных условиях, по бездорожью и при преодолении различных препятствий.

Потеря проходимости автомобиля может быть полной и частичной. Полная потеря – застревание – прекращение движения. Возможность движения по проходимости выражается неравенством Рт>ΣРi . Частичная потеря связана со снижением скорости продвижения (производительности), а также с ростом расхода топлива в рассматриваемых условиях движения.

По уровню проходимости автомобили и автопоезда подразделяются на следующие: дорожные, повышенной проходимости и высокой проходимости.

К дорожным относятся автомобили, предназначенные преимущественно для использования на дорогах с твѐрдым покрытием. Конструктивными признаками таких автомобилей являются: неполноприводность (4х2, 6х2, 6х4), шины с дорожным или универсальным рисунком протектора, использование в трансмиссии простых (неблокируемых) дифференциалов.

Автомобили повышенной проходимости предназначены для использования как на дорогах с твѐрдым покрытием, так и вне дорог и преодоление естественных препятствий. Их основным конструктивным признаком является полноприводность, поэтому эту группу называют полноприводные автомобили. На них обычно применяют тороидные шины с грунтозацепами, широкопрофильные или арочные шины. Используют систему регулирования давления воздуха в шинах. В трансмиссиях устанавливают блокируемые дифференциалы, они обеспечены лебѐдками.

Автомобили высокой проходимости предназначены для преимущественного использования в условиях бездорожья, естественных и искусственных препятствий, а также водных преград. Они отличаются компоновочной схемой, полноприводностью, наличием в трансмиссии самоблокирующихся дифференциалов, использованием специальных шин, дополнительных устройств для преодоления канав, очень часто они являются плавающими и имеют водяной движитель.

Проходимость делится на профильную и опорную. Профильная – характеризует возможность преодолеть неровности пути, препятствиями вписываться в требуемую полосу движения.

120