Диплом / введение

Министерство образования и науки РФ

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е.Алексеева

Кафедра «Автомобильный транспорт»

БЕЛОВА ОЛЬГА АНДРЕЕВНА

УДК

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ АНАЛИЗА ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ свойств АВТОМОБИЛей (проходимость)

направление подготовки 190500 «Эксплуатация наземных транспортных средств»

Магистерская диссертация

Научный руководитель к.т.н., доцент М.Г. Корчажкин Научный консультант д.т.н., профессор Н.А. Кузьмин, к.т.н., профессор В.И. Песков

Нижний Новгород, 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….			5
ГЛАВА 1	ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………………………………..	9
1.1.	Основные эксплуатационные свойства автомобиля………………...	9
	1.1.1. Тягово-скоростные свойства.…………………………………. 10 1.1.2. Топливно-экономические свойства………………………….... 16 1.1.3. Проходимость автомобиля……………………………………. 18 1.1.4. Тормозные свойства…………………………………………… 19 1.1.5. Устойчивость, управляемость, маневренность………………. 21 1.1.6. Плавность движения………………………………………….... 26 1.1.7. Надежность автомобиля……………………………………….. 27
1.2.	Выводы по главе №1 и постановка задач исследования……………	30
ГЛАВА 2	ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОХОДИМОСТИ АВТОМОБИЛЯ. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………………………………..	31
2.1.	Классификация автомобилей по уровню проходимости…………...	33
2.2.	Классификация профильных препятствий…………………………..	34
2.3.	Профильная (геометрическая) проходимость……………………….	37
	2.3.1. Преодоление колесом вертикальной стенки (эскарпа)……….	44
2.4. 2.5. 2.6.	Опорная (силовая) проходимость………………………………………. Известные методы повышения проходимости………………………. Выводы по главе 2 и постановка задач исследования………………..	56 64 69
ГЛАВА 3	ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОЦЕНКЕ ПРОФИЛЬНОЙ ПРОХОДИМОСТИ ЗАДНЕПРИВОДНОГО И ПОЛНОПРИВОДНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ…………………….	71
3.1.	Объект исследований………………………………………………….	71
	3.1.1. Технические характеристики ВАЗ-2106………………………	71
	3.1.2. Технические характеристики ВАЗ-2121………………………	73
3.2.	Методика проведения экспериментальных исследований…………	75
3.3.	Результаты экспериментальных исследований……………………..	78
3.4.	Преодоление порогового препятствия одиночным колесом……….	79
3.5.	Преодоление порогового препятствия полноприводным автомобилем ()………………………………………………...	86
3.6.	Выводы по главе №3………………………………………………….	98
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ…………………………………….			100
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………..			102

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы: на текущий момент в вопросах совершенствования технико-эксплуатационных свойств автомобиля имеются научные и практические достижения. Однако, как в настоящее время, так и в будущем, эта проблема остается актуальной. С трансформацией и усложнением нашей повседневной действительности, автомобиль, являясь частью системы «автомобиль – водитель - дорога - среда», тоже меняется, и приобретает новые, полезные свойства, которые проявляются в комплексном взаимодействии всех элементов системы.

Автомобили высокой проходимости являются важнейшим звеном в системе транспортного обеспечения ряда отраслей экономики, а также Вооруженных Сил и специальных ведомств. Необходимость функционирования автотранспортного комплекса на всей территории России в любое время года при отсутствии разветвленной дорожной сети определяет особые требования к существующим и разрабатываемым автомобилям высокой проходимости по основным эксплуатационным качествам.

Традиционно в нашей стране основным заказчиком автомобилей высокой проходимости остается Министерство Обороны. В последние десятилетия началось создание специальных колесных транспортных средств высокой проходимости для нужд спасательных служб, нефтегазовой промышленности, геологоразведочной деятельности, сельского и лесного хозяйства с учетом условий эксплуатации автомобилей в той или иной отрасли. К характерным условиям эксплуатации автомобилей высокой проходимости относится пересеченная местность, представляющая собой совокупность различных препятствий естественного и искусственного происхождения, ориентированных в различных направлениях и расположенных в случайном порядке. Приспособленность автомобиля к движению по пересеченной местности с преодолением профильных препятствий определяет его важное эксплуатационное свойство - профильную проходимость.

Уровень профильной проходимости эксплуатирующихся автомобилей высокой проходимости, за исключением некоторых специальных транспортных средств, создававшихся по специфическим требованиям военного ведомства, обеспечивается только их конструктивными параметрами - схемами размещения осей по базе, дорожными просветами, величинами углов свеса и т. п. Однако не менее важным фактором, ограничивающим способность автомобиля к преодолению препятствий, являются тягово-сцепные свойства ведущих колес с опорными поверхностями.

В проведенных к настоящему времени исследованиях обосновывается, что вопросы повышения профильной проходимости путем регулирования подводимой к колесу мощности, распределения веса по осям автомобиля, учета перераспределения вертикальной нагрузки по осям автомобиля, на сегодняшний день не рассматривались. Поэтому на основании расчетных и экспериментальных исследований необходимо разработать методы, позволяющие осуществить рациональный выбор конструктивных решений систем, в том числе алгоритмов управления этими системами.

На основании выше изложенного в данной диссертационной работе сформулирована следующая цель исследований.

Цель работы: выявление проблем, разработка и предложение технических решений для повышения технико-эксплуатационных свойств автомобиля, а именно, разработка расчетно-экспериментального метода повышения профильной проходимости автомобиля за счет рационального распределения мощности по ведущим колесам, распределения веса по осям автомобиля и учета перераспределения вертикальной нагрузки по осям автомобиля.

Объект исследований: полноприводный автомобиль ВАЗ-2121 и заднеприводный автомобиль ВАЗ-2106, автомобиль полной мас­сой 6000 кг с равномерным распределением массы по ведущим мостам, оснащенный шина­ми 16.00-20 (модель И-159).

Предмет исследований: закономерности формирования силовых и кинематических факторов, необходимых для преодоления автомобилем профильных препятствий.

Научная новизна работы:

1. _{Выявление закономерностей формирования силовых и кинематических факторов;}

2. _{Новый подход к решению вопроса повышения профильной проходимости автомобиля.}

Практическая ценность работы: работа направлена на решение научно-технической задачи, имеющей важное практическое значение - повышение проходимости автомобилей. Результаты исследований могут быть положены в основу методик проведения экспериментальных исследований по оценке профильной проходимости автомобилей.

Реализация результатов работы: результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке инженеров и бакалавров автомобильных специальностей НГТУ, а также включены в макеты будущих методических разработок, учебных пособий и учебников по курсам блока дисциплин «Теория автомобиля».

Апробация работы: основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на X Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (г. Н. Новгород, НГТУ, 2011 г.), XI Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (г. Н. Новгород, НГТУ, 2012 г.). Автор работы является обладателем Диплома II степени за участие в XI Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (г. Н. Новгород, НГТУ, 2012 г.).

Публикации:

1. Практическое применение моделирования транспортных потоков/ О.А. Сидорова, М.Г. Корчажкин// Сборник матер. X Междун. молодежн. науч.-техн. конф. «Будущее технической науки» / НГТУ им. Р.Е. Алекссеева.- Н.Новгород, 2011.- С. 174-176;

2. Определение времени простоя автобусов на остановочных пунктах маршрутов городского пассажирского транспорта/ А.В. Липенков, О.А. Маслова, О.А. Сидорова, Ф.П. Аринушкин, А.Н. Рябухин// Сборник матер. X Междун. молодежн. науч.-техн. конф. «Будущее технической науки» / НГТУ им. Р.Е. Алекссеева.- Н.Новгород, 2011.- С. 177;

3. Построение имитационной модели автобусного маршрута городского пассажирского транспорта/ О.А. Маслова, А.В. Липенков, О.А. Сидорова, В.В. Константинов, В.М. Юргин// Сборник матер. X Междун. молодежн. науч.-техн. конф. «Будущее технической науки» / НГТУ им. Р.Е. Алекссеева.- Н.Новгород, 2011.- С. 177-178.

4. Алгоритмы повышения проходимости автомобилей/ О.А. Белова, В.И. Песков, Н.А. Кузьмин// Сборник матер. XI Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки»/ НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - Н. Новгород, 2012 г.

5. Алгоритмы повышения проходимости автомобилей/ О.А. Белова, В.И. Песков, Н.А. Кузьмин// Сборник научных статей III Международной научно-технической конференции (7-8 июня 2012 г.), посвященной 40-летию кафедры «Строительные и дорожные машины»/ НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - Н. Новгород, 2012 г.- С. 189-191.

Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, трех глав, основных результатов и выводов, списка использованных источников. Объем диссертационной работы составляет 107 страниц текста, 6 таблиц, 36 рисунков, списка использованных источников из 61наименования.

2