- •Автомобили ч. 2.
- •Эксплуатационные свойства
- •Учебное пособие
- •Санкт-Петербург
- •Оглавление:
- •Глава 1 Эксплуатационные свойства автомобиля 6
- •Глава 2 Скоростные свойства ( тяговая динамика) автомобиля 13
- •Глава 3 Тормозные свойства автомобиля 74
- •3.1. Общие положения 74
- •3.2. Показатели, измерители и нормативы тормозных свойств автомобиля 76
- •Глава 4 Топливная экономичность автомобиля 103
- •4.1. Общие положения 103
- •Глава 5 Особенности скоростных и топливно-экономических свойств автомобилей, снабженных гидропередачей 141
- •Глава 6 Тяговый расчет автомобиля 159
- •Глава 7 Управляемость и устойчивость автомобиля 169
- •Глава 8 Плавность хода автомобиля 225
- •Глава 9 Проходимость автомобиля 238
- •Введение
- •Глава 1 Содержание курса «Эксплуатационные свойства автомобиля»
- •1.1. Основные эксплуатационные свойства автомобиля, изучаемые в данном курсе
- •1.2.Условия эксплуатации автомобилей
- •1.3. Развитие теории эксплуатационных свойств автомобиля
- •Глава 2 скоростные свойства (тяговая динамика) автомобиля
- •2.1. Общие положения
- •2.2.Оценочные параметры скоростных свойств
- •2.3. Силы, действующие на автомобиль
- •Характеристики автомобильного двигателя
- •Мощность, подводимая к колесам
- •2.4. Кинематика и динамика автомобильного колеса
- •Скорость и ускорение автомобиля
- •Динамика автомобильного колеса
- •Сила сопротивления качению колеса
- •Влияние эксплуатационных и конструктивных факторов на коэффициент сопротивления качению
- •Коэффициент сцепления колеса с дорогой
- •2.5. Силы и мощности сопротивления движению автомобиля. Силы и мощности сопротивления воздуха.
- •Сила сопротивления подъему. Мощность сопротивления подъему
- •2.6. Уравнение движения автомобиля
- •2.7. Графические способы решения уравнения силового баланса автомобиля
- •График силового баланса автомобиля (тяговая диаграмма)
- •Динамическая характеристика автомобиля
- •Максимальная скорость движения на дороге с заданным ψ
- •Порядок построения динамического паспорта
- •Порядок построения графика контроля буксования
- •2.8. Приемистость автомобиля
- •Порядок построения графика ускорений
- •Задача.
- •2.9. Определение нормальных реакций, действующих на колеса передней и задней осей
- •2.10. Мощностной баланс. График мощностного баланса
- •Порядок построения мощностного баланса автомобиля
- •Г лава 3 тормозные свойства автомобиля
- •3.1. Общие положения
- •3.2. Показатели, измерители и нормативы тормозных свойств автомобиля
- •Нормативы эффективности торможения атс рабочей тормозной системой при проверках в дорожных условиях
- •Нормативы эффективности торможения атс запасной тормозной системой при проверках в дорожных условиях
- •Нормативы эффективности торможения атс рабочей тормозной системой при проверках на стендах
- •1.3.Уравнение движения автомобиля при торможении
- •Аварийное торможение (торможение при полном использовании сил сцепления)
- •Служебное торможение
- •Распределение тормозных сил между осями автомобиля
- •Регулирование тормозных моментов на колесах атс. Регуляторы.
- •Антиблокировочные системы
- •Г лава 4 топливная экономичность автомобиля
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Основные понятия и определения
- •4.3. Измерители и показатели топливной экономичности. Нормы расхода топлива
- •4.4. Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на топливную экономичность автомобиля
- •Влияние условий эксплуатации автомобиля на расход топлива
- •4. 5. Топливно-экономическая характеристика автомобиля
- •4.6. Уравнение расхода топлива
- •Порядок построения топливно-экономической характеристики автомобиля по методу и. С. Шлиппе
- •Глава 5 особенности тяговых и топливно-экономических свойств автомобилей, снабженных гидропередачей
- •5.1. Исходные характеристики гидропередач
- •5.2. Совместная работа двигателя с гидропередачами
- •5.3. Методика построения тяговой диаграммы автомобиля с гидропередачей. Автомобиль c непрозрачным гидротрансформатором
- •Автомобиль с прозрачным гидротрансформатором
- •5.4. Особенности тяговой диаграммы автомобилей с гидропередачей по сравнению с автомобилями, снабженными ступенчатой механической коробкой передач
- •5.5. Динамическая характеристика и параметры
- •5.6. Топливно-экономическая характеристика автомобиля с гидропередачей
- •5.7. Способы улучшения тяговых свойств и топливной экономичности автомобилей с гидропередачами Применение блокируемых гидротрансформаторов
- •Применение комплексных гидротрансформаторов
- •Применение гидромеханической коробки передач
- •Глава 6 тяговый расчет автомобиля
- •6.1. Задачи тягового расчета
- •6. 2. Подбор внешней характеристики двигателя
- •6.3. Выбор передаточных чисел трансмиссии
- •Глава 7 управляемость и устойчивость автомобиля
- •7. 1 Основные понятия и определения
- •Относительная длина криволинейных участков на дорогах различных категорий, %
- •7.2. Оценочные показатели управляемости и устойчивости
- •Кинематика поворота
- •Качение колеса при действии на него боковых сил. Понятие об уводе эластичного колеса
- •Радиус поборота и угловая скорость поворота
- •7.4. Силы, действующие на автомобиль при его повороте в общем случае движения
- •7.5. Распределение поперечной составляющей силы инерции между осями автомобиля
- •7.6. Поперечная устойчивость автомобиля на горизонтальной дороге
- •Критические скорости автомобиля по боковому скольжению
- •Критическая скорость автомобиля по опрокидыванию
- •7.7. Поперечная устойчивость автомобиля на виражах
- •7. 8. Критические углы по устойчивости автомобиля на дороге с поперечным уклоном (критический угол косогора)
- •7.9. Коэффициент поперечной устойчивости автомобиля
- •7.10. Колебания управляемых колес относительно шкворней
- •Колебания, вызываемые неуравновешенностью управляемых колес
- •Колебания, вызываемые особенностями передней подвески и рулевого управления
- •Автоколебания управляемых колес (шимми)
- •Стабилизация управляемых колес
- •7. 11. Устойчивость при торможении автомобиля.
- •Глава 8 плавность хода автомобиля
- •8.1. Измерители и показатели плавности хода автомобиля
- •8.2. Автомобиль – колебательная система
- •8.3. Свободные колебания без затухания
- •Свободные колебания с учетом неподрессоренных масс
- •8.4. Свободные колебания с учетом затухания
- •Глава 9 проходимость автомобиля
- •9.1. Основные положения
- •Классификация препятствий. Параметры сравнительной оценки проходимости
- •9.2. Профильная проходимость
- •9.3. Опорно-сцепная проходимость
- •9.4. Влияние конструктивных параметров автомобиля и эксплуатационных факторов на проходимость
- •1. Сила внутреннего сцепления частиц грунта
- •Преодоление порогов и препятствий
- •2. Преодоление рва автомобильным колесом
- •Оценка профильной проходимости
- •3.Преодоление ледяных переправ
- •Топливно-экономические показатели проходимости:
- •Список литературы:
Динамическая характеристика автомобиля
Тяговая диаграмма дает наглядное представление о балансе сил, действующих на автомобиль. Однако для сравнительной оценки тяговых свойств различных автомобилей она неудобна, поскольку при одной и той же величине свободной окружной силы у автомобилей с различным общим весом Ga тяговые свойства будут различными.
Для сравнительной оценки тяговых свойств автомобилей, имеющих различный вес, удобнее пользоваться безразмерной величиной D, представляющей собой отношение свободной силы к весу автомобиля.
Это отношение называют динамическим фактором.
. (49)
Если разделить на Ga обе части уравнения (49), то получим уравнение силового баланса в безразмерной форме:
(50)
В связи с тем, что и Рсв и Рв являются функциями от Va, то и D = f (Va). Графическую зависимость динамического фактора от скорости называют динамической характеристикой (рис. 15).
а) б)
Рис. 15. Динамическая характеристика
При помощи динамической характеристики можно решать все те задачи, которые можно решать при помощи тяговой диаграммы.
Максимальная скорость движения на дороге с заданным ψ
(рис. 15а).
Поскольку при максимальной скорости ja=0, то уравнение (41) перепишется так: D = ψ. Следовательно, максимальной будет та скорость, при которой динамический фактор равен коэффициенту ψ дорожного сопротивления. Для определения этой скорости по оси ординат отложим заданное значение ψ и проведем из полученной таким образом точки прямую, параллельную оси абсцисс. Абсцисса точки пересечения этой прямой с кривой D = f(Va) и даст искомую максимальную скорость движения.
Если автомобиль снабжен карбюраторным двигателем, не имеющим ограничителя оборотов, то кривая D = f(Va) может быть всегда продолжена до пересечения с прямой ψ = Ф(Va) (рис. 15а). Если автомобиль снабжен карбюраторным двигателем, имеющим ограничитель оборотов, либо дизелем, то в случае, когда прямая, соответствующая заданному ψ, не пересекает кривую D = f(Va), величина определяется кинематически по формуле (7), в которую следует подставить угловую скорость ωno (обороты nno), соответствующую срабатыванию ограничителя.
Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем с постоянной скоростью (Va = const) на дороге с заданным f на заданной передаче (рис. 15а).
В этом случае уравнение (50) запишется так: , где Dmax – максимальный динамический фактор на заданной передаче.
Разность Dmax-f можно найти графически, отложив по оси ординат величину f и проведя из полученной таким образом точки прямую, параллельную оси абсцисс.
Максимальное ускорение на дороге с заданным ψ на заданной передаче (рис. 15б).
Из уравнения (50)
. (51)
Разность Dmax–ψ можно найти графически, проведя прямую, параллельную оси абсцисс, на расстоянии ψ от этой оси.
Подобным же образом могут быть решены и другие задачи, указанные выше.
Поскольку тяговая сила ограничена сцеплением колеса с дорогой, то и динамический фактор ограничен по сцеплению. Так как буксование колес обычно имеет место при подведении к колесу большой силы тяги и на малых скоростях движения, то в этом случае можно приближенно считать Pсв = Z2φ, где Z2 – нормальная реакция, действующая на ведущие колеса автомобиля. Отношение называют динамическим фактором по сцеплению. Графически динамический фактор по сцеплению изображается прямыми, параллельными оси абсцисс (рис. 15а). В отличие от динамический фактор D, определяемый формулой (49), называют динамическим фактором по тяге (или по двигателю).
Для облегчения расчетов в тех случаях, когда автомобиль имеет переменный общий вес, например, в результате изменения полезной нагрузки, профессор Н.А. Яковлев предложил дополнить динамическую характеристику номограммой (рис. 16), которая наносится слева от динамической характеристики и состоит из ряда прямых, позволяющих определить масштаб динамического фактора D по двигателю (сплошные прямые) и динамического фактора Dсц по сцеплению (пунктирные прямые) для любой величины полезной нагрузки от Н = 100% до Н = 0%. График рис. 16 называют динамическим паспортом.
По оси абсцисс номограммы откладывается полезная нагрузка Н %, причем Н = 100% соответствует началу координат динамической характеристики. Если при Н = 100% выбран такой масштаб, что D = a соответствует δ мм оси ординат, то при любой другой полезной нагрузке то же значение D(D = a) будет соответствовать H = δH мм оси ординат, причем
, (52)
где Gа – полный вес автомобиля;
Gао – вес автомобиля без полезной нагрузки;
– вес полезной нагрузки.
Рис. 16. Динамический паспорт автомобиля
Как видно из формулы (52), зависимость масштаба D от полезной нагрузки Н, выраженной в %, является линейной. Поэтому для построения номограммы масштабов достаточно кроме произвольно выбираемого масштаба при Н = 100%, найти масштаб для любого другого значения Н. Удобнее всего определять значения масштаба для Н = 0. В этом случае . Проведя прямые через масштабные отметки при Н = 100% и Н = 0 для различных значений D = a1, a2, …, получим номограмму масштабов для определения значений D при любом значении Н в пределах от Н = 100% до H = 0.
Для динамического фактора по сцеплению масштаб выбирается так:
при Н = 100% значению Dсц = a соответствует по оси ординат;
при Н = 0 тому же значению Dсц соответствует по оси ординат, где Zвед и Zвед0 – нормальные реакции на ведущих колесах соответственно при Н = 100% и Н = 0 %;
Gвед и Gвед0 – вес, приходящийся на ведущие колеса, соответственно при H = 100% и Н = 0 %.