- •Введение
- •1. Взаимодействие колеса с опорной поверхностью
- •1.1. Радиусы автомобильного колеса
- •1.2. Реакции опорной поверхности
- •1.3. Момент сопротивления качению
- •1.4. Коэффициент сопротивления качению
- •Коэффициент сопротивления качению для различных дорог
- •1.5. Продольная реакция и режим качения колеса
- •Ведущий
- •Нейтральный
- •Тормозной
- •1.6. Сила и коэффициент сцепления шины с дорогой
- •Коэффициент сцепления для различных дорог
- •2. Силы, действующие на автомобиль в процессе движения
- •2.1. Сила сопротивления качению
- •2.2. Сила сопротивления подъему
- •2.3. Сопротивление воздушной среды
- •Коэффициенты обтекаемости и площади лобового сопротивления
- •2.4. Внутренние силы сопротивления
- •Механические потери двс
- •Трение в узлах
- •Привод механизмов
- •2.5. Продольные усилия ведущих колес
- •2.6. Уравнение силового баланса
- •2.7. Приведенная сила инерции
- •2.8. Уравнение мощностного баланса
- •2.9. Распределение нормальных реакций дороги на передние и задние колеса
- •3. Режим работы и характеристики двигателя
- •3.1. Режим работы двигателя
- •3.2. Управление крутящим моментом двигателя
- •3.3. Скоростные характеристики
- •3.4. Топливные характеристики
- •3.5. Эксплуатационный режим работы
- •4. Динамика прямолинейного движения
- •4.1. Динамический паспорт автомобиля
- •4.2. Разгон автомобиля
- •Р ис. 22. Характеристика ускорений
- •4.3. Особенности автомобилей с гидромеханической трансмиссией
- •4.3.2. Показатели к характеристики рабочего процесса
- •4.4. Оценочные показатели и характеристики разгонных и скоростных свойств автомобиля
- •5. Топливная экономичность
- •5.1. Измерители топливной экономичности
- •5.2. Уравнение расхода топлива
- •5.3. Оценочные показатели и характеристики топливной экономичности автотранспортных средств
- •5.4. Эксплуатационные нормы расхода топлива
- •Значение линейных норм расхода топлива
- •6. Экологическая безопасность
- •6.1. Значение экологической безопасности автомобиля
- •6.2. Вредные вещества и источники их выделения
- •6.3. Влияние режима работы двигателя на токсичность отработавших газов
- •6.4. Влияние скоростного режима работы двигателя на экологическую безопасность
- •6.5. Показатели и характеристики выброса вредных веществ
- •Относительная опасность некоторых вредных веществ
- •6.6. Уравнение выброса вредных компонентов отработавших газов
- •6.7. Экологическая характеристика токсичности установившегося движения
- •6.8. Токсичность отработавших газов при различных режимах работы двигателя автомобиля
- •7. Тормозные свойства автомобиля
- •7.1. Классификация режимов торможения
- •7.2. Уравнение торможения
- •7.3. Торможение при неполном использовании сил сцепления
- •7.4. Торможение с полным использованием сил сцепления
- •7.5. Основные фазы процесса торможения
- •7.6. Тормозной путь автомобиля
- •7.7. Распределение тормозных усилий между осями
- •8. Проходимость автомобиля
- •8.1. Проходимость автомобиля и ее значение
- •8.2. Показатели проходимости
- •Автомобили
- •8.3. Взаимодействие колеса с грунтом
- •8.4. Преодолевание пороговых препятствий
- •8.5. Пути повышения проходимости
- •9. Плавность хода
- •9.1. Плавность хода и ее значение
- •9.2. Измерители плавности хода
- •9.3. Колебания автомобиля
- •9.4. Способы повышения плавности хода автомобиля
- •10. Динамика криволинейного движения
- •10.1. Значение и особенности криволинейного движения
- •10.2. Силы и моменты, обеспечивающие поворот
- •10.3. Боковой увод колеса
- •10.4. Кинематические параметры криволинейного движения
- •10.5. Силы инерции при криволинейном движении
- •10.6. Боковые реакции на колесах в процессе поворота
- •10.7. Крен кузова при криволинейном движении
- •11. Управляемость и маневренность
- •11.1. Поворачиваемость автомобиля
- •11.2. Критическая скорость по условиям управляемости
- •11.3. Колебания управляемых колес вследствие их дисбаланса
- •11.4. Автоколебания управляемых колес
- •11.5. Колебания управляемых колес вследствие кинематического несоответствия подвески и рулевого управления
- •11.6. Стабилизация управляемых колес
- •11.7. Углы установки колес
- •11.8. Маневренность автотранспортных средств
- •Р ис.79. Угол горизонтальной гибкости
- •12. Устойчивость автомобиля
- •12.1. Основные виды устойчивости автомобиля
- •12.2. Критическая скорость по боковому скольжению
- •12.3. Критическая скорость движения по опрокидыванию
- •13. Контрольные вопросы
- •13.1. Взаимодействие колеса с опорной поверхностью
- •13.2. Силы, действующие на автомобиль в процессе движения
- •13.3. Режим работы и характеристики двигателя
- •13.4. Динамика прямолинейного движения
- •Топливная экономичность
- •13.6. Экологическая безопасность
- •13.7. Тормозные свойства автомобиля
- •9. Что понимается под временем срабатывания тормозного привода?
- •13.8. Проходимость автомобиля
- •13.9. Плавность хода
- •13.10. Динамика криволинейного движения
- •13.11. Управляемость и маневренность автомобиля
- •13.12. Устойчивость автомобиля
2.4. Внутренние силы сопротивления
2.4.1. Сопротивление двигателя
Работа ДВС сопровождается силами трения (ЦПГ) и подшипниках коленчатого вала, которые создают момент трения двигателя (Мтд).
Значительная часть сил сопротивления ДВС обусловливается работой газораспределительного механизма, а также насосов системы охлаждения, смазки и топливоподачи. Все они создают так называемый момент сопротивления механизмов двигателя (Ммд).
Момент, который необходим на засасывание воздуха и выталкивание отработавших газов называется моментом насосных потерь (момент на газообмен) Мгд.
Таким образом, момент сопротивления двигателя складывается из 3-х моментов:
Мд = Мтд + Ммд + Мгд. (37)
Механические потери двс
Насосные потериТрение в узлах
Привод механизмов
60 – 70 % 15 – 20 % 20 – 30 %
насосы систем:
Рис. 9. Примерная структура механических потерь ДВС
Значение Мд можно выразить через давление условных механических потерь (рд, МПа), т.е. среднее давление, которое должны развивать газы для равномерного проворачивания вала:
Мдо = 103 Vh/πτдрд, (38)
где Vh - рабочий объем (литраж) двигателя, л;
τд - тактность двигателя;
рд – давление условных механических потерь.
Как показывает анализ, величина давления условных механических потерь практически не зависит от нагрузки (величины развиваемого момента) и прямо пропорциональна средней скорости движения поршней в цилиндрах (Сп, м/с):
Рд ≈ Рдо + кдСп, (39)
где рдо - давление условных механических потерь при предельно малой угловой скорости вращения коленчатого вала, МПа;
кд - коэффициент учитывающий возрастание механических потерь при увеличении средней скорости поршней, МПа, с/м.
Значение средней скорости поршней Сп прямо пропорционально угловой скорости вращения коленчатого вала и длине хода:
Сп = Sпωе /π, (40)
где Sп - ход поршня, м;
ωе - угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/с.
2.4.2. Сопротивление дополнительного оборудования
При установке двигателя в подкапотное пространство к нему присоединяется вспомогательное (дополнительное) оборудование: вентилятор, воздухофильтр, генератор, компрессор, насос гидроусилителя руля, глушитель, коробка передач. Сумма всех сопротивлений, создаваемых перечисленными механизмами называется моментом сопротивления вспомогательного оборудования.
При малых частотах двигателя наибольшее значение имеет сопротивление, создаваемое насосом гидроусилителя руля, а при высоких частотах – вентилятором.
Момент сопротивления вспомогательного оборудования можно вычислить по формуле:
Мо = 103 Vh/πτдро, (41)
где ро - давление газов, обеспечивающее работу вспомогательного
оборудования, Мпа.
Значение ро можно определить по формуле:
ро ≈ роо + коωе2, (42)
где роо - давление газов, необходимое для привода вспомогательного оборудования при минимальной скорости вращения коленчатого вала двигателя (0.010 МПа);
ко - коэффициент, учитывающий увеличение потерь на привод вспомогательного оборудования при увеличении угловой скорости вращения коленчатого вала.
2.4.3. Сопротивление трансмиссии
Источником механических потерь является трение в зубчатых передачах, подшипниках валов, карданных шарнирах и шлицевых соединениях, а также перемешивание масла в картерах коробки передач (КП), раздаточной коробки (РК) и главной передачи (ГП).
Суммарные потери в трансмиссии можно представить в виде совокупности скоростных и силовых потерь. При этом силовые потери обусловлены силами трения при передаче нагрузки от двигателя к ведущим колесам автомобиля, а скоростные потери (Мс) – это те, которые связаны с процессом перемешивания трансмиссионного масла. Таким образом, момент сопротивления трансмиссии, приведенного к ведущим колесам автомобиля можно определить по формуле:
Мтр = Мтро + кVа + Мк, (43)
где Мтро - момент сопротивления трансмиссии на холостом ходу при предельно малой скорости вращения валов, Нм;
к, - коэффициенты, характеризующие скоростные и силовые потери в трансмиссии.
Величина момента зависит от скорости вращения и передачи усилий, теплового состояния трансмиссии.