Тяговые характеристики автомобилей конспект

Обновлено: 05.07.2024

Для каждого занятия приведены: необходимый минимум теоретического материала; контрольные вопросы по теме; методики расчета эксплуатационных характеристик автомобиля; варианты практических заданий; форма отчета.

Практическое занятие № 1

Тяговая характеристика автомобиля

Цель занятия: научиться рассчитывать и строить тяговую характеристику автомобиля

Время: 4 часа

1. Теоретические сведения

Тяговой характеристикой автомобиля называют изображенную в виде графика зависимость силы тяги от скорости автомобиля. Тяговую характеристику строят по результатам стендовых испытаний автомобиля или по расчетным данным. Для проведения стендовых испытаний автомобиль 1 (рис.1) устанавливают ведущими колесами на беговые барабаны 4 стенда и прикрепляют при помощи троса через динамометр 2 к неподвижной стойке 3. При полностью открытой дроссельной заслонке с помощью гидравлического или электрического тормоза создают такое сопротивление вращению беговых барабанов, при которых их угловая скорость остается постоянной. Замерив тахометром угловую скорость ω_к ведущих колес и зная их радиус , определяют скорость (в м/c), с какой бы двигался автомобиль при той же скорости ω_к по дороге:

Угловые скорости ведущих колес ω_к и коленчатого вала ω_е связаны между собой равенством

где i - передаточное число трансмиссии; і_к , і_д , і_гл - передаточные числа соответственно коробки передач, дополнительной коробки и главной передачи.

Если пренебречь потерей энергии при качении ведущих колес по барабанам стенда, то можно считать, что сила тяги равна силе нагружающей динамометр, и определить величину силы Рт по его показаниям.

При дорожных испытаниях автомобиля динамометры используют для определения момента на карданном валу или на полуоси автомобиля. С этой же целью на вал или на полуось наклеивают тензометрические датчики, позволяющие передавать информацию даже о кратковременных изменениях момента.

При отсутствии экспериментальных данных величину силы Р определяют расчетным путем, используя для этого скоростную характеристику двигателя.

Во время передачи момента на валу двигателя Ме агрегатами трансмиссии его величина изменяется пропорционально передаточным числам агрегатов. Момент М (в Н м), подводимый к полуосям при равномерном движении автомобиля:

где М -суммарный момент трения в трансмиссии.

где - к.п.д. трансмиссии, N e и N - соответственно мощность на валу двигателя и ведущих колесах автомобиля,

момент М можно определить также следующим образом:

а силу тяги (в Н) – по формуле:

Определив Ме, η (или М ) и для нескольких значений ω_е, можно, пользуясь формулой (5), найти зависимость силы тяги от скорости автомобиля по всем диапазонам изменения угловой скорости ω_е и момента Ме и построить тяговую характеристику автомобиля (рис.2).

В нижней части графика нанесены шкалы угловых скоростей ω_е на различных передачах. Вначале, задавшись размерами графика, по значению максимальной скорости υ_max определяют длину l_υ шкалы скорости. Такая же длина l_υ должна быть и у шкалы угловых скоростей на высшей передаче. Эту шкалу наносят ниже шкалы скорости υ. При постоянной угловой скорости двигателя значения скорости автомобиля на различных передачах обратно пропорционально передаточным числам коробки передач:

Поэтому размер деления шкалы угловой скорости, например, для первой передачи в i_I раз меньше размера деления шкалы для прямой передачи.

2. Контрольные вопросы

1. Что называется тяговой характеристикой автомобиля?

2. В чем заключается сущность стендовых испытаний автомобиля?

3. Как рассчитываются линейная скорость; сила тяги; передаточное число трансмиссии и к.п.д. трансмиссии автомобиля?

4. Как определяется размер деления шкалы угловой скорости для каждой передачи при построении тяговой характеристики автомобиля?

3. Задание для расчета тяговой характеристики автомобиля

Пусть требуется построить тяговую характеристику легкового автомобиля по следующим данным: i_I= 3,51; i_II = 2,26; i_III= 1,45; i_IV = 1,00; i _гл= 4,1; r = 0,33 м; η = 0,9. Значения крутящего момента Ме в зависимости от эффективной мощности и угловой скорости двигателя приведены в таблице 1

Таблица 1. Значения крутящего момента четырехтактного карбюраторного двигателя

Угловая скорость коленчатого вала в рад/c

4..Методические указания

Рассчитать по формулам (2), (5) значения скорости автомобиля υ и силы тяги Р для каждой из четырех передач. Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2. Результаты расчетов υ и Р

Угловая скорость коленчатого вала в рад /с

Выбрать масштаб для шкалы скорости υ (2мм – 1 м/с), и рассчитать масштабы для угловой скорости коленчатого вала на каждой передаче.

В соответствии с выбранными масштабами построить тяговую характеристику

автомобиля (рис. 1)

Проанализировать полученные графики:

1) Как изменяется сила тяги автомобиля при увеличении (уменьшении) скорости?

2) В чем разница между изменением силы тяги на первой передаче от изменения силы тяги на четвертой передаче? Почему?

3) При каких значениях скорости достигается максимальная сила тяги для каждой передачи ? Почему?

5. Содержание отчета

1. Название и цель работы.

2. Ответы на контрольные вопросы.

3. Исходные данные и ход выполнения практического задания (расчеты, графики).

Тяговый расчет автомобиля производится с целью определения его тяговых и динамических качеств. Тяговый расчет подразделяется на:

—тяговый расчет проектируемой машины;

—поверочный тяговый расчет, производимый для существующей машины.

Поверочный тяговый расчет составляют следующие отдельные задачи:

1. Определение максимальной скорости движения в заданных условиях.

2. Определение сопротивления движению и углов подъема, которые может преодолеть автомобиль на данной передаче и скорости.

Для решения задач тягового расчета необходимо построить тяговую характеристику автомобиля.

Тяговой характеристикой автомобиля называется графическая зависимость удельной силы тяги от скорости движения автомобиля на каждой передаче.

Задаваемыми параметрами обычно являются: тип автомобиля; грузоподъемность или максимальное число пассажиров; максимальная скорость движения, по шоссе с заданным коэффициентом дорожного сопротивления, максимальное дорожное сопротивление на низшей передаче трансмиссии. Указывается также тип двигателя (карбюраторный, дизельный).

Параметры, которыми задаются, могут иметь различные значения в некотором интервале. Чтобы правильно принять окончательное значение указанных выше параметров, необходимо понимать, как они влияю на тяговые качества автомобиля.

Построение тяговой характеристики автомобиля включает:

1.Определение полной массы автомобиля, кг.

2.Выбор шин и определение радиуса ведущего колеса, м.

3.Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя.

4.Определение передаточного числа главной передачи.

5.Определение передаточных чисел коробки передач и дополнительной коробки.

6.Определение скорости движения.

7.Определение удельной силы тяги, построение тяговой характеристики.

ВЫПОЛНЕНИЕ ТЯГОВОГО РАСЧЕТА

1. Определение полной массы машины

Полная масса автомобиля определяется по формуле

где = 4300, кг — собственная масса машины;

п=3 — число мест в кабине;

=6000, кг — максимальная масса перевозимого груза.

Значения G₀ и берутся в соответствии с заданием. Для этого предварительно подбирают тип автомобиля, параметры которого соответствуют заданным.

2. Выбор шин

Для выбора шин надо определить нагрузку, приходящуюся на одно колесо автомобиля. У грузовых автомобилей типа 4x2 на переднюю ось при полном использовании грузоподъемности приходится около 25—30% нагрузки. На задней оси этих автомобилей обычно монтируются четыре шины, каждая из которых испытывает большую весовую нагрузку, чем шина переднего колеса, поэтому выбор производится по весовой нагрузке, приходящейся на одно заднее колесо. Передние и задние колеса каждого автомобиля по конструкции почти всегда одинаковы и взаимозаменяемы. Разница состоит лишь во внутреннем давлении воздуха в шинах.

= 10525*0,70/4= 1841,88, кг.

По приложению подбирают тип и размеры автомобильных шин, удовлетворяющих нагрузке, приходящейся на колесо 508*260.

Определяют статический радиус колеса, который в дальнейшем условно считают равным радиусу качения 0,488 м.

3. Расчет и построение внешней характеристики двигателя

Для расчета внешней характеристики двигателя вначале определяют мощность необходимую для обеспечения заданной максимальной скорости по дороге с минимальным коэффициентом сопротивления качению.

=(0,7*4,5*25*25*25+10525*9,81*0,03*25)=140,73, кВт (2)

где — коэффициент обтекаемости;

- коэффициент сопротивления качению;

- лобовая площадь автомобиля, равная для грузовых автомобилей 3,0-6,5 м 2 ,

для легковых автомобилей малого литража —1,5+2,0 м 2 ,

F_B = КН (К— колея автомобиля, Н — наибольшая его высота);

— масса автомобиля, кг;

g — 9,81 м/с 2 — ускорение свободного падения.

1. Внешняя скоростная характеристика двигателя

В общем случае частота вращения коленчатого вала при максимальной скорости движения автомобиля не равна частоте вращения, соответствующей максимальной мощности двигателя, и, следовательно, мощность двигателя при максимальной скорости не равна максимальной мощности.

Максимальную мощность двигателя находим, пользуясь эмпирической формулой где а, b и с — эмпирические коэффициенты; для карбюраторных двигателей а = b = с = 1,0.

Для современных автомобилей отношение =1,15-1,25.

Большее значение относится к легковым автомобилям, мень­шее — к грузовым. Следовательно, скорость, соответствующая максимальной мощности, будет равна:

=25*1.2=20,83, м/c=75 км/ч. (4)

Координаты (n_max , N_eV ) и (n_N , N_max ) дают две первые точки графика внешней скоростной характеристики. Для получения других точек используем формулу, представленную в следующем виде:

где N_е и n_e — текущие значения соответственно мощности двигате и частоты вращения коленчатого вала.

Задаваясь такими значениями п_е , которые соответствуют зна­чениям отношения n_е Jn_N =0,2; 0,4; 0,6; 0,8, подсчитываем величины соответствующих мощностей N_е , и заносим в таблицу. Затем определяем текущие значения крутящих моментов и заносим в таблицу.

, Н.м (6)

Отношение

, об/мин

(рад/с)

, Н.м

По результатам расчетов (таблица, пункты 1, 2 и 3) строим внешнюю скоростную характеристику двигателя.

В дальнейшем те же значения N, и М_е используем для определения скорости движения и удельной силы тяги на всех передачах и всех выбран­ных частотах вращения коленчатого вала.

Для построения внешней характеристики используем масштабы шкал в следующих пределах:

• частота вращения коленчатого вала6. 1 мм — (2,5…5,0) рад/с;

• мощность: 1 мм — (0,5…1,5) кВт;

• крутящий момент:. 1 мм = 2…8 Н.м.

Крайняя левая точка характеристики ограничивается частотой устойчивого вращения холостого хода (10…70 рад/с).

Максимальная мощность карбюраторного двигателя определяется точкой перегиба кривой (началом падения мощности).

4. Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи определяем из условия обеспечения максимальной скорости движения на прямой передаче в коробке передач

(7)

Предварительно выбирают передаточное число коробки передач на высшей передаче, В большинстве случаев высшей является прямая передача i_кв = 1. В автомобилях с одной ведущей осью дополнительная коробка не ставится, тогда i_Д = 1.

Полученное по формуле (7) передаточное число главной передачи необходимо сопоставить с передаточным числом главной передачи аналога проектируемого автомобиля.

Для получения достаточного дорожного просвета и упрощения конструкции передаточное число главной передачи рекомендуется брать меньше 7 у грузовых автомобилей грузоподъемностью до 4—5 т и не более 10 у тяжелых грузовых автомобилей. В последнем случае передача выполняется из двух ступеней и называется двойной главной передачей.

=7,85

5. Определение передаточных чисел коробки передач и дополнительной коробки

От количества передач и их передаточных чисел зависит способность автомобиля к преодолению подъемов, быстрому разгону и движению с высокой скоростью в заданных дорожных условиях.

В грузовых автомобилях применяют четырех- и пятиступенчатые коробки передач, причем во втором случае последняя передача обычно имеет передаточное число меньше 1, т.е. является ускоряющей.

Определение передаточных чисел коробки передач начинают с расчета передаточного числа первой передачи.

Для этого используют уравнение силового баланса установившегося движения автомобиля:

(8)

где Р_f — сила сопротивления дороги, Н;

Р_В — сила сопротивления воздуха, Н;

G_а — масса автомобиля, кг;

Поскольку на первой передаче скорость движения автомобиля невелика, силой сопротивления воздуха можно пренебречь. Тогда уравнение (8) примет вид: . Сопротивление дороги, оцениваемое коэффициентом , может быть преодолено, если отношение максимальной тяговой силы к массе автомобиля будет равно или больше этого коэффициента, т.е.

. (9)

Подставив значения тяговой силы, получим:

, (10)

=(0,38*0,488*9,81*10525)/(544,29*7,85*0,9)=5,187 (11)

где М_max — максимальный момент, Нм.

Увеличение передаточного числа первой передачи допустимо только до величины, при которой развиваемая тяговая сила еще не достигнет силы сцепления колес с дорогой, т.е.

, Н (12)

где G_сц — сцепная масса, приходящаяся на ведущие колеса автомобиля;

— коэффициент сцепления (проверка по сцеплению ведется для хорошего сухого шоссе при = (0,6. 0,8).

Из равенств (11) и (12) получаем:

(13)

В расчетах принимают следующие значения G _сц :

1,3*0,7*10525 =9577,75, кг

• для двухосного автомобиля с одной задней ведущей осью ,

где G₂ — масса автомобиля, приходящаяся на заднюю ось;

— коэффициент перераспределения нагрузки, равный при разгоне 1,24-1,35.

=(0,7*0,488*9,81*9577,75)/(544,29*7,85*0,9)=8,03

Если передаточное число i_к1 найденное по формуле (13), было бы меньше, чем определенное по формуле (11), то следовало бы проверить возможность увеличения массы, приходящейся на ведущие колеса, что может потребовать изменения радиуса шин.

Увеличение числа ступеней коробки передач улучшает тяговые качества автомобиля и особенно его способность к разгону.

При большом числе передач улучшается использование мощности двигателя, так как облегчается выбор передаточного числа, при котором в данных дорожных условиях будет полнее использоваться мощность, что приводит к повышению средней скорости движения автомобиля. При малом числе ступеней коробки передач тяговые качества автомобиля могут быть улучшены благодаря увеличению передаточного числа главной передачи.

От выбора промежуточных передаточных чисел коробки передач зависят как тяговые, так и экономические свойства автомобиля. Одним из простейших методов выбора передаточных чисел промежуточных передач является метод, в основу которого положено наиболее полное использование мощности двигателя при разгоне автомобиля, начиная с первой и кончая высшей передачей. При наличии бесступенчатой коробки передач разгон можно производить, не меняя частоты вращения коленчатого вала двигателя. В этом случае можно работать на частоте вращения п_N используя в процессе разгона максимальную мощность двигателя и получая в результате этого максимально возможные дтя данного автомобиля ускорения. При ступенчатой коробке передач для наилучшего использования мощности двигатель на всех передачах должен работать в некотором диапазоне частоты вращения коленчатого вала от п₁ до п₂

Если пренебречь падением скорости в процессе переключения передач, то каждый раз при переключении передач скорость движения автомобиля, достигнутая перед моментом переключения, например, в конце разгона на первой передаче V_{max 1} равна скорости, с которой начинается разгон на второй передаче, т,е, V_{max 2}

следовательно,

(15)

Из равенства (15) следует, что для наилучшего использования мощности двигателя передаточные числа подчиняются закону геометрической прогрессии со знаменателем q.

Из предварительного расчета известны передаточные числа первой и высшей передач. Пользуясь равенством (15), можно найти передаточные числа промежуточных передач для коробок передач с любым числом ступеней.

Для коробки передач с п ступенями передач передаточное число любой передачи можно определить по формуле

, (16)

Найди готовую курсовую работу выполненное домашнее задание решённую задачу готовую лабораторную работу написанный реферат подготовленный доклад готовую ВКР готовую диссертацию готовую НИР готовый отчёт по практике готовые ответы полные лекции полные семинары заполненную рабочую тетрадь подготовленную презентацию переведённый текст написанное изложение написанное сочинение готовую статью

Италия: исторический опыт организации системы здравоохранения, соц.обеспечения, пенсионного обеспечения

6.1. Тяговая сила и тяговая характеристика автомобиля

6.2. Тяговая характеристика автомобиля с дополнительной

6.3. Скорость и ускорение автомобиля

6.4. Реакции дороги, действующие при движении на колеса автомобиля

6.5. Сила и коэффициент сцепления колес автомобиля

6.1. Тяговая сила и тяговая характеристика автомобиля

Тяговой силой называется отношение крутящего момента на полуосях к радиусу ведущих колес автомобиля. Это толкающая ав­томобиль сила, которая передается от ведущих колес к несущей системе (рама, кузов). При увеличении тяговой силы на ведущих колесах автомобиль может развивать большие ускорения, преодо­левать более крутые подъемы, буксировать прицепы большей массы и иметь лучшие тягово-скоростные свойства.

Рекомендуемые материалы

Тяговая сила определяется экспериментально при испытаниях автомобиля или расчетным путем с использованием внешней ско­ростной характеристики двигателя по формуле

(6.1)

Из выражения (6.1) следует, что максимальное значение тя­говой силы ограничено, поскольку оно определяется максималь­ными значениями момента двигателя М_е и передаточного числа трансмиссии щ. Тяговая сила ограничена также вследствие дей­ствия силы сцепления между ведущими колесами и дорогой.

Рис. 6.1. Тяговая характерис­тика автомобиля со ступен­чатой коробкой передач: I — IV — передачи

Рис. 6.2. Тяговые характеристики автомо­билей с бесступенчатой (а) и гидромеха­нической (б) коробками передач: I, II — передачи

Изменение тяговой силы на ведущих колесах показывает тяго­вая характеристика автомобиля (рис. 6.1) — зависимость тяговой силы от скорости движения на различных передачах.

Характер изменения тяговой силы на ведущих колесах зависит от типа коробки передач в трансмиссии автомобиля. Так, меха­ническая ступенчатая коробка передач обеспечивает ступенча­тое изменение тяговой силы (см. рис.6.1), бесступенчатая — плав­ное (рис. 6.2, а), а гидромеханическая — и плавное, и ступенчатое (рис. 6.2, б).

6.2. Тяговая характеристика автомобиля с дополнительной коробкой передач

Представленная на рис. 6.1 тяговая характеристика соответствует автомобилю ограниченной проходимости с колесной формулой 4 х 2, в трансмиссии которого установлена только механическая ступенчатая коробка передач и отсутствует дополнительная ко­робка передач. Однако в трансмиссии полноприводных автомоби­лей, тяжелых грузовых автомобилей и автомобилей-тягачей, ра­ботающих с прицепами и полуприцепами, кроме основной уста­навливают еще и дополнительные коробки передач: делитель, демультипликатор или раздаточную коробку. Они позволяют улуч­шить тягово-скоростные свойства, повысить проходимость и топ­ливную экономичность автомобиля.

Делитель (мультипликатор) представляет собой повышающую коробку передач. Он устанавливается перед основной коробкой передач и увеличивает число ее передач в 2 раза. Обычно он имеет две передачи: прямую с передаточным числом и = 1 и повышаю­щую с и 1.

На рис. 6.3, б приведена тяговая характеристика автомобиля с демультипликатором. Штрих-пунктирными линиями показано из­менение тяговой силы при включенной понижающей передаче демультипликатора. Из тяговой характеристики следует, что де­мультипликатор увеличивает передаточные числа и количество передач, а также значения тяговой силы на ведущих колесах авто­мобиля, существенно расширяя их диапазон.

Раздаточная коробка представляет собой понижающую короб­ку передач. Она устанавливается в трансмиссии полноприводных автомобилей и увеличивает передаточные числа и количество пе­редач коробки передач, а также тяговую силу на ведущих колесах автомобиля. В автомобилях со всеми ведущими колесами раздаточ­ная коробка выполняет функции демультипликатора.

Тяговая характеристика автомобиля с раздаточной коробкой при включенной понижающей передаче раздаточной коробки имеет такой же вид, как у автомобиля с демультипликатором (см. рис. 6.3, б).

6.3. Скорость и ускорение автомобиля

Линейную скорость колеса, м/с, можно определить с помо­щью выражения

где r_к — радиус колеса, м;

_к — угловая скорость колеса, рад/с.

Скорость автомобиля при его прямолинейном движении равна линейной скорости колеса, т.е. v = v_K.

Так как скорость автомобиля v обычно выражается в км/ч, а скорость колеса v_K — в м/с, то для получения скорости автомо­биля v в км/ч необходимо ввести переводной коэффициент 3,6. С учетом этого коэффициента скорость автомобиля, км/ч:

Аналогично при прямолинейном движении ускорение автомо­биля равно линейному ускорению колеса:

(6.2)

6.4. Реакции дороги, действующие при движении на колеса автомобиля

При движении автомобиля его колеса могут катиться в различ­ных режимах: тяговом, ведомом и тормозном. При этих режимах качения со стороны дороги на колеса действуют силы, называе­мые реакциями. Для определения их величины рассмотрим каче­ние колеса автомобиля по жесткой (недеформируемой) дороге. Схема сил, действующих в этом случае на ведущее колесо, пред­ставлена на рис. 6.4.

Силы Р_х и P_z и момент М' действуют на колесо со стороны автомобиля. Силы R_x и R_z действуют на колесо со стороны дороги и представляют собой ее реакции.

Рис. 6.4. Силы, действу­ющие на ведущее колесо при качении по недефор-мируемой дороге: О — центр колеса

Рассмотрим указанные силы и момент.

P_z — вертикальная нагрузка на коле­со, направленная вниз перпендикулярно поверхности дороги.

Р_х — продольная сила, параллельная поверхности дороги. В зависимости от ре­жима качения колеса она может быть на­правлена как в сторону движения авто­мобиля, так и в противоположную.

М' — момент, подводимый к колесу от полуоси или тормозного барабана (тор­мозного диска). Иногда момент может быть равен нулю (не подводится к коле­су). Момент считается положительным, если его направление совпадает с направ­лением вращения колеса, и наоборот.

R_z — нормальная реакция дороги, направленная вверх перпенди­кулярно поверхности дороги. Точка приложения нормальной реак­ции смещена относительно оси колеса на некоторую величину а_ш из-за большей деформации шины в набегающей на дорогу части, чем в сбегающей с дороги. Это подтверждает эпюра элементарных сил, действующих в месте контакта колеса с дорогой, для кото­рых нормальная реакция является результирующей силой.

R_x — касательная реакция дороги. Это сила, которая действует в плоскости дороги и в зависимости от режима качения колеса мо­жет быть направлена в сторону движения автомобиля или в про­тивоположную. Касательная реакция считается положительной, если она направлена в сторону движения, и наоборот.

Составим уравнение моментов относительно оси колеса:

(6.3)

где j_к — момент инерции колеса относительно оси вращения. Из выражения (6.3) находим касательную реакцию дороги:

Обозначим отношение символом f и, выразив величину

- с помощью формулы (6.2) через ускорение автомобиля j,

Для касательной реакции дороги получим в общем случае (при любых режимах качения колеса)

(6.4)

Рассмотрим типичные режимы качения колеса.

Тяговый режим характерен для ведущего колеса. Момент М' подводится к колесу через полуось, и направление момента со­впадает с направлением вращения колеса. В этом случае момент называется крутящим. Подставляя в выражение (6.4) вместо М' выражение для крутящего момента М_к, подводимого к ведущим колесам, для ведущего колеса получим

где— тяговая сила.

Для ведущего колеса касательная реакция R_x > 0. Следователь­но, она направлена в сторону движения, как показано на рис.6.4.

Ведомый режим характерен для ведомого колеса. Момент М' к колесу не подводится, и, следовательно, он равен нулю. Для ве­домого колеса касательная реакция дороги

Рис. 6.5. Силы, действующие на ведомое (а) и тормозящее (б) колеса

при качении по недеформируемой дороге:

О — центр колеса

Тормозной режим является характерным для тормозящего ко­леса (ведущего, ведомого). Момент М' подводится к колесу от тормозного барабана или тормозного диска и направление его про­тивоположно направлению вращения колеса. В этом случае мо­мент называется тормозным (М_тор). Подставив в выражение (7.4) вместо М' тормозной момент (М' = -М_тор), для тормозящего ко­леса получим

6.5. Сила и коэффициент сцепления колес автомобиля с дорогой

Значение тяговой силы, необходимой для движения, ограни­чено вследствие действия силы сцепления колес с дорогой.

Под силой сцепления понимают силу, противодействующую скольжению колеса относительно поверхности дороги. Она равна силе трения, возникающей в месте контакта колеса с дорогой.

где R_z — нормальная реакция дороги; φ — коэффициент сцепле­ния.

Равномерное качение колеса без скольжения и буксования воз­можно только при выполнении условия Р_Т Р_си), то автомобиль движется с про­буксовкой ведущих колес. Это происходит, например, тогда, ког­да при движении по сухой дороге он попадает на участок со скольз­ким покрытием. Если же автомобиль стоял на месте, то не только движение, но и его трогание с места невозможны.

Коэффициент сцепления. Этот коэффициент во многом опре­деляет значение силы сцепления. В зависимости от направления скольжения колеса относительно поверхности дороги различают коэффициенты продольного φ _х и поперечного φ _у сцепления. Эти коэффициенты зависят от одних и тех же факторов, и можно счи­тать, что они практически равны (φ _х = φ _у).

На коэффициент продольного сцепления ц>_х оказывают влия­ние многие конструктивные и эксплуатационные факторы. Он определяется экспериментально. Ниже приведены средние зна­чения ф_х для различных дорог и состояний их поверхности:

Сухое Мокрое

Асфальтобетонное шоссе. 0,7. 0,8 0,35. 0,45

Дорога с щебенчатым покрытием . 0,6. 0,7 0,3. 0,4

Грунтовая дорога. 0,5. 0,6 0,2. 0,4

Рассмотрим, как влияют различные конструктивные и эксплу­атационные факторы на коэффициент продольного сцепления.

Тип и состояние покрытия дороги. На сухих дорогах с твердым покрытием коэффициент сцепления имеет наибольшее значение, так как в этом случае он обусловливается не только трением сколь­жения, но и межмолекулярным взаимодействием материалов ко­леса и дороги (механическим зацеплением). На мокрых дорогах с твердым покрытием коэффициент сцепления существенно уменьшается (в 1,5 — 2 раза) по сравнению с сухими дорогами, так как между колесом и дорогой образуется пленка из частиц грунта и воды. На деформируемых дорогах коэффициент сцепления зави­сит от внутреннего трения в грунте и сопротивления грунта срезу.

Рис. 6.6. Рисунки протектора шин:

а, б — дорожный; в, г — универсальный; д—з — повышенной проходимости

Рисунок протектора шины (рис. 6.6). Дорожный рисунок про­тектора обеспечивает наибольший коэффициент сцепления на дорогах с твердым покрытием, универсальный — на дорогах смешанного типа, а рисунок протектора повышенной проходимо­сти — в тяжелых дорожных условиях и по бездорожью. По мере изнашивания рисунка протектора значение коэффициента сцеп­ления уменьшается.

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 19 Центроиды или подпорки.

Внутреннее давление воздуха в шине. При увеличении давле­ния воздуха в шине (рис. 6.7, а) коэффициент сцепления сначала возрастает, а затем уменьшается.

Рис. 6.7. Зависимости коэффициента сцепления от давления воздуха в шине (а), скорости движения (б) и вертикальной нагрузки на колесо (в)

Скорость движения. При увеличении скорости движения (рис. 6.7, б) коэффициент сцепления сначала возрастает, а по­том падает.

Нагрузка на колесо. Увеличение вертикальной нагрузки на ко­лесо (рис. 6.7, в) приводит к незначительному уменьшению ко­эффициента сцепления.

Коэффициент сцепления существенно влияет на безопасность движения. Его недостаточно высокое значение вызывает много­численные аварии и несчастные случаи на дорогах. Как показали исследования, по этой причине происходит 15% общего числа Дорожно-транспортных происшествий, а в неблагоприятные пе­риоды года — около 70 %. Исследованиями установлено, что для обеспечения безопасного движения значение коэффициента сцеп­ления должно составлять не менее 0,4.

Тема 2. Конструктивные особенности транспортных средств, обеспечивающие безопасность дорожного движения.

Тема 2. Конструктивные особенности транспортных средств, обеспечивающие безопасность дорожного движения.

Тема 1.2. Конструктивные особенности транспортных средств, обеспечивающие безопасность дорожного движения.

Безопасность автотранспортных средств (АТС) определяется их конструктивными свойствами, реализованными при проектировании и изготовлении промышленностью, а также эксплуатационными свойствами, связанными с уровнем технической эксплуатации АТС.

Конструктивные и эксплуатационные свойства АТС, определяющие безопасность, подразделяют на несколько групп по различным аспектам обеспечения безопасности движения: активная, пассивная, послеаварийная и экологическая.

Активная безопасность - конструктивные и эксплуатационные свойства АТС, способствующие предотвращению ДТП при возникновении опасных дорожно-транспортных ситуаций, а также предотвращению возникновения таких ситуаций.

Пассивная безопасность - конструктивные и эксплуатационные свойства АТС, влияющие на предупреждение, либо уменьшение тяжести травмирования участников дорожного движения, а также снижение тяжести всех видов механических повреждений при возникновении ДТП.

ПБ подразделяют на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя ПБ направлена на предупреждение или снижение травматизма пассажиров, водителя и обеспечение сохранности грузов.

Внешняя ПБ уменьшает травматизм других участников движения - пешеходов, водителей и пассажиров, других транспортных средств, вовлеченных в ДТП, а также сокращает механические повреждения других транспортных средств.

Послеаварийная безопасность - конструктивные и эксплуатационные свойства АТС, уменьшающие тяжесть последствий после остановки АТС в результате ДТП. Это свойства, позволяющие быстро эвакуировать пассажиров, погасить пожар, ликвидировать последствия ДТП и предотвратить возникновение новых аварийных ситуаций.

Замки дверей должны выдерживать большие перегрузки, не открываясь, чтобы предотвратить выпадение пассажира при ДТП (пассивная безопасность). Вместе с тем, они не должны заклиниваться и препятствовать эвакуации пострадавших из автомобиля (послеаварийная безопасность).

Экологическая безопасность - конструктивные и эксплуатационные свойства АТС, определяющие уровень вредного воздействия на участников движения и окружающую среду в процессе эксплуатации автомобиля. Экологическая безопасность, проявляющаяся во время повседневной работы автомобиля, коренным образом отличается от перечисленных выше трех видов безопасности, которые проявляются лишь при ДТП.

Взаимосвязь различных видов безопасности и противоречивость требований, предъявляемых к конструкции автомобиля, вынуждают конструкторов и технологов принимать компромиссные решения. При этом неизбежно ухудшаются одни свойства, менее существенные для автомобиля данного типа, и улучшаются другие, имеющие большее значение.

К важнейшим компоновочным параметрам АТС, оказывающим влияние на активную безопасность, относят: габаритные и весовые параметры.

Габаритная длина и ширина АТС оказывают влияние на параметры транспортного потока, а, следовательно, на возникновение различных опасных дорожно-транспортных ситуаций (ДТС).

Габаритная длина крупнотоннажных грузовых автомобилей с прицепами в сочетании с более низкой по сравнению с легковыми автомобилями тяговой динамикой приводит к опасным ситуациям при обгонах. Кроме того, необходимо рассматривать длину АТС в связи с его тормозной динамикой, т.к. сочетание этих параметров определяет, так называемый, динамический габарит (по длине).

Соответственно, ширина динамического коридора превышает ширину автомобиля. На рис. 1 приведена зависимость приращения динамического коридора от скорости движения автомобиля.

Чем больше длина автомобиля, чем больше число прицепов, тем более увеличивается динамический габарит.

Еще более динамический габарит увеличивается при прохождении поворотов и составляет 1,5 - 2 ширины автомобиля. Задние колеса при повороте движутся по меньшему радиусу, чем передние (рис. 2).

На рис. 3 (А, Б, В, Г, Д, В) приведены примеры ДТП, связанные, в основном, с габаритными параметрами АТС.

В Касательное столкновение, Габаритный коридор увеличен при повороте длинномерного грузового автомобиля.

Д. Столкновение при встречном разъезде с негабаритным транспортным средством. Сочетание повышения габарита транспортного средства и сужения проезжей части

Высокие автомобили при движении имеют значительные поперечные колебания, что также может сократить зазор безопасности, например, при встречном разъезде, и привести к касательному столкновению либо задеванию столбов опор и т.д. (рис. 4) (А, Б).

Вероятность совершения ДТП и тяжесть его последствия существенно зависит от скорости автомобиля. На рис. 5 (А, Б) приведены характеристики влияния скорости автомобиля на вероятность возникновения и тяжесть последствий ДТП.

Как видно из представленных зависимостей, тяжесть последствий ДТП возрастает с увеличением скорости. Вместе с тем, большой процент ДТП совершается не только на повышенных, но и на пониженных скоростях. Тяговая динамичность автомобиля оценивается следующими основными показателями:

• максимальная скорость;
• максимальное ускорение;
• максимальное время разгона до 100 км/ч.

Р - сила тяги на ведущих колесах автомобиля (пропорциональна мощности двигателя, зависит от передаточного числа и коэффициента полезного действия трансмиссии, обратно пропорциональна радиусу шин);

Ри - приведенная сила инерции автомобиля (^пропорциональна массе автомобиля с учетом вращающихся масс и ускорения); Рк - сила сопротивления качению (зависит от сцепных качеств шин и состояния дороги, с увеличением скорости возрастает пропорционально квадрату скорости);

Рв - сила сопротивления воздуха (зависит от лобовой площадки автомобиля, его формы, обтекаемости и качества поверхности). Названные силы при движении автомобиля связывает соотношение баланса сил:

То, как водитель использует скоростные качества автомобиля в конкретных дорожных условиях, определяет уровень безопасности. Вместе с тем, тяговая динамика накладывает существенные ограничения на тактику и технику управления автомобилем в зависимости от скоростных качеств автомобиля предполагает определенный стиль управления автомобилем, обеспечивающий безопасность.

Перечислим основные ситуационные механизмы влияния тяговой динамичности автомобиля на безопасность движения:

Читайте также:

  
• Конспект по противодействию коррупции в вс рф
  
• Нарушение осанки и плоскостопие 8 класс биология конспект
  
• Конспект игра с песком старшая группа
  
• В мире животных конспект урока 3 класс изо
  
• Заключительный урок по повести тарас бульба 7 класс конспект урока