Реферат испытания автомобилей на тягово скоростные свойства

Обновлено: 01.07.2024

7.3. Аппаратура для испытаний на скоростные качества.
7.1. Предварительные измерения и калибрование.
Пред началом дорожно-лабораторных или пробеговых испытаний автомобиля, в частности на тягово-скоростные свойства и топливную экономичность, проводят предварительные измерения для общей оценки технического состояния автомобиля и нахождения некоторых необходимых для проведения эксперимента параметров и коэффициентов.

Калибрование спидометра производят при движении автомобиля на горизонтальном прямолинейном участке дороги с твердым ровным покрытием. Автомобиль проходит отмеренные отрезки пути с заданными, установившимися до въезда на мерный участок, скоростями. Истинную скорость прохождения автомобилем мерного отрезка пути v_s подсчитывают по формуле:

где S – дистанция заезда, м; τ – время прохождения дистанции, с.

На калибровочном графике по оси ординат откладывают значение абсолютных и относительных поправок с учетом из знака при соответствующих скоростях движения автомобиля, отсчитываемых по оси абсцисс.

Калибрование счетчика пути проводят по результатам пробега точно отмеренного прямолинейного участка дороги с гладким покрытием при заданной скорости на основных нагрузочных режимах. Длину дистанции сопоставляют с показаниями счетчика. Дистанция при калибровании должна быть достаточной для получения точности измерения 0,1 – 0,2 %, для этого она должна примерно в 100 раз превышать минимальную цену деления. Заезды выполняются в двух направлениях, в каждом из которых фиксируют начальное, конечное и промежуточные (через 10 км) показания счетчика.

Т.к. радиус качения колес автомобиля зависит от скорости движения и нагрузки автомобиля, калибрование необходимо проводить при скорости, типичной для эксплуатационных условий данного типа автомобиля. Рекомендуются значения скоростей: для грузовых автомобилей и междугородных автобусов 60 км/ч, автобусов городского типа 40 км/ч, легковых автомобилей 80 км/ч.

Непосредственно перед испытанием устанавливают давление в шинах согласно руководству по эксплуатации и проводят пробег АТС с заданной скоростью в течение 1 часа или на расстояние 50 км для прогрева шин.

Поправочный коэффициент счетчика пути определяют по формуле:

где S – истинный путь, пройденный автомобилем в заезде, км; S_с – путь по счетчику, км.

Следует учитывать, что при износе протектора шин, например при ресурсных испытаниях, поправочный коэффициент меняется.

Радиус качения колеса r_k находят одновременно с калиброванием счетчика пути.

где u₀ - передаточное число ГП; u_c - передаточное число привода спидометра; c_c - постоянная счетчика пути (c_c =624 об/км).

Минимальная устойчивая скорость – минимальная скорость (на одной или двух высших передачах), с которой автомобиль может двигаться на горизонтальном участке дороги с гладким твердым покрытием без рывков и стуков в трансмиссии и без остановки двигателя при резком увеличении подачи топлива. Эта скорость определяется на двух отрезках пути 100 м каждый, последовательно расположенных на расстоянии 200 – 300 м друг от друга. При испытании постоянная минимальная скорость автомобиля устанавливается до въезда на первый мерный участок. При неизменном положении педали подачи топлива автомобиль его проходит, время прохождения участка измеряется секундомером. После выезда автомобиля на промежуточный участок резко увеличивают подачу топлива до максимума. Если двигатель останавливается, заезд повторяют с большей скоростью движения. Аналогичным образом на постоянной минимальной скорости проходят второй мерный участок и повторяют контрольный разгон. На тех же мерных участках опыт проводят при движении автомобиля в обратном направлении. Среднюю минимальную скорость подсчитывают по времени прохождения обоих участков в двух направлениях.
7.2. Определение показателей тягово-скоростных качеств.

К тягово-скоростным качествам автомобиля относят те, которые обуславливают: а) наибольшую достижимую скорость на отдельных участках пути; б) максимальную среднюю скорость на маршруте в заданных дорожных условиях. Средняя скорость определяется максимальной скоростью и интенсивностью разгона (приемистостью), которые считаются основными показателями скоростных качеств автомобиля.

Максимальную скорость автомобиля определяют на высшей передаче КПП. При испытании окна и вентиляционные люки должны быть закрыты. Заезды выполняют после прогрева автомобиля. Максимальная установившаяся скорость должна быть достигнута не менее чем за 200 м до въезда на измерительный участок длинной 1 км. Разгон и прохождение участка проводят при максимальной подаче топлива. Время прохождения участка фиксируют секундомером или с помощью автоматических устройств (фотостворы, хронограф).

Максимальная скорость определяется как среднее арифметическое скоростей всех заездов, проводимых во взаимно противоположных направлениях, или по среднему времени прохождения измерительного участка во всех заездах из выражения:

где S - длина участка (1000 м); τ - среднее время прохождения измерительного участка, с.

Частота вращения коленчатого вала двигателя n_max, соответствующая максимальной скорости автомобиля v_max измеряется с помощью точного тахометра или по формуле:

Условная максимальная скорость – наибольшая средняя скорость автомобиля, развиваемая на участке 400 м после разгона с места на пути 1600 м при полной подаче топлива. Определяется среднее время прохождения мерного участка в противоположных направлениях и вычисляется условная максимальная скорость по формуле (10.4). условная максимальная скорость характеризует скоростные возможности автомобиля в условиях ограниченного пути разгона (дороги общего пользования).

Приемистость автомобиля определяют его разгоном с места или с хода. Передачи переключают с минимально возможной паузой при частоте вращения коленчатого вала, соответствующей номинальной мощности двигателя. Разгоны с места выполняют с полной подачей топлива. Легковые автомобили и автобусы трогают с места на первой передаче, грузовые – на второй (первая передача имеет большое передаточное число и предназначена для движения в тяжелых дорожных условиях). Испытания проводят в двух направлениях на измерительном участке 1000 м с измерением времени его прохождения. Дополнительно измеряют время прохождения первых 500 м.

Разгоны автомобиля на отдельных передачах производят с заданной начальной скорости до максимальной на данной передаче или до заданной конечной скорости, измеряя время разгона. Интервалы скоростей регламентируются методикой испытания. Разгоны производят в двух направлениях.

Техническая характеристика автомобиля. Расчет внешней скоростной характеристики, тяговой диаграммы и динамической характеристики. Расчет ускорения автомобиля на передачах, времени разгона автомобиля. Расчет путевого расхода топлива и остановочного пути.

Рубрика	Транспорт
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	02.07.2011
Размер файла	217,3 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Техническая характеристика автомобиля

2. Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

3. Расчет тяговой диаграммы автомобиля

4. Расчет динамической характеристики автомобиля

5. Расчет ускорения автомобиля на передачах

6. Расчет времени и пути разгона автомобиля на передачах

7. Расчет остановочного пути автомобиля на передачах

8. Расчет путевого расхода топлива автомобилем

Жизнь современного человека трудно представить себе без автомобиля. Автомобиль используется и в производстве, и в быту, и в спорте.

Эффективность использования автотранспортных средств в различных условиях эксплуатации определяется комплексом их потенциальных эксплуатационных свойств - тягово-скоростных, тормозных, проходимости, топливной экономичности, устойчивости и управляемости, комфортабельности плавности хода. На эти эксплуатационные свойства влияют основные параметры автомобиля и его узлов, прежде всего двигателя, трансмиссии и колес, а также характеристики дороги и условий движения.

Повышение производительности автомобиля и снижение себестоимости перевозок невозможно без изучения эксплуатационных свойств автомобиля, так как для решения этих задач следует увеличить его среднюю скорость движения и уменьшить расход топлива при одновременном сохранении безопасности движения и обеспечении максимальных удобств для водителя и пассажиров.

Показатели эксплуатационных свойств можно определить экспериментальным или расчетным методом. Для получения экспериментальных данных автомобиль испытывают на специальных стендах, или непосредственно на дороге в условиях, приближенных к эксплуатационным. Проведение испытаний сопряжено с затратой значительных средств и труда большого числа квалифицированных работников. Кроме того, воспроизвести при этом все условия эксплуатации очень сложно. Поэтому испытания автомобиля сочетают с теоретическим анализом эксплуатационных свойств и расчетом их показателей.

Тягово-скоростными свойствами автомобиля называют совокупность свойств определяющих возможные по характеристикам двигателя или сцепления ведущих колес с дорогой диапазоны изменения скоростей движения и предельные интенсивности разгона и торможения автомобиля при его работе на тяговом режиме работы в различных дорожных условиях.

В данном курсовом проекте следует выполнить необходимые расчеты на основании конкретных технических данных, построить графики и по ним анализировать тягово-скоростные и топливно-экономические свойства автомобиля ВАЗ-21099. По результатам расчетов требуется построить внешнюю скоростную, тяговую и динамическую характеристики, определить ускорения автомобиля на передачах, изучить зависимости скорости автомобиля от пути и скорости автомобиля от времени при разгоне, произвести расчет остановочного пути автомобиля, исследовать зависимость расхода топлива от скорости. В результате можно сделать вывод о тягово-скоростных и топливно-экономических свойствах автомобиля ВАЗ-21099.

1 ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ

1 Марка и тип автомобиля: ВАЗ-21099

Марка автомобиля составляется из букв и цифрового индекса. Буквы представляют собой сокращенное название завода- изготовителя, а цифры: первая - класс автомобиля по рабочему объему цилиндров двигателя, вторая - условное обозначение вида, третья и четвертая - порядковый номер модели в классе, пятая - номер модификации. Таким образом, ВАЗ-21099 - легковой автомобиль, выпускаемый Волжским автомобильным заводом, малого класса, 9 модели, 9 модификации.

2 Колесная формула: 42.

Автомобили, рассчитанные на движение по дорогам с усовершенствованным покрытием, имеют обычно два ведущих и два не ведущих колеса, а автомобили, рассчитанные в основном на эксплуатацию в тяжелых дорожных условиях, имеют все ведущие колеса. Эти различия отражаются в колесной формуле автомобиля, которая включает общее число колес и число ведущих.

3 Число мест: 5 мест.

Для легковых автомобилей и автобусов указывают общее количество мест, включая место водителя. Легковым считается пассажирский автомобиль с числом мест для сидения не более девяти, включая место водителя. Пассажирским является автомобиль, который по своей конструкции и оборудованию предназначен для перевозки пассажиров и багажа с обеспечением необходимого комфорта и безопасности.

4 Собственная масса автомобиля: 915 кг (в том числе на переднюю и заднюю оси, соответственно, 555 и 360 кг).

Собственная масса автомобиля - масса автомобиля в снаряженном состоянии без нагрузки. Слагается из сухой массы автомобиля (не заправленный и не снаряженный), массы топлива, охлаждающей жидкости, запасного колеса (колес), инструмента, принадлежностей и обязательного оборудования.

5 Полная масса автомобиля: 1340 кг (в том числе на переднюю и заднюю оси, соответственно, 675 и 665 кг).

Полная масса - сумма собственной массы автомобиля и массы груза или пассажиров, перевозимых автомобилем.

6 Габаритные размеры (длина, ширина, высота): 400615501402 мм.

7 Максимальная скорость автомобиля - 156 км/ч.

8 Контрольный расход топлива: 5,9 л/100 км при скорости 90 км/ч.

9 Тип двигателя: ВАЗ-21083, карбюраторный, 4-тактный, 4-цилиндровый.

10 Рабочий объем цилиндров: 1,5 л.

11 Максимальная мощность двигателя: 51,5 кВт.

12 Частота вращения вала, соответствующая максимальной мощности: 5600 об/мин.

13 Максимальный крутящий момент двигателя: 106,4 Нм.

14 Частота вращения вала, соответствующая максимальному крутящему моменту: 3400 об/мин.

15 Тип коробки передач: 5-ступенчатая, с синхронизаторами на всех передачах переднего хода, передаточные числа - 3,636; 1,96; 1,357; 0,941; 0,784; З.Х. - 3,53.

16 Раздаточная коробка (если есть) - нет.

17 Тип главной передачи: цилиндрическая, косозубая, передаточное число - 3,94.

18 Шины и маркировка: радиальные низкопрофильные, размер 175/70R13.

2. РАСЧЕТ ВНЕШНЕЙ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ

Окружная сила на ведущих колесах, движущая автомобиль, возникает в результате того, что к ведущим колесам подводится через трансмиссию крутящий момент от двигателя.

Влияние двигателя на тягово-скоростные свойства автомобиля определяются его скоростной характеристикой, которая представляет собой зависимость мощности и момента на валу двигателя от частоты его вращения. Если эта характеристика снята при максимальной подаче топлива в цилиндр, то она называется внешней, если при неполной подаче - частичной.

Для расчета внешней скоростной характеристики двигателя необходимо взять технические характеристики значения ключевых точек.

1 Максимальная мощность двигателя: , кВт.

Частота вращения вала, соответствующая максимальной мощности: , об/мин.

2 Максимальный крутящий момент двигателя: , кНм.

Частота вращения вала, соответствующая максимальному крутящему моменту: , об/мин.

Промежуточные значения определяются из уравнения полинома:

где - текущее значение мощности двигателя, кВт;

- максимальная мощность двигателя, кВт;

- текущее значение частоты вращения коленчатого вала, рад/с;

- частота вращения коленчатого вала в расчетном режиме, соответствующая максимальному значению мощности, рад/с;

Коэффициенты полинома рассчитываются по следующим формулам:

где - коэффициент приспособляемости по моменту;

- коэффициент приспособляемости по частоте вращения.

где - момент, соответствующий максимальной мощности;

Перевод частоты об/мин в рад/с

Для проверки правильности коэффициентов полинома должно выполняться равенство: .

Значение величины крутящего момента

Рассчитанные значения мощности отличаются от фактических, передаваемых в трансмиссию за счет потерь мощности двигателя на привод вспомогательного оборудования. Поэтому фактические значения мощности и момента определяются по формулам:

где - коэффициент, учитывающий потери мощности на привод вспомогательного оборудования; для легковых автомобилей

=0,95..0,98. Принимаем =0,98

Расчет внешней скоростной характеристики двигателя автомобиля ВАЗ-21099.

Значения в ключевых точках берем из краткой технической характеристики:

1 Максимальная мощность двигателя =51,5 кВт.

Частота вращения вала, соответствующая максимальной мощности, =5600 об/мин.

2 Максимальный крутящий момент двигателя =106,4 Нм.

Частота вращения вала, соответствующая максимальному крутящему моменту, =3400 об/мин.

Произведем перевод частот в рад/с:

Тогда крутящий момент при максимальной мощности

Определим коэффициенты приспособляемости по моменту и по частоте вращения:

Приведем расчет коэффициентов полинома:

Проверка: 0,710 + 1,644 - 1,354= 1

Следовательно, расчеты коэффициентов произведены правильно.

Произведем расчеты мощности и крутящего момента для холостого хода. Минимальная частота вращения, при которой двигатель работает устойчиво с полной нагрузкой, равна для карбюраторного двигателя =60 рад/с:

Дальнейшие расчеты заносим в таблицу 2.1, по данным которой строим графики изменения внешней скоростной характеристики:

Испытания грузовых автомобилей проводят при полной нагрузке. Для автобусов и легковых автомобилей допускается применение частичных нагрузок.

Испытания тягово-скоростных свойств автомобилей делятся на стендовые и дорожные, которые дополняют друг друга.

При стендовых испытаниях может быть применен больший объем измерительной аппаратуры. При этом виде испытаний более оперативно получают результаты экспериментальных исследований, поскольку обработка данных с помощью вычислительных машин может вестись параллельно проведению эксперимента.

Дорожные испытания проводят при следующих условиях окружающей среды: скорость ветра не более 3 м/с; отсутствие осадков; температура окружающего воздуха от –5 до +25 °С.

Погрешности измерительной аппаратуры должны составлять для датчиков скорости ±1, времени и пути ±0,5. Перед проведением испытаний определяют весовые показатели автомобиля, коэффициенты сопротивления качению и сцепления шин с дорогой. Непосредственно перед началом испытаний все агрегаты автомобиля должны быть прогреты пробегом в течение 0,5. 1 ч, а в период испытаний температура охлаждающей жидкости и масла должна поддерживаться в установленных пределах.

Измерительный участок дороги для определения максимальной скорости должен быть горизонтальным, прямолинейным, с цементо- или асфальтобетонным покрытием, длиной не менее 1 км (допускаются неровности не более 0,5 % на участках до 50 м).

Испытательные заезды проводят на высшей передаче в двух противоположных направлениях, за исключением испытаний на дороге с переменным продольным профилем. Скорость устанавливают до начала измерительного участка не менее чем за 200 м. Условную максимальную скорость определяют по времени прохождения последних 400 м при разгоне автомобиля (автопоезда) с места на пути 2000 м.

При определении скоростной характеристики на дороге с переменным продольным профилем испытательный участок должен быть длиной 13. 15 км, иметь один подъем и один спуск длиной по 500. 700 м с уклоном 4,5 %. Радиусы кривых в плане – не менее 1 км. Пробег осуществляется с наиболее высокой скоростью, но не превышающей допустимую (в том числе на спусках). На подъемах не допускается чрезмерное падение скорости.

Время разгона на участках 400 и 1000 м определяют путем измерения при разгоне с места, а время разгона до заданной скорости – путем записи параметров разгона с места. Для легкового автомобиля заданная скорость составляет 100 км/ч (27,7 м/с), для микроавтобуса и автомобиля малой грузоподъемности – 80 км/ч (22,2 м/с), для автобуса, грузового автомобиля и автопоезда – 60 км/ч (16,68 м/с).

Аппаратура для дорожных испытаний.При испытаниях тягово-скоростных свойств автомобилей широко применяют цифровую аппаратуру. По информации датчика получают данные о пути, скорости, ускорении и времени движения автомобиля при различных программах испытаний.

Сигналы от датчиков импульсов поступают к цифровой регистрирующей аппаратуре, где происходит их фиксирование и обработка.

Стенды для испытаний.Для испытания тягово-скоростных свойств автомобиля в лабораторных условиях используют стенды роликового или барабанного типа.

На роликовом стенде (рис. 2.15, а) сопротивление качению значительно больше сопротивления качению по дороге из-за значительной деформации шин в зоне контакта с опорной поверхностью. На барабанном стенде (рис. 2.15, б)условия качения шины меньше отличаются от условий качения по плоской дороге. Чем больше диаметр барабана, тем условия качения ближе к условиям эксплуатации.

Рис. 2.15. Стенды для испытаний тягово-скоростных свойств автомобиля: а – роликовый; б – барабанный

При испытаниях на установившихся режимах движения, для которых могут применяться роликовые стенды, нагрузка на автомобиль создается гидравлическим или индукторным тормозом либо балансирным генератором.

Испытания автомобиля на неустановившихся режимах осуществляются в основном с помощью электрических генераторов, работающих в режиме тормоза. При испытаниях на неустановившихся режимах движения в каждый момент разгона автомобиля сопротивление движению, развиваемое тормозом на беговых барабанах, должно быть равным сопротивлению, преодолеваемому автомобилем в реальных дорожных условиях. Моделирование закона нагружения такой функциональной зависимости осуществляется с помощью электронно-вычислительной машины.

Испытания на стенде имитируют реальные условия движения автомобиля. С помощью измерительной аппаратуры определяют показатели тягово-скоростных свойств автомобиля. Полученные результаты обрабатывают на компьютере. По результатам испытаний формулируют выводы.

Анализ столкновений, наездов, переворачиваний автомобилей показал, что тяжесть последствий значительно зависит от конструкции автомобиля. Комплекс мероприятий, способствующих уменьшению тяжести последствий аварии для водителя и пассажиров, относят к так называемой пассивной безопасности автомобиля.

Испытания автомобилей на пассивную безопасность проводят на полигонах или на специальных стендах. При испытаниях на полигонах используют комплектный автомобиль, а при стендовых - кузов (кабину) или отдельные узлы (рулевое управление, сиденья и др.).

Целью испытаний является проверка соответствия автомобилей и их отдельных узлов нормативным требованиям по пассивной безопасности. Одновременно решаются задачи поиска технически и экономически обоснованных путей дальнейшего повышения безопасности движения.

Методы полигонных испытаний автомобилей на пассивную безопасность

Топливомер Т4П-2 (разработанный НАМИ) предназначен для объемного измерения расхода топлива в стендовых и дорожных условиях при испытаниях автомобилей и двигателей на топливную экономичность с регистрацией результатов измерения в цифровой форме. Прибор устанавливают в систему питания двигателя между топливным баком и насосом.

В зависимости от вида и назначения испытаний (определяющих полноту программы) и тяговых особенностей автомобиля характеристику снимают только на высшей передаче или на высшей и предшествующей ей передачах.

Заезды при каждой скорости проводят на мерном участке протяженностью 1 км в двух взаимно противоположных направлениях. Снятие характеристики начинают с максимальной скорости движения автомобиля, затем проводят заезды, последовательно снижая скорость через интервалы 20 км/ч для легковых и 10 км/ч для грузовых автомобилей и автобусов вплоть до минимальной устойчивой скорости (или близкой к ней с округлением до 10 км/ч.). Измеряют время проезда мерного участка и количество израсходованного топлива. Подсчитывают фактические средние скорости движения в каждом заезде.

По полученным данным строят графики (характеристики) для каждого направления движения (соответственно при каждом весовом состоянии автомобиля и на каждой из принятых методикой передач). По характеристикам, полученным, в двух направлениях, строят осредненную кривую, являющуюся окончательным результатом опыта (рис. 3, а).

а - установившегося движения автомобиля; б - движения по дороге с переменным продольным профилем

Рис. 3. Топливная характеристика

Топливную характеристику при движении по дороге с переменным продольным профилем для получения сопоставимых данных нужно снимать на одном и том же участке испытательной дороги (как правило, на автомобильном полигоне) для всех сравниваемых автомобилей. В целях приближения условий эксперимента к условиям эксплуатации автомобилей на дорогах общего пользования, где обычными являются задержки и помехи движению от других транспортных средств, при снятии данной характеристики ограничивают наибольшие скорости, допускаемые в ходе отдельных заездов.

При определении каждой точки характеристики пробег испытуемого автомобиля должен быть выполнен по установленному кольцевому маршруту с наибольшей возможной скоростью, но без превышения ни на одном из участков маршрута предельной для данного заезда скорости. Предельные скорости задают в определенном диапазоне, начиная от максимальной скорости автомобиля до низшего предела, устанавливаемого исходя из типа и эксплуатационного назначения автомобиля. На спусках во избежание превышения заданной скорости нужно применять торможение двигателем, тормозом-замедлителем (при его наличии) или рабочим тормозом (плавное притормаживание).

Аналогичным образом проводят заезды на всех заданных предельных скоростях движения. По полученным данным подсчитывают средние скорости и средние расходы топлива в каждом заезде. Результаты каждой пары заездов усредняют. По подсчитанным средним значениям скоростей и удельных расходов топлива (на единицу пути) для каждого ограничения скорости строят характеристики: скоростную, выражающую зависимость средней скорости от заданной предельной, и топливную, являющуюся зависимостью среднего расхода топлива от средней скорости (рис. 3, б).

Контрольный расход топлива определяют на одном скоростном режиме движения автомобиля, при неизменном его весовом состоянии, в дорожных условиях, позволяющих получить наибольшую сопоставимость результатов, а именно на горизонтальной прямолинейной дороге с твердым ровным покрытием при чистом и сухом его состоянии. Контрольный расход топлива измеряют у автомобиля с полной (номинальной) нагрузкой, движущегося на высшей передаче с постоянной скоростью, которая устанавливается техническими условиями на автомобиль или соответствующими стандартами. Контрольный расход топлива определяют как среднее арифметическое из результатов двух опытов при проезде в двух взаимно противоположных направлениях участка дороги протяженностью 3-5 км (допускается измерять контрольный расход на участке 1 км).

Расход газообразного топлива измеряют газовым счетчиком с ценой деления 1 л, а затем пересчитывают на нормальные условия (20°С и 760 мм рт. ст.). Газовые счетчики включают в систему питания двигателя между редуктором и смесителем.

Эксплуатационные расходы топлива определяют объемным счетчиком – топливомером или с помощью съемного мерного бачка на дорогах общего пользования (50-100 км или более) со скоростями, которые допускают условия движения. Скоростной режим движения фиксируют автометром, путь пройденный автомобилем – счетчиком пути.

Условия работы некоторых типов автомобилей, например автобусов, характеризуются циклическим движением. При циклическом движении измеряют расход топлива и время движения автомобиля на заданной дистанции (например, на автобусном маршруте), которая может включать несколько десятков или сотен отдельных циклов. По этим данным подсчитывают удельный расход топлива на единицу пути и среднюю скорость, которую определяют как по общему времени пути, включая время остановок (средняя эксплуатационная скорость), так и по времени движения (средняя скорость движения).

Раздел № 3 Испытания агрегатов, узлов и систем автомобилей

Испытания коробок передач

При испытании коробки передач в лабораторных и дорожных условиях определяют ее основные характеристики, статистическую прочность и долговечность, а также изучают различные процессы ее работы. Методы стендовых контрольных и приемочных испытаний коробок передач регламентированы отраслевым стандартом. Применяют стенды как замкнутого, так и разомкнутого типов.

Во время испытании устанавливают величину и положения пятна контакта зубьев шестерен всех передач под нагрузкой, температурную характеристику, общий уровень вибрации и шума, жесткость конструкции, качество работы синхронизаторов и механизма управления коробкой передач и КПД коробки передач. Во время дорожных испытаний, особенно при движении по горны или грунтовым дорогам летом, температуру масла измеряют регулярно. Оценивают температурное состояние коробки передач по максимальной и средней температуре масла за пробег. На стенде температурное состояние коробки передач устанавливают или по времени ее непрерывной работы в постоянном режиме, при котором температура масла повышается от 40 до 120°С, или по величине и интенсивности повышения температуры масла в течении заданного срока от 40°С. Постоянный режим коробки передач в обоих случаях соответствует режиму максимальной мощности двигателя. Температурную характеристику КП определяют на стенде разомкнутого типа.

Испытания КП на вибрацию и шумность производят на всех передачах на стенде разомкнутого типа с малошумным тормозом при максимальной частоте вращения без нагрузки и с полной нагрузкой. Герметичность уплотнений валов и разъемов картера определяют визуально после заливки маловязкого масла в картер коробки и подачи сжатого воздуха под давлением 0,03 МПа.

При испытании коробки передач определяют долговечность шестерен, подшипников качения, подшипников скольжения, муфт переключения передач, сальников, деталей механизма переключения передач и картера коробки передач. Для автоматической КП число испытаний больше. Некоторые виды испытании объединяют, применяя комбинированные стенды.

Долговечность уплотнении определяют на прямой передаче при угловой скорости первичного вала от 105 рад/с до угловой скорости соответствующей режиму максимальной мощности двигателя. Длительность испытании составляет не мене 600 ч. Во время стендовых испытании устанавливают влияние различных конструктивных и технологических факторов на работу синхронизаторов коробок передач. При испытаниях измеряют следующие параметры: усилия действующие на рычаге, переключения передач, время синхронизации, синхронизирующий крутящий момент, частоту вращения валов. Силу, необходимую для включения синхронизаторов, измеряют с помощью тензорезисторов, наклеиваемых на вилки переключения передач. Форсированные ресурсные стендовые испытания дают возможность в кратчайшие сроки определить долговечность синхронизаторов. Форсируют испытания как повышением частоты включения, так и увеличением работы буксования при каждом включении. Для испытания КП на долговечность в большинстве случаев используют стенды с замкнуты контуром, на котором можно легко осуществить ступенчатое нагружение и нагружение по схеме случайного процесса. На этом стенде долговечности механизма переключения передач и синхронизаторов на каждой передаче определяют отдельно, так как в процессе испытания передачи не переключают.

Раздел № 4 Испытания автомобиля в целом

Определение тормозных свойств автомобилей

Безопасность автомобилей в значительной степени определяется их тормозными свойствами. Разработаны правила, регламентирующие методику проведения испытаний тормозов в дорожных условиях, и требования, предъявляемые к тормозным свойствам автомобиля.

При оценке тормозных свойств учитывают тип автомобиля (транспортного средства). В зависимости от назначения автомобили подразделяют на три категории: М - для перевозки людей; N - для перевозки грузов; О - прицепы и полуприцепы. В зависимости от полной массы или числа мест для сидения каждая категория имеет подкатегории.

Тормозные системы рассматривают как рабочую, запасную (аварийную), стояночную и вспомогательную. Критериями оценки эффективности рабочей и запасной тормозных систем являются тормозной путь и замедление, стояночной - уклон, на котором должен удерживаться автомобиль или автопоезд, а вспомогательной - постоянная скорость, которая должна поддерживаться при движении на спуске определенной крутизны и длины.

Перед дорожными испытаниями проверяют состояние шин. Если износ протектора (по высоте) превышает 50%, шины заменяют и обкатывают при пробеге, составляющем не менее 500 км. Весовая нагрузка, действующая на автомобиль, в зависимости от вида испытаний может быть полной, соответствующей номинальной грузоподъемности, и частичной от масс водителя и испытателя.

На автомобиль устанавливают приборы для измерения пути и скорости, усилия на тормозной педали, замедления, термопары для измерения температуры тормозных механизмов и другие приборы. Вспомогательными испытаниями определяют пути свободного выбега, характеристику тормозного привода. Для дорожных испытаний тормозов выбирают участок сухой, чистой горизонтальной дороги с уклонами не более 0,5% с твердым ровным покрытием. Желательно, чтобы коэффициент сцепления на этой дороге был не ниже 0,72-0,75. Метеорологические условия должны быть следующие: скорость ветра не более 3 м/с в любом направлении, температура воздуха 5-30° С, отсутствие атмосферных осадков в виде дождя, снега и туман.

Испытания тормозов проводят на режимах типа "0", "I" и "II". Для автомобилей, тормозная система которых имеет ограничитель давления или антиблокировочную систему (АБС), дополнительно проводят испытания в режиме торможения на повороте и в режиме изменения ряда (переставка). Рабочую тормозную систему испытывают на всех режимах, а запасную - только на режиме типа "0".

На режиме типа "0" оценивают эффективность холодных тормозов. Автомобиль разгоняют до скорости, которая больше начальной скорости торможения на 3-5 км/ч. Перед началом торможения температура тормозных механизмов не должна превышать 100° С. Водитель отключает двигатель от трансмиссии и при достижении начальной скорости быстро нажимает на педаль тормоза с усилием, зависящим от типа автомобиля. Торможение производится до полной остановки.

Испытания типа "I" состоят из двух этапов: предварительного, для нагрева тормозов и основного, для оценки эффективности работы нагретых тормозов.

В испытательном режиме типа "II" при длительном торможении на затяжном спуске оценивают потери тормозного момента. Предварительный этап проводят при непрерывном торможении на спуске длиной 6 км и крутизной 6% со скоростью 30 ÷ 5 км/ч.

Испытания осуществляют с соединенным с трансмиссией двигателем и отключенным от нее, а также с полной нагрузкой и нагрузкой только от водителя и испытателя. За начальную скорость торможения принимают максимальную скорость, с которой автомобиль проходит заданный участок без заноса и опрокидывания.

Дополнительные испытания проводят на дороге, отвечающей общим требованиям на тормозные испытания типа "0". Но основные испытания типа "0" для автомобилей с ограничителем давления или антиблокировочной системой проводят на дороге как с высоким значением коэффициента сцепления (не ниже 0,7), так и с низким (не выше 0,3), а в ряде случаев и с разными значениями коэффициента сцепления на обеих сторонах автомобиля (например, слева 0,7, а справа 0,3).

Показателем эффективной работы вспомогательной тормозной системы является поддержание постоянной скорости 30 ÷ 2 км/ч на спуске длиной 6 км и крутизной 7%. При этом допускается торможение двигателем с условием, что его частота вращения не будет превышать частоту вращения при максимальной мощности или по ограничителю. Не допускается использование других тормозных систем для повышения эффективности торможения.

Стояночную тормозную систему испытывают при холодных тормозах на крутых спусках. Автомобиль устанавливают на уклоне определенной крутизны и затормаживают стояночным тормозом. В заданном положении он должен удерживаться не менее 5 мин. Не допускается включать передачи для повышения эффективности действия тормоза.

Список использованной литературы

1. Испытания автомобилей. В.Б. Цимбалин, В.Н. Кравец, С.М. Кудрявцев, И.Н. Успенский, В.И. Песков М.: Машиностроение, 1978

2. Автомобили: Испытания: Учеб. Пособие для вузов / В.М. Беляев, М.С. Высоцкий, Л.Х. Гилелес. Под ред. А.И. Гришкевича, М.С. Высоцкого – Минск: Выс.шк. 1991

С целью решения уравнения движения автомобиля методом силового баланса, представим его в виде:

;

где – сила тяги, приложенная к ведущим колесам;

– сила сопротивления качению;

– сила сопротивления подъема;

– сила сопротивления воздуха;

– сила сопротивления разгону.

Полученное уравнение называют уравнением силового (или тягового) баланса. Уравнение силового баланса показывает, что сумма всех сил сопротивления движению в любой момент времени равна окружной силе на ведущих колесах автомобиля.

Уравнение позволяет определить величину окружной силы, развиваемой на ведущих колесах автомобиля, и установить, как она распределяется по различным видам сопротивлений.

Графическое изображение уравнения силового (тягового) баланса в координатах “окружная сила - скорость”, называется тяговой характеристикой автомобиля.

Построение графика тяговой характеристики

Определим значения окружной силы , в зависимости от скорости, при движении автомобиля на различных передачах:

В данном уравнении эффективный крутящий момент является функцией от оборотов коленчатого вала n_e. Значение эффективного крутящего момента в зависимости от оборотов коленчатого вала n_e определяется по внешней скоростной характеристике двигателя.

В предположении отсутствия буксования сцепления и ведущих колес автомобиля связь между частотой вращения коленчатого вала двигателя n_e и скоростью V находится из соотношения:

;

где i – номер передачи.

Производим расчеты значений окружной силы и скорости V_i для различных оборотов коленчатого вала в диапазоне от n_emin до n_emax на различных передачах коробки передач.

Н;

км/ч.

Для следующих значений на i-той передаче расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.1. Полученные значения наносим на тяговую характеристику.

;

где f_o – коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с

малой скоростью (при расчетах используем значение f_o = 0,008).

Cилу сопротивления подъема принимаем равной нулю, так как рассматриваем движение автомобиля на дороге без уклона.

Определим силу сопротивления воздуха в зависимости от скорости движения автомобиля:

Н;

Н.

Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.2. Полученные значения наносим на тяговую характеристику.

Таблица 3.1 Результаты расчетов окружной силы

Читайте также: