теория автомобилей и двигателей 1 (вариант 24). 1. Тяговая динамичность автомобиля
 Скачать 38.58 Kb.
|
 1. Тяговая динамичность автомобиля 1.1. Анализ условия движения автомобиля с использованием динамического фактора Значения динамического фактора по тяге позволяют судить о тягово-скоростных свойствах конкретного автомобиля при разных нагрузках и сравнивать тягово-скоростные свойства различных автомобилей. При этом чем больше динамический фактор по тяге, тем лучше тягово-скоростные свойства и выше проходимость автомобиля: он способен развивать большие ускорения, преодолевать более крутые подъемы и буксировать прицепы большей массы. Динамический фактор автомобиля, является показателем его тягово-скоростных качеств.  (1.1)Где: Pk — тяговая сила на ведущих колёсах автомобиля; Pb — сила сопротивления воздуха движению автомобиля; VPa — сила тяжести автомобиля. Динамический фактор, выражающийся обычно в %, характеризует возможность автомобиля развивать максимальную скорость, преодолевая сопротивление качению и подъёму, буксировать прицеп (полуприцеп) и разгоняться. Зависимость динамического фактора от скорости движения на каждой из передач называется динамической характеристикой. Поэтому динамическая характеристика должна быть ограничена величинами, предельными по сцеплению ведущих колес с дорогой, так же как и тяговая характеристика. Динамическая характеристика позволяет определить основные параметры динамичности — максимальную скорость при заданном виде дорожного покрытия, предельное сопротивление дороги, которое можно преодолеть на любой из передач, и ускорения при разгоне. Поскольку сила тяги автомобиля Рр и сила сопротивления воздуха Рw зависят от скорости, постольку и значение динамического фактора меняется с изменением скорости движения автомобиля. Зависимость динамического фактора от скорости движения при полной нагрузке (полностью открытом дросселе) и при различных передачах (I, II, III, IV) называется (по предложению Е.А. Чудакова) динамической характеристикой автомобиля, используемой при тяговых расчетах. Графики динамических характеристик автомобиля строятся применительно к случаю полной загрузки (полного веса) автомобилей, тогда  . (1.2)При изменении загрузки (веса) автомобиля числитель формулы при постоянной скорости не меняется. Поэтому при постоянной скорости соблюдается равенство  , (1.3)где Gполн и G1– соответственно, полный и частичный (с уменьшенной загрузкой) вес автомобиля; Dполн и D1 – соответственно, динамический фактор при полном и уменьшенном весе автомобиля. С помощью динамического фактора можно определить величины максимальных подъемов пути, которые может преодолеть автопогрузчик при движении на разных передачах по дорогам с различным сопротивлением качению. Неудобство использования динамической характеристики автомобиля состоит в том, что для оценки тягово-скоростных свойств необходимо строить отдельные графики для каждого значения нагрузки на автомобиль. Более универсальным и удобным является динамический паспорт автомобиля, который позволяет оценить тягово-скоростные свойства при различных нагрузках на автомобиль. Динамическим паспортом автомобиля называется его динамическая характеристика с номограммой нагрузок и графиком контроля буксования. 2. Силы, действующие на автомобиль при его движении 2.1. Характеристика силы сопротивления воздуха Продольные силы могут быть направлены как по ходу, так и против хода движения автомобиля. Силы, направленные по ходу движения, являются движущимися и стремятся продолжить движение. Силы, направленные против хода движения, являются силами сопротивления и стремятся остановить автомобиль. На автомобиль, движущийся по горизонтальному и прямому участку дороги, действуют следующие продольные силы: - тяговая сила - сила сопротивления воздуха - сила сопротивления качению Разберём силу сопротивления воздуха. При движении автомобиль преодолевает сопротивление воздуха, которое складывается из нескольких сопротивлений: - лобового сопротивления (около 55—60% всего сопротивления воздуха) - создаваемого выступающими частями—подножками автобуса или автомобиля, крыльями (12—18%) - возникающего при прохождении воздуха через радиатор и подкапотное пространство (10—15%) и др. Передней частью автомобиля воздух сжимается и раздвигается, в то время как в задней части автомобиля создается разрежение, которое вызывает образование завихрений. Сила сопротивления воздуха зависит от величины лобовой, поверхности автомобиля, его формы, а также от скорости движения. Лобовую площадь грузового автомобиля определяют, как произведение колеи (расстояние между шинами) на высоту автомобиля. Сила сопротивления воздуха возрастает пропорционально квадрату скорости движения. Для улучшения обтекаемости и уменьшения сопротивления воздуха ветровое стекло автомобиля располагают наклонно, а выступающие детали (фары, крылья, ручки дверей) устанавливают заподлицо с внешними очертаниями кузова. У грузовых автомобилей можно уменьшить силу сопротивления воздуха, закрыв грузовую платформу брезентом, натянутым между крышей кабины и задним бортом. Задача. Определить обороты в минуту коленчатого вала двигателя, если известны данные: крутящий момент на ведущих колёсах автомобиля равен 95 Н∙м, передаточное число трансмиссии 1,2, мощность двигателя 36 кВт, коэффициент полезного действия трансмиссии 0,9. Дано: Мк = 95 Н∙м; i = 1,2; N = 36 кВт; η = 0,9. Решение. Запишем формулу для определения крутящего момента на колёсах  , (1)где МД – крутящий момент двигателя. Из формулы (1) определим величину крутящего момента двигателя  (2)Определим круговую частоту вращения коленчатого вала  (3)Определим число оборотов в минуту  3. Тормозная динамичность автомобиля 3.1. Измерители тормозной динамичности автомобиля Тормозная динамичность - это специальная система, создающая большое дополнительное сопротивление движению и быстро снижающей скорость (как для остановки, так и для удержания на месте стоящего автомобиля, нежелательного разгона). Современные автомобили снабжаются четырьмя тормозными системами: рабочей, запасной, стояночной и вспомогательной. Рабочая (основная) тормозная система предназначена для регулирования скорости автомобиля в любых условиях движения. Запасная система используется в случае отказа рабочей системы, а стояночная удерживает неподвижный автомобиль на месте. Вспомогательная тормозная система нужна для поддержания скорости автомобиля постоянной в течение длительного времени. На практике обычно используют пять способов торможения: - плавный (основной) способ создает наименьшие нагрузки на детали автомобиля, исключает сложные ситуации в дорожном движении, применяется водителем в достаточно проверенных условиях. На сухом покрытии при торможении этим способом водитель плавно и постоянно увеличивает усилие тормоза; - служебный способ используется на скользкой дороге с учетом возможного юза; - резкий способ - для экстренного замедления движения транспортных средств; - ступенчатый способ: педаль тормоза после резкого и сильного нажатия отпускается не полностью, настолько, чтобы убрать юз, после чего усилие на педаль снова повысится. Может быть и вариативный способ, когда водитель применяет разные варианты изменения усилия на педаль. Оценка осуществляется по длине тормозного пути и установившегося замедлению (рабочей и тормозной систем); по суммарной тормозной силе, развиваемой этими системами (стояночной и вспомогательной). За начало торможения принимают момент, в который водитель устанавливает ногу на тормозную педаль. Поскольку при оценке тормозных систем торможение осуществляется с максимальной интенсивностью, на основном участке тормозного пути замедление примерно одинаково (установившееся). Эффективность определяется во время проведения дорожных испытаний. Перед этим необходима обкатка ТС в соответствии с инструкцией завода изготовителя, нагрузка и ее распределение по мостам должны соответствовать техническим условиям. Существует три типа испытаний испытания: 0, I и II. При испытаниях 0 оценивается эффективность рабочей тормозной системы при холодных тормозных механизмах, когда температура тормозного барабана или диска не превышает 100º С. При испытаниях I оценивается эффективность при нагретых тормозных механизмах, проходит два этапа: предварительный (нагрев) и основной (через 45 мин после предварительного). Испытания II проводят для определения эффективности рабочей тормозной системы при движении автомобиля по затяжному спуску. Также состоят из двух этапов: предварительного и основного. Результаты контрольных испытаний должны соответствовать нормативам эффективности тормозной системы. Эффективность стояночной тормозной системы проверяют при движении автомобиля по участку дороги с продольным уклоном, соответствующим указанному в технической характеристике данного автомобиля, но не менее 0,25. Работу системы проверяют как на подъеме, так и на спуске. Запасную тормозную систему испытывают по методике, аналогичной методике, применяемой при испытаниях 0 рабочей тормозной системы. Эффективность вспомогательной тормозной системы должна обеспечивать движение полностью нагруженного автомобиля по спуску с уклоном 0,07 и длиной 6км с постоянной скоростью. Методы оценки тормозных свойств АТС, находящихся в эксплуатации, обычно определяются правилами дорожного движения, которые оговаривают условия испытания, начальная скорость, принимаемая одинаковой для всех ТС. Оценочными критериями являются установившиеся замедление и тормозной путь. Минимальные установившиеся замедления автомобилей, находящихся в эксплуатации, обычно допускают несколько меньшими (на 10-12%), чем у новых. Измерителями тормозной динамичности является замедление, время, путь торможения, суммарная тормозная сила. При торможении элементарные силы трения, распределение по поверхности фрикционных накладок, создают результирующий момент времени, направленный в сторону, противоположную вращению колеса, а между колесом и дорогой возникает тормозная сила. Максимальная тормозная сила равна силе сцепления шины с дорогой. Замедление находится по формуле: а = φx* g (3.1) Время торможения складывается из: - времени реакции водителя, в течение которого он применит решение о торможении и переносит ногу с педали управления подачей топлива на педаль тормоза (0,4…1,5) сек; - времени срабатывания тормозного привода от начала нажатия на педаль тормоза до начала замедления (0,2…1) сек; - времени, в течение которого замедление увеличивается от нуля до максимального значения. Это время зависит от интенсивности торможения, нагрузки на автомобиль, типа и состояния дорожного покрытия. Тормозной путь автомобиля – расстояние, проходимое автомобилем в течение времени полного торможения. Сумму тормозного пути и пути, проходимого за время реакции водителя, называют остановочным путем. Тормозной путь автомобиля определяется: Sт = Sс+Sн+Sуст, (3.2) где Sс –перемещение автомобиля за время запаздывания тормозной системы, Sн –перемещение автомобиля за время нарастания замедления, Sуст –перемещение автомобиля за время, при котором замедление постоянно Тормозной путь прямо пропорционален квадрату скорости автомобиля в момент начала торможения. Поэтому при увеличении скорости тормозной путь больше. Для проверки эффективности действия тормозной системы в качестве показателей используют наибольший допустимый тормозной путь и наименьшее допустимое замедление для автомобилей без нагрузки и с номинальной нагрузкой. Данные показатели регламентированы правилами дорожного движения. 4. Конструкция автомобиля 4.1. По схеме пневматического тормозного привода пояснить его устройство и работу 4.2. Устройство регулировочного рычага колесного тормозного механизма. Приведёт схему |