Тягово-скоростные свойства - совокупность свойств, определяющих возможные (по характеристикам двигателя или сцепления ведущих колес с дорогой) диапазоны изменения скоростей движения АТС на тяговом режиме в различных дорожных условиях.

Подтяговым понимается такой режим работы АТС, при котором к его колесам от двигателя подводится мощность, достаточная для преодоления сопротивления движению.

Скоростными свойствами АТС называется его способность доставлять грузы с минимальной затратой времени.

Это эксплуатационное качество является одним из основных. Обычно чем выше скоростные свойства АТС, тем больше его производительность. Скорость движения автомобиля зависит от многих факторов: мощности двигателя, передаточных отношений в трансмиссии, величин сопротивления качению и сопротивления воздуха, полной массы АТС, эффективности действия тормозных механизмов, рулевого управления, устойчивости автомобиля на дороге, мягкости подвески и плавности хода при движении по не-ровной дороге, проходимости при движении в трудных дорожных условиях.

Тягово-скоростные свойства АТС оцениваются следующими показателями: технической скоростью, максимальной скоростью, условной максимальной скоростью, интенсивностью разгона и динамическим фактором.

Техническая скорость - условная средняя скорость за время движения.

В общем виде техническая скорость АТС, прошедшего путь за время непрерывного движения, в которое включается и время ситуационных остановок (у светофора, железнодорожных переездов и др.) может быть представлена формулой:

Величина технической скорости наиболее полно характеризует скоростные свойства АТС при движении в определенных условиях эксплуатации. Она зависит от конструкции подвижного состава, его технического состояния, степени использования грузоподъемности, дорожных условий, интенсивности транспортного потока, квалификации водителя, особенностей перевозимого груза, организации перевозок. Повышение технических скоростей движения - одна из важных задач при организации перевозок грузов, так как от ее величины зависит время доставки грузов потребителям.

Максимальная скорость - наиболее устойчивая скорость движения автомобиля на высшей передаче, измеренная при пробеге по заданному прямолинейному горизонтальному участку дороги.

Условная максимальная скорость - средняя скорость прохождения последних 400 м при разгоне автомобиля на прямолинейном измерительном участке дороги длиной 2000 м.

Максимальная скорость определяет предел скоростных возможностей АТС. Одной из тенденций развития автомобилестроения является улучшение тягово-скоростньтх свойств, о чем свидетельствуют более высокие значения максимальных скорости и ускорения у каждого нового поколения автомобилей. Максимальная скорость отдельных современных автомобилей, определенная их технической характеристикой, достигает 200 км/ч и выше.

В настоящее время установлены минимальные пределы значений максимальных скоростей для различных типов АТС. Так, для автопоездов допустимая максимальная скорость движения по дорогам России не должна превышать: на магистралях - 90 км/ч;

в населенных пунктах -60 км/ч; за пределами населенных пунктов - 70 км/ч.

Интенсивность разгона - приспособленность автомобиля к быстрому троганию с места и разгону (увеличению скорости движения). Этот показатель имеет особенно большое значение в условиях городского движения, а также при обгонах на трассах.

Динамический фактор позволяет оценивать тяговые качества (возможность реализации скоростей) АТС для случаев движения по дорогам с разным сопротивлением.

Д = (Ртяги – Рсопрот) / Gполн

Ртяги = Мкрут * ПП гл передачи*ППкоротких передач*КПД коробки передач / радиус качения

ПП-передаточное число

Динамический фактор автомобилей, предназначенных для работы на дорогах той или иной технической категории, должен быть на высших передачах не ниже величины суммарных дорожных сопротивлений на подъемах, допустимых на дорогах данной категории. Наибольший преодолеваемый подъем с полной нагрузкой у автомобилей должен быть не ниже 35, а у автопоездов 18 % на низшей передаче. Чем динамичнее автомобиль, тем он способен быстрее разгоняться и двигаться с более высокой скоростью.

Тягово-скоростные свойства автомобиля повышают путем совершенствования конструкции двигателя, трансмиссии и ходовой части, уменьшения массы автомобиля и улучшения его обтекаемости. Автомобиль с относительно лучшими тягово-скоростными свойствами в реальных дорожных условиях обладает большим запасом мощности, который позволяет преодолевать сопротивление движению (силы сопротивления качению, воздуха, подъема) без снижения скорости или осуществлять разгон.

Тягово-скоростные свойства имеют важное значение при экс­плуатации автомобиля, так как от них во многом зависят его средняя скорость движения и производительность. При благоприятных тягово-скоростных свойствах возрастает средняя скорость, уменьшаются затраты времени на перевозку грузов и пассажиров, а также повышается производительность автомобиля.

3.1. Показатели тягово-скоростных свойств

Основными показателями, позволяющими оценить тягово-скоростные свойства автомобиля, являются:

Максимальная скорость , км/ч;

Минимальная устойчивая скорость (на высшей передаче)
, км/ч;

Время разгона (с места) до максимальной скорости t р, с;

Путь разгона (с места) до максимальной скорости S р, м;

Максимальные и средние ускорения при разгоне (на каждой передаче) j max и j ср, м/с 2 ;

Максимальный преодолеваемый подъем на низшей передаче и при постоянной скорости i m ах, %;

Длина динамически преодолеваемого подъема (с разгона) S j ,м;

Максимальная сила тяги на крюке (на низшей передаче) Р с , Н.

В
качестве обобщенного оценочного показателя тягово-скорост­ных свойств автомобиля можно использовать среднюю скорость непрерывного движенияср , км/ч. Она зависит от условий движе­ния и определяется с учетом всех его режимов, каждый из кото­рых характеризуется соответ-ствующими показателями тягово-ско­ростных свойств автомобиля.

3.2. Силы, действующие на автомобиль при движении

При движении на автомобиль действует целый ряд сил, кото­рые называются внешними. К ним относятся (рис. 3.1) сила тяже­сти G , силы взаимодействия между колесами автомобиля и доро­гой (реакции дороги) R Х1 , R х2 , R z 1 , R z 2 и сила взаимодействия ав­томобиля с воздухом (реакция воздушной среды) Р в.

Рис. 3.1. Силы, действующие на автомобиль с прицепом при движении: а - на горизонтальной дороге; б - на подъеме; в - на спуске

Одни из указанных сил действуют в направлении движения и являются движущими, другие - против движения и относятся к силам сопротивления движению. Так, сила R Х2 на тяговом режи­ме, когда к ведущим колесам подводятся мощность и крутящий момент, направлена в сторону движения, а силы R Х1 и Р в - про­тив движения. Сила Р п - составляющая силы тяжести - может быть направлена как в сторону движения, так и против в зависи­мости от условий движения автомобиля - на подъеме или на спуске (под уклон).

Основной движущей силой автомобиля является касательная реакция дороги R Х2 на ведущих колесах. Она возникает в результа­те подвода мощности и крутящего момента от двигателя через трансмиссию к ведущим колесам.

3.3. Мощность и момент, подводимые к ведущим колесам автомобиля

В условиях эксплуатации автомобиль может двигаться на раз­личных режимах. К этим режимам относятся установившееся движение (равномерное), разгон (ускоренное), торможение(замедленное)

и
накат (по инерции). При этом в условиях города про­должительность движения составляет приблизительно 20 % для ус­тановившегося режима, 40 % - для разгона и 40 % - для тормо­жения и наката.

При всех режимах движения, кроме наката и торможения с отсоединенным двигателем, к ведущим колесам подводятся мощ­ность и крутящий момент. Для определения этих величин рассмот­рим схему,

Рис. 3.2. Схема для определения мощ­ ности и крутящего момента, подво­ димых от двигателя к ведущим ко­ лесам автомобиля:

Д - двигатель; М - маховик; Т - транс­ миссия; К - ведущие колеса

представленную на рис. 3.2. Здесь N e - эффективная мощность двигателя; N тр - мощность, подводимая к трансмис­сии;N кол - мощность, подводимая к ведущим колесам; J м - мо­мент инерции маховика (под этой величиной условно понимают момент инерции всех вращающихся частей двигателя и трансмис­сии: маховика, деталей сцепления, коробки передач, карданной передачи, главной передачи и др.).

При разгоне автомобиля определенная доля мощности, пере­даваемой от двигателя к трансмиссии, затрачивается на раскру­чивание вращающихся частей двигателя и трансмиссии. Эти зат­раты мощности

(3.1)

где А - кинетическая энергия вращающихся частей.

Учтем, что выражение для кинетической энергии имеет вид

Тогда затраты мощности

(3.2)

Исходя из уравнений (3.1) и (3.2) мощность, подводимую к трансмиссии, можно представить в виде

Часть этой мощности теряется на преодоление различных со­противлений (трения) в трансмиссии. Указанные потери мощности оцениваются коэффициентом полезного действия трансмис­сии тр.

С учетом потерь мощности в трансмиссии подводимая к веду­щим колесам мощность

(3.4)

Угловая скорость коленчатого вала двигателя

(3.5)

где ω к -угловая скорость ведущих колес; u т -передаточное число трансмиссии

Передаточное число трансмиссии

Где u k - передаточное число коробки передач; u д - передаточное число дополнительной коробки передач (раздаточная коробка, делитель, демультипликатор); и Г - передаточное число главной передачи.

В результате подстановки e из соотношения (3.5) в формулу (3.4) мощность, подводимая к ведущим колесам:

(3.6)

При постоянной угловой скорости коленчатого вала второй член в правой части выражения (3.6) равен нулю. В этом случае мощ­ность, подводимая к ведущим колесам, называется тяговой. Ее величина

(3.7)

С учетом соотношения (3.7) формула (3.6) преобразуется к виду

(3.8)

Для определения крутящего момента М к , подводимого от двигателя к ведущим колесам, представим мощности N кол и N T , в выражении (3.8) в виде произведений соответствующих моментов на угловые скорости. В результате такого преобразования получим

(3.9)

Подставим в формулу (3.9) выражение (3.5) для угловой скорости коленчатого вала и, разделив обе части равенства на к получим

(3.10)

При установившемся движении автомобиля второй член в пра­вой части формулы (3.10) равен нулю. Момент, подводимый к ведущим колесам, в этом случае называется тяговым. Его величина

(3.11)

С учетом соотношения (3.11) момент, подводимый к ведущим колесам:

(3.12)

Согласно теории автомобиля для оценки его тягово-скоростных свойств проводятся тяговые расчеты.

Тяговые расчёты устанавливают зависимость между параметрами автомобиля и его агрегатов с одной стороны (масса автомобиля – G , передаточные числа трансмиссии – i , радиус качения колеса – r к и т.д.) и скоростными и тяговыми свойствами машины: скорости движения – V i , силы тяги - Р и т.д. с другой.

В зависимости от того, что задаётся в тяговом расчете и что определяется, могут быть два вида тяговых расчетов :

1. Если задаются параметры машины и определяются её скоростные и тяговые свойства, то расчет будет поверочным.

2. Если задаются скоростные и тяговые свойства машины, а определяют её параметры, то расчёт будет проектировочным.

Поверочный тяговый расчет

Любая задача, связанная с определением тяговых и скоростных свойств серийной машины, является задачей поверочного тягового расчёта, даже если эта задача касается определения каких-либо частных свойств автомобиля, например, максимальной скорости движения на данной дороге, силы тяги на крюке и т.д.

В результате поверочного тягового расчёта можно получить и общие тягово-скоростные свойства (характеристики) автомобиля. В этом случае производится полный поверочный тяговый расчёт.

Исходные данные поверочного тягового расчета. В качестве исходных данных поверочного расчёта должны быть заданы следующие основные величины:

l. Вес (масса) автомобиля: вес в снаряжённом состоянии или полный вес (G).

2. Полный вес (масса) прицепа (прицепов) - G" .

3. Колёсная формула, радиусы колес (r o – свободный радиус, r к - радиус качения).

4. Характеристика двигателя с учетом потерь в моторной установке.

Для автомобиля с гидромеханической трансмиссией - рабочая характеристика агрегатов двигатель - гидродинамический трансформатор.

5. Передаточные числа на всех ступенях коробки передач и общие передаточные числа (i ki , i o).

6. Коэффициенты вращающихся масс (δ).

7. Параметры аэродинамической характеристики.

8. Дорожные условия, для которых производится тяговый расчет.

Задачи поверочного расчёта . В результате поверочного тягового расчёта должны быть найдены следующие величины (параметры):

1. Скорости движения в заданных дорожных условиях.

2. Максимальные сопротивления, которые сможет преодолевать машина.

3. Свободные сипы тяги.

4. Параметры приёмистости.

5. Параметры торможения.

Графики поверочного расчёта . Результаты поверочного расчёта можно выразить следующими графическими характеристиками:

1. Тяговая характеристика (для автомобилей с гидромеханичес­кой передачей - тягово-экономическая характеристика).

2. Динамическая характеристика.

3. График использования мощности двигателя.

4. График разгона.

Эти характеристики можно получить также и опытным путём.

Таким образом, под тягово-скоростными свойствами автомобиля следует понимать совокупность свойств, определяющих возможные по характеристикам двигателя или сцепления ведущих колёс с дорогой диапазоны изменения скоростей движения и предельные интенсивности разгона автомобиля при его работе на тяговом режиме в различных дорожных условиях.

Тягово-скоростные свойства военной автомобильной техники (ВАТ) зависят от её конструктивных и эксплуатационных параметров, а также отдорожных условий и среды. Таким образом, при строгом научном подходе к оценке тягово-скоростных свойств ВАТ требуется системный метод исследования с определением, анализом и оценкой тягово-скоростных свойств в системе водитель - автомобиль-дорога-среда. Системный анализ - это самый современный метод исследования, прогнозирования и обоснования, применяемый в настоящее время для совершенствования существующей и создания новой военной автомобильной техники (составные части - поверочный и проектировочный тяговый расчёт). Появление системного анализа объясняется дальнейшим усложнением задач совершенствования существующей и создания новой техники, при решении которых появилась объективная необходимость установления, изучения, объяснения, управления и решения сложных задач взаимодействия между человеком, техникой, дорогой и средой.

Однако системный подход при решении сложных задач науки и техники нельзя считать абсолютно новым, так как этим методом пользовался еще Галлилей для объяснения построения Вселенной; именно системный подход позволил Ньютону открыть его знаменитые законы; Дарвину разработать систему природы; Менделееву создать знаменитую периодическую систему элементов, а Эйнштейну - теорию относительности.

Примером современного системного подхода при решении сложных задач науки и техники является разработка и создание пилотируемых космических кораблей, конструкция которых учитывает сложные связи между человеком, кораблём и космосом.

Таким образом, в настоящее время речь идёт не о создании этого метода, а о его дальнейшем развитии и применении для решения фундаментальных и прикладных задач.

Примером системного подхода в решении задач теории и практики военной автомобильной техники является разработка профессором Антоновым А.С. теории силового потока, позволяющей на единой методологической основе анализировать и синтезировать сложные механические, гидромеханические и электромеханические системы.

Однако отдельные элементы этой сложной системы имеют вероятностный характер и с большим трудом могут быть описаны математически. Так, например, несмотря на применение современных методов формализации систем, использование современной вычислительной техники и наличие достаточного экспериментального материала, пока не удалось создать модель водителя автомобиля. В связи с этим из общей системы выделяют трёхэлементные (автомобиль - дорога - среда) или двухэлементные (автомобиль - дорога) подсистемы и решают задачи в их рамках. Такой подход к решению научных и прикладных задач является вполне правомерным.

При выполнения дипломных, курсовых работ, а также на практических занятиях обучаемые будут решать прикладные задачи в двухэлементной системе - автомобиль - дорога, каждый элемент которой имеет свою характеристику и свои факторы, которые оказывают существенное влияние на тягово-скоростные свойства ВАТ и которые, безусловно, необходимо учитывать.

Так, к таким основным конструктивным факторам можно отнести:

Массу автомобиля;

Количество ведущих осей;

Расстановку осей по базе автомобиля;

Схему управления;

Тип привода колесного движителя (дифференциальный, блоки­рованный, смешанный) или тип трансмиссии;

Тип и мощность двигателя;

Площадь лобового сопротивления;

Передаточные числа коробки передач, раздаточной коробки и главной передачи.

Основными эксплуатационными факторами , влияющими на тягово-скоростные свойства ВАТ, являются;

Тип дороги и её характеристика;

Состояние дорожного покрытия;

Техническое состояние автомобиля;

Квалификация водителя.

Для оценки тягово-скоростных свойств военной автомобильной техники применяются обобщенные и единичные показатели .

В качестве обобщенных показателей оценки тягово-скоростных свойств ВАТ обычно применяют среднюю скорость движения и динамический фактор . Оба эти показателя учитывают как конструктивные, так и эксплуатационные факторы.

Наиболее употребительными и достаточными для сравнительной оценки являются также следующие единичные показатели тягово-скоростных свойств:

1. Максимальная скорость.

2. Условная максимальная скорость.

3. Время разгона на пути 400 и 1000 м.

4. Время разгона до заданной скорости.

5. Скоростная характеристика разгон-выбег.

6. Скоростная характеристика разгона на высшей передаче.

7. Скоростная характеристика на дороге с переменным продоль­ным профилем.

8. Минимальная устойчивая скорость.

9. Максимально преодолеваемый подъём.

10. Установившаяся скорость на затяжных подъёмах.

11. Ускорение при разгоне.

12. Сила тяги на крюке. .

13. Длина динамически преодолеваемого подъёма. Обобщённые показатели определяются как расчётным, так и опытным путём.

Единичные показатели, как правило, определяются опытным путём. Однако некоторые из единичных показателей могут быть определены и расчётным путём, в частности, при применении для этого динамической характеристики.

Так, например, среднюю скорость движения (обобщённый параметр) можно определить по следующей формуле

где S д - путь, пройденный автомобилем при безостановочном движении, км;

t д - время движения, ч.

При решении тактико-технических задач на учениях расчёт средней скорости движения может производиться по формуле

, (62)

где K v 1 и K v 2 - коэффициенты, полученные опытным путём. Они характеризуют условия движения машины

Для полноприводных колёсных машин, движущихся по грунтовым дорогам, K v 1 = 1,8-2 и K v 2 = 0,4-0,45 , при движении по шоссе K v 2 =0,58.

Из приведенной формулы (62) следует, что чем выше удельная мощность (отношение максимальной мощности двигателя к полной массе машины или поезда), тем лучше тягово-скоростные свойства автомобиля, тем выше средняя скорость движения.

В настоящее время удельная мощность полноприводных автомобилей лежит в пределах: 10-13 л.с./т для автомобилей большой грузоподъемности и 45-50 л.с./т – для автомобилей командирских и малой грузоподъёмности. Предусматривается увеличить удельную мощность полноприводных автомобилей, поступающих в ВС РФ, до 11- 18л.с./т. Удельная мощность военных гусеничных машин в настоящее время составляет 12-24 л.с/т, предусмотрено ее увеличение до 25 л.с./т.

Следует иметь ввиду, что тягово-скоростные свойства машины могут быть улучшены не только за счёт увеличения мощности двигателя, но и за счёт совершенствования коробки передач, раздаточной коробки, трансмиссии в целом, а также системы подрессоривания. Это необходимо учитывать при разработке предложений по улучшению конструкции автомобилей.

Так, например, существенное увеличение средней скорости движения машины можно получить за счёт применения непрерывно-ступенчатых трансмиссий, в том числе и с автоматическим переключением передач в дополнительной коробке передач; за счёт применения систем управления с несколькими передними, с несколькими передними и задними управляемыми осями для многоосных автомобилей; регуляторов тормозных сип и антиблокировочных систем; за счёт кинематического (бесступенчатого) регулирования радиуса поворота военных гусеничных машин и т.п. Наиболее существенное увеличение средних скоростей движения, проходимости, управляемости, устойчивости, манёвренности, топливной экономичности с учётом экологических требований можно получить за счёт применения бесступенчатых трансмиссий.

Вместе с тем практика эксплуатации военной автомобильной техники показывает, что в большинстве случаев скорости движения военных колёсных и гусеничных машин, работающих в сложных условиях, ограничиваются не только тягово-скоростными возможностями, но и предельно допустимыми перегрузками по плавности хода. Колебания корпуса и колёс оказывают существенное влияние на основные тактико-технические характеристики и эксплуатационные свойства машины: сохранность, исправность и работоспособность установленного на машине вооружения и военной техники, на надёжность, условия работы личного состава, на экономичность, скорость движения и т.д.

При эксплуатации автомобиля на дорогах с большими неровностями и, особенно, по бездорожью, средняя скорость движения снижается на 50-60% по сравнению с соответствующими показателями при работе на хороших дорогах. Кроме того, следует также учитывать, что значительные колебания машины затрудняют работу экипажа, вызывают утомление перевозимого личного состава и в конечном итоге приводят к снижению их работоспособности.

Введение

Функциональные свойства определяют способность автомобиля эффективно выполнять свою основную функцию -- перевозку людей, грузов, оборудования, т. е. характеризуют автомобиль как транспортное средство. К этой группе свойств, в частности, относятся: тягово-скоростные свойства -- способность двигаться с высокой средней скоростью, интенсивно разгоняться, преодолевать подъемы; управляемость и устойчивость -- способность автомобиля изменять (управляемость) или поддерживать постоянными (устойчивость) параметры движения (скорость, ускорение, замедление, направление движения) в соответствии с действиями водителя; топливная экономичность -- путевой расход топлива в заданных условиях эксплуатации; маневренность -- способность движения на ограниченных площадях (например, на узких улицах, во дворах, паркингах);проходимость -- возможность движения в тяжелых дорожных условиях (снег, распутица, преодоление водных преград и т. п.) и по бездорожью; плавность хода -- способность движения по неровным дорогам при допустимом уровне вибровоздействия на водителя, пассажиров и на сам автомобиль; надежность -- безотказная эксплуатация, длительный срок службы, приспособленность к проведению технического обслуживания и ремонта автомобиля. Тягово-скоростные свойства автомобиля определяют динамичность движения, т. е. возможность перевозить грузы (пассажиров) с наибольшей средней скоростью. Они зависят от тяговых, тормозных свойств автомобиля и его проходимости -- способности автомобиля преодолевать бездорожье и сложные участки дорог.

Скоростные свойства автомобиля

Возможности автомобиля в достижении высокой скорости сообщения характеризуются скоростными свойствами. Показателем скоростных свойств является максимальная скорость. В соответствии с уравнением максимальной скорости на горизонтальном участке дороги соответствует равенство тяговой силы Р т сумме сил сопротивления качению Р к и сопротивления воздуха Р в. Для определения максимальной скорости автомобиля необходимо решить уравнение силового баланса. Графический способ его решения показан на рис. 1. На графике в координатах скорость V a -- тяговая сила Р т нанесены четыре кривые Р т для разных передач четырехступенчатой трансмиссии и кривая суммы сил сопротивления качению Р к и воздуха Р в.

Точка пересечения кривой изменения тяговой силы Р т на 4-й передаче с суммарной кривой сил сопротивления Р к + Р в определяет максимальную скорость автомобиля V max на горизонтальном участке.

При движении на подъем добавляется сила сопротивления подъему Р п, поэтому кривая Р к + Р в смещается вверх на величину силы сопротивления подъему Р пг. Максимальная скорость на подъеме V Пmах в нашем случае определяется точкой пересечения кривой изменения тяговой силы Р т на 3-й передаче с суммарной кривой сил сопротивления Р к + Р в + Р п.

Резерв тяговой силы res P T может быть использован на преодоление силы инерции Р и при разгоне: rеsР т = Р и = Р т - Р к - Р в.

Рис. 1.

Величина ускорения j x , м/с 2 , пропорциональна resP T и обратно пропорциональна массе автомобиля М а, умноженной на коэффициент k j учета вращающихся масс:

j x = res Р т /М а,k j

Изменение скорости автомобиля при разгоне показано на рис. 2. Продолжительность разгона характеризует инерционность автомобиля, которая пропорциональна постоянной времени разгона Т р. Величина Т р связана с максимальной скоростью V max . За время t = Т р автомобиль разгоняется до скорости V T , равной 0,63 V max .

Оказалось, что средняя скорость движения автомобилей в свободных условиях совпадает или близка к V T . Это можно объяснить следующим. Разница между максимальной скоростью V mах и текущей скоростью V a является резервом скорости, который водитель может использовать при выполнении обгонов. Когда скорость автомобиля превышает 0,63 V max , водитель начинает ощущать, что в случае необходимости он не может увеличить скорость с нужной интенсивностью. Поэтому резерв скорости res V без = V max -- V T является наименьшим безопасным резервом, a V T -- наибольшей безопасной скоростью в свободных условиях.

Рис. 2.

Максимальная скорость V mах, безопасная скорость V T и постоянная времени разгона Т р являются показателями скоростных свойств автомобиля. Безопасная скорость V T может служить ориентиром при выборе скорости автомобиля в условиях свободного движения. Значения V max , V T и Т р для разных моделей автомобилей приведены в табл. 1. Постоянная времени разгона Т р изменяется пропорционально изменению массы автомобиля. Поэтому интенсивность разгона грузового автомобиля и автобуса без нагрузки намного выше, чем с нагрузкой.

Таблица 1.

Показатели скоростных свойств транспортных средств (тс) различных категорий с полной массой

* Разрешенная максимальная масса 3,5...12 т.

* * Разрешенная максимальная масса более 12 т.

Выбег автомобиля происходит при переводе рычага переключения передач в нейтральное положение. Такое движение называют накатом. В этом случае сила инерции Р и является движущей силой уравнение принимает вид:

P и = M а j x = - Р К ± Р п - Р в

Разделив левую и правую части уравнения на М а, получим выражение для определения величины замедления при накате J н:

J н = (- Р К ± Р п - Р в) / M а

Из выражения видно, что чем больше масса автомобиля М а, тем меньше замедление и тем больше время движения накатом до остановки. Зависимость скорости V a от времени t при накате показана на рис. 3.

Рис.3.

Как можно видеть из графика, инерционность автомобиля при накате характеризуется постоянной времени наката Т н. Постоянные времени разгона Т р и наката Т н связаны между собой, так как зависят от массы автомобиля М а. Постоянная времени наката Т н примерно в 1,5 -- 2 раза превышает постоянную времени разгона Т р. Чем больше Т н, тем большую часть пути можно проезжать накатом, что имеет большое значение для снижения расхода топлива.

Тягово-скоростные свойства автомобиля существенно зависят от конструктивных факторов. Наибольшее влияние на тягово-скоростные свойства оказывают тип двигателя, коэффициент полез­ного действия трансмиссии, передаточные числа трансмиссии, масса и обтекаемость автомобиля.

Тип двигателя. Бензиновый двигатель обеспечивает лучшие тя­гово-скоростные свойства автомобиля, чем дизель, при анало­гичных условиях и режимах движения. Это связано с формой внеш­ней скоростной характеристики указанных двигателей.

На рис. 5.1 представлен график мощностного баланса одного и того же автомобиля с различными двигателями: с бензиновым (кривая N" т) и дизелем (кривая N" т). Значения максимальной мощ­ности N max и скорости v N при максимальной мощности для обоих двигателей одинаковы.

Из рис. 5.1 видно, что бензиновый двигатель имеет более вы­пуклую внешнюю скоростную характеристику, чем дизель. Это обеспечивает ему больший запас мощности (N" з > N" з ) при одной и той же скорости, например при скорости v 1 . Следовательно, автомобиль с бензиновым двигателем может развивать большие ускорения, преодолевать более крутые подъемы и буксировать при­цепы большей массы, чем с дизелем.

КПД трансмиссии. Этот коэф­фициент позволяет оценить по­тери мощности в трансмиссии на трение. Снижение КПД, вызванное ростом потерь мощности на трение вследствие ухудшения технического состояния механизмов трансмиссии в процессе экс­плуатации, приводит к уменьшению тяговой силы на ведущих колесах автомобиля. В результате снижаются максимальная ско­рость движения автомобиля и сопротивление дороги, преодоле­ваемое автомобилем.

Рис. 5.1. График мощностного ба­ланса автомобиля с разными дви­гателями:

N" т – бензиновый двигатель; N" т - ди­зель; N" з, N" з – соответствующие значения запаса мощности при скорости автомобиля v 1 .

Передаточные числа трансмиссии. От передаточного числа глав­ной передачи существенно зависит максимальная скорость авто­мобиля. Оптимальным считается такое передаточное число глав­ной передачи, при котором автомобиль развивает максимальную скорость, а двигатель - максимальную мощность. Увеличение или уменьшение передаточного числа главной передачи по сравне­нию с оптимальным приводит к снижению максимальной скоро­сти автомобиля.

Передаточное число I передачи коробки передач влияет на то, какое максимальное сопротивление дороги может преодолеть автомобиль при равномерном движении, а также на передаточные числа промежуточных передач коробки передач.

Увеличение числа передач в коробке передач приводит к более полному использованию мощности двигателя, росту средней ско­рости движения автомобиля и повышению показателей его тягово-скоростных свойств.

Дополнительные коробки передач. Улучшение тягово-скоростных свойств автомобиля может быть достигнуто также примене­нием совместно с основной коробкой передач дополнительных коробок передач: делителя (мультипликатора), демультипликатора и раздаточной коробки. Обычно дополнительные коробки пе­редач являются двухступенчатыми и позволяют увеличить число передач вдвое. При этом делитель только расширяет диапазон пе­редаточных чисел, а демультипликатор и раздаточная коробка уве­личивают их значения. Однако при чрезмерно большом числе пе­редач возрастают масса и сложность конструкции коробки пере­дач, а также затрудняется управление автомобилем.

Гидропередача. Эта передача обеспечивает легкость управления, плавность разгона и высокую проходимость автомобиля. Однако она ухудшает тягово-скоростные свойства автомобиля, так как ее КПД ниже, чем у механической ступенчатой коробки передач.

Масса автомобиля. Увеличение массы автомобиля приводит к возрастанию сил сопротивления качению, подъему и разгону. В результате ухудшаются тягово-скоростные свойства автомобиля.

Обтекаемость автомобиля . Обтекаемость оказывает значительное влияние на тягово-скоростные свойства автомобиля. При ее ухудшении уменьшается запас тяговой силы, который мо­жет быть использован на разгон автомобиля, преодоление подъе­мов и буксировку прицепов, возрастают потери мощности на со­противление воздуха и снижается максимальная скорость автомо­биля. Так, например, при скорости, равной 50 км/ч, потери мощ­ности у легкового автомобиля, связанные с преодолением сопро­тивления воздуха, почти равны потерям мощности на сопротив­ление качению автомобиля при его движении по дороге с твер­дым покрытием.

Хорошая обтекаемость легковых автомобилей достигается незначительным наклоном крыши кузова назад, применением бо­ковин кузова без резких переходов и гладкого днища, установкой ветрового стекла и облицовки радиатора с наклоном и таким раз­мещением выступающих деталей, при котором они не выходят за внешние габариты кузова.

Все это позволяет уменьшить аэродинамические потери, осо­бенно при движении на высоких скоростях, а также улучшить тягово-скоростные свойства легковых автомобилей.

У грузовых автомобилей сопротивление воздуха уменьшают, применяя специальные обтекатели и покрывая кузов брезентом.

ТОРМОЗНЫЕ СВОЙСТВА.

Определения.

Торможение – создание искусственного сопротивления с целью снижения скорости или удержание в неподвижном состоянии.

Тормозные свойства – определяют максимальное замедление автомобиля и предельные значения внешних сил, которые удерживают автомобиль на месте.

Тормозной режим – режим, при котором к колесам приводят тормозные моменты.

Тормозной путь – путь, проходимый автомобилем от обнаружения помехи водителем до полной остановки автомобиля.

Тормозные свойства – важнейшие определяющие безопасности движения.

Современные тормозные свойства нормируются правилом №13 комитета по внутреннему транспорту Европейской Экономической Комиссии при ООН (ЕЭК ООН).

Национальные стандарты всех стран участниц ООН составляют на основании этих Правил.

Автомобиль должен иметь несколько тормозных систем, выполняющих различные функции: рабочую, стояночную, вспомогательную и запасную.

Рабочая тормозная система является основной тормозной системой, обеспечивающей процесс торможения в нормальных условиях функционирования автомобиля. Тормозными механизмами рабочей тормозной системы являются колесные тормоза. Управление этими механизмами осуществляется посредством педали.

Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля в неподвижном состоянии. Тормозные механизмы этой системы располагают либо на одном из валов трансмиссии, либо в колесах. В последнем случае используются тормозные механизмы рабочей тормозной системы, но с дополнительным приводом управления стояночной тормозной системы. Управление стояночной тормозной системой ручное. Привод стояночной тормозной системыдолжен быть только механическим .

Запасная тормозная система используется при отказе рабочей тормозной системы. У некоторых автомобилей функции запасной выполняет стояночная тормозная система или дополнительный контур рабочей системы.

Различают следующие виды торможений : экстренное (аварийное), служебное, торможение на уклонах.

Экстренное торможение осуществляется посредством рабочей тормозной системы с максимальной для данных условий интенсивностью. Количество экстренных торможений составляет 5…10% от общего числа торможений.

Служебное торможение применяют для плавного снижения скорости автомобиля или остановки в заранее намеченном мес

Оценочные показатели.

Существующими стандартами ГОСТ 22895-77, ГОСТ 25478-91 предусмотрены следующие показатели тормозных свойств автомобиля:

j уст. – установившееся замедление при постоянном усилии на педаль;

S т – путь, проходимый от момента нажатия на педаль до остановки (остановочный путь);

t ср – время срабатывания – от нажатия на педаль до достижения j уст. ;

Σ Р тор. – суммарная тормозная сила.

– удельная тормозная сила;

– коэффициент неравномерности тормозных сил;

Установившаяся скорость на спуске V т.уст. при торможении тормозом – замедлителем;

Максимальный уклон h т max , на котором автомобиль удерживается стояночным тормозом;

Замедление, обеспечиваемое запасной тормозной системой.

Нормативы показателей тормозных свойств АТС, предписываемые стандартом, приведены в таблице. Обозначения категорий АТС:

М – пассажирские: М 1 – легковые автомобиля и автобусы не более 8 мест, М 2 – автобусы более 8 мест и лонной массой до 5 т, М 3 – автобусы полной массой более 5 т;

N – грузовые автомобили и автопоезда: N 1 – полной массой до 3,5 т, N 2 - свыше 3,5 т, N 3 – свыше 12 т;

О – прицепы и полуприцепы: О 1 – полной массой до 0,75 т, О 2 – полной массой до 3,5 т, О 3 – полной массой до 10 т, О 4 – полной массой свыше 10 т.

Нормативные (количественные) значения оценочных показателей для новых (разрабатываемых) автомобилей назначают в соответствии с категориями.

Главная » Выбор  » 19 тягово скоростные свойства автомобиля. Тягово-скоростные свойства. Основные задачи расчета