Свойства автомобиля: Определения эксплуатационных свойств автомобиля | Теория – Функциональные свойства автомобиля — Энциклопедия журнала «За рулем»

Определения эксплуатационных свойств автомобиля | Теория

Тяговые свойства автомобиля — совокупность свойств, определяющих возможные по характеристикам двигателя или сцепления ведущих колес с дорогой, диапазоны изменения скоростей движения и предельные интенсивности разгона автомобиля при его работе на тяговом режиме в различных дорожных условиях.

Тяговым режимом считается режим работы двигателя, при котором от двигателя к ведущим колесам подводится мощность, достаточная для преодоления сопротивления движению.

Чем тяжелее дорожные условия, тем меньше диапазон возможных скоростей и меньше возможность ускорения. В некоторых условиях, называемых предельными, диапазон скоростей снижается до одного значения. При более тяжелых условиях движение невозможно.

Динамичность — свойство автомобиля перевозить грузы и пассажиров с максимально возможной средней скоростью. Чем выше динамичность автомобиля, тем больше его производительность. Динамичность автомобиля во многом зависит от его тяговых и тормозных свойств.

Топливная экономичность — свойство автомобиля рационально использовать энергию топлива при выполнении единицы транспортной работы.

Снижение расходов топлива транспортными средствами является важнейшей задачей. От того, насколько экономичен автомобиль, зависит себестоимость автоперевозок.

Управляемость — способность автомобиля сохранять заданное направление движения или изменять его при воздействии водителя на рулевое управление автомобиля.

Управляемость заивисит от конструкции автомобиля, технического состояния рулевого управления, подвески и шин, а также условий окружающей среды.

Устойчивость — свойство автомобиля сохранять направление движения и противодействовать силам, стремящимся увести в сторону или опрокинуть автомобиль.

Управляемость и устойчивость тесно связаны друг с другом.

Устойчивость вместе с управляемостью и тормозной динамичностью автомобиля обусловливают безопасность движения.

Проходимость — свойство автомобиля свободно двигаться по плохим (разбитым, размокшим) дорогам и пересеченной местности, преодолевая естественные и искусственные препятствия (канавы, рвы, пороги) без вспомогательных устройств и посторонней помощи.

Проходимость является одним из основных эксплуатационных свойств, определяющих эффективность использования данного транспортного средства. Этим качеством должны обладать автомобили всех типов, но в зависимости от их назначения — в различной степени.

Автомобили обычной проходимости предназначены для движения по шоссейным и грунтовым дорогам. К ним относятся автомобили обшетранспортного назначения колесной формулой 4×2 или 6×4 с обычными тороидными или низкопрофильными шинами и не блокируемыми дифференциалами.

К автомобилям повышенной проходимости относятся автомобили колесной формулой 4×4, 6×4, 6×6 и т. д. с широкопрофильными шинами, шинами регулируемого давления воздуха, с частично или полностью блокируемыми дифференциалами.

К автомобилям высокой проходимости относятся полноприводные автомобили с шинами сверхнизкого давления, арочными шинами или пневмокатками Эти автомобили могут быть плавающими и работать в особо тяжелых климатических условиях, например на севере.

Плавность хода — свойство автомобиля двигаться по дорогам и местности с заданными скоростями без толчков и колебаний кузова, которые могут нарушить нормальную работу механизмов автомобиля, оказывать вредное влияние на водителя и пассажиров.

Выступы и впадины от 100 м до 10 см называют микропрофилем дороги, который является основной причиной колебаний автомобиля на подвеске.

Мелкие неровности дорожной поверхности менее 10 см называются шероховатостью. Они могут создать высокочастотные вибрации отдельных элементов шасси и кузова автомобиля и высокий уровень шума как внутри кузова, так и вокруг машины.

Надежность — свойство автомобиля безотказно перевозить грузы и пассажиров в течение определенного срока и без ухудшения основных эксплуатационных показателей автотранспортного средства.

Надежность — это совокупность свойств, которая может включать в себя безотказность, долговечность и ремонтопригодность объекта.

Безотказность — свойство автомобиля (двигателя) сохранять работоспособность в течение определенного интервала времени или пробега определенной величины.

Долговечность — свойство автомобиля сохранять работоспособность до определенного времени, когда установлено проведение технического обслуживания и ремонта автотранспортного средства.

Ремонтопригодность — приспособленность автомобиля к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей и отказов.

2 Эксплуатационные свойства автомобиля » СтудИзба

План лекции

1.1. Общие сведения

1.2. Измерители и показатели эксплуатационных свойств

автомобиля

1.3. Эксплуатационные свойства и конструкция автомобиля

1.4. Условия эксплуатации автомобиля

1.1. Общие сведения

Автомобиль обладает целым рядом эксплуатационных свойств (рисунок 1.1), которые составляют две группы, связанные и не свя­занные с движением автомобиля.

Эксплуатационными свойствами автомобиля называются свой­ства, характеризующие выполнение им транспортных и специ­альных работ: перевозки пассажиров, грузов и специального обо­рудования. Эти свойства определяют приспособленность автомо­биля к условиям эксплуатации, а также эффективность и удоб­ство его использования.

Тягово-скоростные и тормозные свойства, топливная эконо­мичность, управляемость, поворачиваемость, маневренность, устойчивость, проходимость, плавность хода, экологичность и безопасность обеспечивают движение автомобилей и определяют его закономерности.

Вместимость, прочность, долговечность, приспособленность к техническому обслуживанию и ремонту, погрузочно-разгрузочным работам, посадке и высадке пассажиров во многом опреде­ляют эффективность и удобство использования автомобиля.

Что же представляют собой эксплуатационные свойства авто­мобиля? Дадим определения этим свойствам.

Тягово-скоростными называются свойства автомобиля, опреде­ляющие диапазоны изменения скоростей движения и максималь­ные ускорения разгона в различных дорожных условиях при рабо­те в тяговом режиме.

Тяговым называется режим движения автомобиля, при кото­ром от двигателя к ведущим колесам через трансмиссию подво­дятся мощность и крутящий момент, необходимые для движения.

Тормозными называются свойства автомобиля, определяющие максимальные замедления при торможении в различных дорож­ных условиях и обеспечивающие неподвижное удержание его от­носительно поверхности дороги.

Топливная экономичность — это свойство автомобиля, опреде­ляющее расходы топлива при выполнении транспортной работы.

Рисунок 1.1. Эксплуатационные свойства автомобиля

Управляемостью называется свойство автомобиля изменять или сохранять параметры движения при воздействии водителя на ру­левое управление.

Поворачиваемость представляет собой свойство автомобиля от­клоняться вследствие увода колес от направления движения, за­данного рулевым управлением.

Маневренностью называется свойство автомобиля поворачиваться на минимальной площади и вписываться в дорожные габариты.

Устойчивость — это свойство автомобиля сохранять направле­ние движения и противостоять силам, стремящимся вызвать за­нос или опрокидывание автомобиля.

Проходимостью называется свойство автомобиля двигаться по плохим дорогам и вне дорог. Проходимость характеризует степень уменьшения средней скорости движения и производительности автомобиля в указанных условиях по сравнению с хорошими до­рогами.

Плавность хода представляет собой свойство автомобиля обес­печивать защиту перевозимых пассажиров и грузов, а также систем и механизмов автомобиля от воздействия неровностей дороги.

Экологичность — это свойство автомобиля минимально загряз­нять окружающую среду отработавшими газами и шумом.

Безопасностью движения называется свойство автомобиля дви­гаться с наименьшей вероятностью возникновения дорожно-транспортных происшествий. Это комплексное эксплуатационное свой­ство, связанное с управляемостью, поворачиваемостью, манев­ренностью, устойчивостью и тормозными свойствами. Безопас­ность движения — важнейшее эксплуатационное свойство, от которого зависят жизнь и здоровье людей, сохранность автомоби­ля, грузов и других материальных ценностей.

Вместимость представляет собой свойство автомобиля, опре­деляющее количество грузов или пассажиров, которые могут быть перевезены одновременно.

Прочностью называется свойство автомобиля работать без по­ломок и неисправностей.

Долговечность — это свойство автомобиля работать без интен­сивного изнашивания отдельных деталей, механизмов и систем, вызывающего прекращение эксплуатации автомобиля.

Приспособленностью к техническому обслуживанию и ремонту называется свойство автомобиля, определяющее простоту и тру­доемкость этих работ, а также время простоя при их выполнении.

Приспособленность к погрузочно-разгрузочным работам представ­ляет собой свойство автомобиля обеспечивать выполнение этих работ с наименьшими затратами времени и труда.

Приспособленностью к посадке и высадке пассажиров называет­ся свойство автомобиля, характеризующее продолжительность остановки и удобство пассажиров при входе и выходе.

1.2. Измерители и показатели эксплуатационных свойств

автомобиля

Эксплуатационные свойства автомобиля оцениваются с помо­щью их измерителей и показателей. Измерителем эксплуатационного свойства называется едини­ца измерения, характеризующая это свойство с качественной сто­роны (например, скорость движения автомобиля).

Показателем эксплуатационного свойства называется число, определяющее величину измерителя этого свойства, его количе­ство (например, значение максимальной скорости автомобиля).

Измерители и показатели эксплуатационных свойств автомо­биля устанавливаются ГОСТами, стандартами и другими норма­тивными документами. Для определения показателей эксплуата­ционных свойств проводят испытания автомобиля.

1.3. Эксплуатационные свойства и конструкция автомобиля

Эксплуатационные свойства, обеспечивающие движение авто­мобиля, существенно зависят от конструкции и технического со­стояния автомобиля, его систем и механизмов. Чем совершеннее конструкция автомобиля и лучше его техническое состояние, тем выше эксплуатационные свойства автомобиля. Поэтому автомо­биль, его системы и механизмы конструируют таким образом, чтобы он имел определенные эксплуатационные свойства, требу­емые для заданных условий эксплуатации и обеспечивающие его эффективное использование.

Рисунок 1.2. Связь эксплуатационных свойств с системами и механизмами

автомобиля

На рисунке 1.2 показана связь эксплуатационных свойств с теми системами и механизмами автомобиля, конструкция и техничес­кое состояние которых оказывают наибольшее влияние на эти свой­ства.

1.4. Условия эксплуатации автомобиля

Свойства автомобиля, представленные на рисунке 1.1, наиболее полно проявляются в условиях эксплуатации.

Условиями эксплуатации автомобиля называются условия, в которых осуществляются перевозки пассажиров, грузов, специ­ального оборудования и которые характеризуются различными внешними факторами.

К условиям эксплуатации относятся дорожные, транспортные и природно-климатические условия.

Дорожные условия эксплуатации характеризуются рельефом местности, продольным профилем дороги и извилистостью  в плане, шириной проезжей части, числом полос движения, ровнос­тью и прочностью дорожного покрытия, стабильностью состоя­ния дороги, интенсивностью, режимом и видом движения, а так­же помехами.

Основой дорожных условий эксплуатации являются дороги, которые по назначению подразделяются на дороги общего пользо­вания, автомагистрали, внутрихозяйственные (сельские) и город­ские (улицы). Дорожные условия эксплуатации оказывают наи­большее влияние на эксплуатационные свойства автомобиля.

Транспортные условия эксплуатации характеризуются видом и количеством перевозимых грузов, дальностью перевозок, спосо­бами погрузки и выгрузки грузов, режимом работы, видом марш­рутов, условиями хранения, техническим обслуживанием и ре­монтом автомобиля.

Транспортные условия эксплуатации определяют специализа­цию автомобиля, которая обеспечивает максимальную приспо­собленность к перевозке определенного вида груза.

Природно-климатические условия эксплуатации характеризуют­ся температурой окружающего воздуха, атмосферным давлением и осадками (туман, дождь, снег).

Территория России включает в себя в основном зоны умерен­ного и холодного климата. В зоне умеренного климата сосредото­чена наибольшая часть подвижного состава автомобильного транс­порта страны. Все автомобили общего назначения и специализи­рованный подвижной состав приспособлены к перевозкам в этой зоне.

В зоне холодного климата зимой температура опускается до -50 °С и ниже, а продолжительность зимнего периода со снежным по­кровом в отдельных районах с суровым климатом составляет 200 — 280 дней в году. Для этой зоны должны выпускаться специальные автомобили в северном исполнении: с морозостойкими шинами, легко запускаемыми при низких температурах двигателями и т. п.

Эксплуатационные свойства автомобиля, курс лекций

Введение

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальностям «Автомбиле – и тракторостроение» и «Автомобили и автомобильное хозяйство» и по направлениям «Наземные транспортные системы» и «Эксплуатация транспортных средств».

В процессе проектирования автомобиля его конструкции придают определенные свойства, которые называют потенциальными. Степень реализации этих свойств, а соответственно потребительское качество изделия, зависит от уровня расчетноконструкторской разработки и примененной технологии изготовления, от свойств

Различают две группы свойств автомобиля, имеющих различную природу. Первая группа — функциональные свойсва, вторая группа — свойства надежности. Функциональные свойства автомобиля обеспечивают возможность выполнить свои функции, определяемые его назначением. Эти свойства автомобиля называют эксплутационными. Свойства надежности характеризуют способность автомобиля сохранять работоспособное состояние. Они включают в себя безотказность, долговечность, сохраняемость.

Для оценки эксплуатационных свойств автомобиля применяют соответствующие измерители и показатели. Измеритель характеризует то или иное свойство с качественной стороны. Показатель дает количественное значение измерителя. Измерители и показатели эксплуатационных свойств автомобиля устанавливаются ГОСТами, стандартами и другими нормативными документами. Для определения показателей эксплуатационных свойств проводят испытания автомобиля

В данном учебном пособии рассматриваются только основные эксплуатационные свойства, т.е. свойства, связанные с движением автомобиля и реализуемые в процессе его взаимодействия с окружающей средой.

В результате изучения данного курса студент должен

знать:

— методы расчета и анализа основных эксплуатационных свойств автомобиля;

13

— направления и способы улучшения эксплуатационных свойств;

уметь:

-составлять математические модели, описывающие функциональные свойства автомобиля;

-выполнять расчеты по определению выходных характеристик автомобиля по каждому из эксплуатационных свойств;

-проводить анализ полученных характеристик эксплуатационных свойств автомобиля;

-находить пути их совершенствования;

иметь навыки:

-проведения расчетов и анализа эксплуатационных свойств автомобиля, в том числе с помощью ЭВМ;

-определения функциональных характеристик автомобиля, обеспечивающих оптимальные эксплуатационные свойства.

Изучение этого курса дает специалисту необходимый объем знаний для анализа эксплуатационных свойств автомобиля, выполнения необходимого объема расчетов на стадии проектирования как автомобиля в целом, так и отдельных его агрегатов и систем, для рационального выбора типа подвижного состава, оптимального его использования при выполнении транспортной работы.

14

1. Основные эксплуатационные свойства автомобиля

Автомобиль обладает целым рядом свойств (рис. 1.1.), которые делятся на две группы:

связанные с движением автомобиля – их относят к основным эксплуатационным свойствам; не связанные с движением автомобиля.

Эксплуатационные свойства автомобиля

	Связанные с движением		Не связанные с движением
	Тягово-скоростные		Вместимость
	Тормозные		Прочность
	Топливная экономичность
			Долговечность
	Управляемость
			Приспосабливаемость к ТО
	Поворачиваемость		и ремонту
	Маневренность		Приспособленность к
			погрузочно-разгрузочным
	Устойчивость		работам
	Плавность хода
			Приспособленность к
			посадке – выгрузке
	Проходимость
			пассажиров

Рис.1.1. Эксплуатационные свойства автомобиля

К основным эксплуатационным свойствам автомобиля, связанным с движением, относят: тягово-скоростные свойства, топливную экономичность, тормозные свойства,

15

управляемость, поворачиваемость, маневренность, устойчивость, плавность хода, проходимость.

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

Тормозные свойства – это совокупность свойств, определяющих максимальное замедление автомобиля при его движении в различных дорожных условиях в тормозном режиме, предельные значения внешних сил, при действии которых заторможенный автомобиль надежно удерживается на месте или имеет необходимые минимальные установившиеся скорости при движении под уклон.

Топливная экономичность — это совокупность свойств, определяющих расходы топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.

Управляемость – это свойство управляемого водителем автомобиля сохранять в процессе движения заданное направление движения или изменять его в соответствии с воздействием на рулевое управление.

Поворачиваемость – это свойство автомобиля отклоняться от направления движения, заданного положением рулевого управления, вследствие бокового убода колес.

Маневренность – это свойство автомобиля поворачиваться на минимальной площади и вписываться в габариты дороги.

Устойчивость – это совокупность свойств, определяющих критические параметры по устойчивости движения и положения автомобиля.

Плавность хода — это совокупность свойств, обеспечивающих ограничение в пределах установленных норм вибронагруженности водителя, пассажиров, грузов и элементов шасси и кузова.

Проходимость — это способность автомобиля перевозить как можно с большей средней скоростью, грузы, пассажиров и специальное оборудование в ухудшенных дорожных условиях, по бездорожью и при преодолении различных препятствий.

В каждой главе рассматривается отдельное эксплуатационное свойство, его измерители и

показатели, влияние на них конструктивных и эксплуатационных факторов.

16

2. Тягово-скоростные свойства автомобиля

2.1. Понятия. Оценочные показатели.

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

Эксплуатационные свойства оценивают, сравнивая их с определенными значениями, принятыми в качестве базовых. Часть показателей имеет нормированные ОСТами и ГОСТами значения, остальные определяются экспериментально или расчетным путем.

Тягово-скоростные свойства автомобиля чаще всего оценивают следующими показателями:

максимальная скорость Vmax; определяется на высшей передаче для полностью загруженного автомобиля;

условная максимальная скорость Vmax усл; средняя скорость на последних 400м при разгоне автомобиля с места на участке 2000м с полной подачей топлива;

время разгона на заданном пути 400м и 1000м до заданной скорости;

скоростная характеристика разгон-выбег, определяется при разгоне с места с полной подачей топлива до Vmax на пути 2000м и выбеге до остановки;

скоростная характеристика разгона на высшей передаче от Vmin	до скорости,
соответствующей nN;

скоростная характеристика разгона на дороге с переменным продольным профилем;

минимальная устойчивая скорость Vmin на высшей передаче;

максимальный подъем imax, преодолеваемый на низшей передаче;

ускорение при разгоне , максимальное и среднее на передачах.

2.2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

17

Рис.2.2. Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя с ограничителем оборотов

Рис.2.3. Внешняя скоростная характеристика дизельного двигателя с регулятором угловой скорости коленчатого вала

19

Зависимость мощности от угловой скорости в общем виде записывается формулой:

max

2

3

a

e

e

e

,

Ne Ne

b

c

(2.1.)

N

N

N

где а,b,с- коэффициенты, которые для бензиновых двигателей с достаточной точностью принимают равными а=b=с=1; для дизелей они имеют разные значения — например, для четырехтактных двигателей принимают: а=0,5; b=1,5 и с=1.

Крутящий момент двигателя определяется по формуле:

Me 1000	Ne	,	H м.	(2.2)
	e

Поскольку в характеристиках автомобилей даны обороты двигателя, то для перевода в угловую скорость используется формула:

N		nN	.	(2.3)
	30

2.3. Основы теории качения колеса.

На автомобильное колесо, взаимодействующее с опорной поверхностью, действуют силы, которые удерживают автомобиль на дороге, передвигают его и останавливают, заставляют изменять направление движения. Автомобильное колесо может катиться прямолинейно и или криволинейно. В процессе взаимодействия с дорогой происходит деформация колеса (шины) и деформация опорной поверхности. Поскольку на твердых покрытиях деформация колеса значительно больше, чем деформация дороги, то принимается допущение, что опорная поверхность имеет абсолютную твердость и не деформируется.

Пневматическая шина представляет собой оболочку, наполненную сжатым воздухом. При качении по дороге происходит ее деформация и проскальзывание элементов протектора относительно поверхности дороги.

Для колеса характерны следующие характеристики:

●свободный радиус колеса – половина диаметра наибольшего сечения беговой дорожки колеса, не нагруженного внешними силами, перпендикулярно оси вращения, при отсутствии контакта с дорогой; rсв = 0,5d +Нш; здесь d — посадочный диаметр шины; Нш – высота профиля шины;

●статический радиус (рис. 2.4а) — расстояние от центра неподвижного колеса, нагруженного только нормальной силой, до опорной поверхности дороги:

rст = 0,5d +λZ Нш ,

(2.4)

где λZ – коэффициент вертикальной деформации; λZ =0,85…0,87 – для тороидных шин и λZ = 0,80…0,85 –для шин низкого давления.

20

Тема 1. Эксплуатационные свойства автомобилей.

Вопрос 1. Атс и его эксплуатационные свойства.

АТС – это машина, перемещение которой по поверхности качения (земли) осуществляется с помощью силы, создаваемой взаимодействием колес с дорогой или грунтом. К АТС относятся одиночные автомобили и автопоезда.

Свойство вообще – это категория, выражающая некую сторону предмета, которая обуславливает его различие или общность с другими предметами и обнаруживается в его отношении к ним. Свойства вещей внутренне присуще им и существуют объективно независимо от человеческого сознания.

Каждая машина, в том числе и АТС, имеет большое количество различных свойств. Знание этих свойств имеет огромное значение для специалистов автотранспорта.

Так при проектировании необходимо знать совокупность свойств, которые необходимы для будущего АТС, чтобы наилучшим образом выполнять те функции, для которых он предназначен. Инженеру по эксплуатации знание свойств различных АТС позволяет сделать правильный выбор подвижного состава для перевозки различных грузов, выбрать оптимальную стратегию перевозок, оптимальные методы поддержания в эксплуатации свойств, заложенных при проектировании.

В данном курсе изучаются эксплуатационные свойства АТС. Это группа свойств, определяющих степень приспособленности автомобиля к эксплуатации в качестве специфического транспортного средства.

Оформление теории эксплуатационных свойств как науки принадлежит академику Е.А. Чудакову. В 1935 году им выпущен первый в мире учебник «Теория автомобиля». Большой вклад в развитие общей теории эксплуатационных свойств внесли профессора Г.В. Зимелев и Б.С. Фалькевич. В дальнейшем наряду с общей теорией разрабатывались и вопросы отдельных эксплуатационных свойств.

Эксплуатационные свойства включают в себя более мелкие групповые свойства, обеспечивающие движение, а именно:

1. Тягово-скоростные – совокупность свойств АТС, определяющих возможные по характеристикам двигателя или сцепления ведущих колес с дорогой диапазоны изменения скоростей движения и предельные интенсивности разгона автомобиля при его работе в тяговом режиме в различных дорожных условиях.

2. Тормозные свойства – совокупность свойств АТС, определяющих максимальное замедление при его движении на различных дорогах в тормозном режиме, предельные значения внешних сил, при действии которых заторможенный автомобиль надежно удерживается на месте или имеет необходимые минимально установившиеся скорости при движении под уклон.

3. Топливная экономичность – совокупность свойств АТС, определяющих расходы топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.

4. Управляемость – совокупность свойств АТС, определяющих характеристики кинематических и силовых реакций автомобиля на управляющее воздействие.

5. Устойчивость – совокупность свойств АТС, определяющих критические параметры по устойчивости движения и положения автомобиля и его звеньев.

6. Маневренность – совокупность свойств АТС, характеризующих возможность автомобиля изменять заданным образом свое положение на ограниченной площади в условиях, требующих движения по траекториям большой кривизны с резким изменением направления, в том числе и задним ходом.

7. Плавность хода – совокупность свойств АТС, обеспечивающих ограничение в пределах установленных норм вибронагруженности водителя, пассажиров, грузов, элементов шасси и кузова.

8. Проходимость – совокупность свойств АТС, определяющих возможность движения автомобиля в ухудшенных дорожных условиях, по бездорожью и при преодолении различных препятствий.

Все свойства тесно связаны между собой, изменение одного из них приводит, как правило, к изменению других.

В основе изучения любого эксплуатационного свойства заложена система оценочных показателей и характеристик (например, максимальная скорость или зависимость скорости от времени разгона).

Соответственно имеется большое количество различного рода официальной документации, регламентирующей методики получения различных оценочных показателей и характеристик, а также их нормативные значения. К таким документам относят ГОСТы, ОСТы, РД.

Введение

Учебник «Автомобили. Эксплуатационные свойства» является вторым из серии учебников по дисциплине «Автомобили» для сту­дентов образовательных учреждений высшего профессионального образования, обучающихся по специальности «Автомобили и ав­томобильное хозяйство» направления подготовки дипломирован­ных специалистов транспорта и транспортного оборудования. Он неразрывно связан с первым учебником этой серии, носящим название «Автомобили. Основы конструкции», выпущенным Из­дательским центром «Академия» в 2004 г. и посвященным рас­смотрению типов, конструкций и работы систем и механизмов автомобилей общего назначения и специализированного подвиж­ного состава, а также возможности снижения токсичности двига­телей и шума автомобилей.

В настоящем учебнике изучаются вопросы, связанные с эксп­луатационными свойствами, обеспечивающими движение авто­мобиля и характеризующими выполнение им транспортных и спе­циальных работ: перевозки пассажиров, грузов и оборудования. Эти свойства определяют приспособленность автомобиля к усло­виям эксплуатации.

Основными эксплуатационными свойствами автомобиля явля­ются тягово-скоростные и тормозные свойства, топливная эко­номичность, управляемость, поворачиваемость, маневренность, устойчивость, проходимость, экологичность и безопасность дви­жения.

В каждой главе учебника рассматривается отдельное эксплуата­ционное свойство, его измерители и показатели, влияние на это свойство конструктивных и эксплуатационных факторов.

Чем совершеннее конструкция автомобиля и лучше его техни­ческое состояние, тем выше показатели эксплуатационных свойств. Поэтому автомобиль, его системы и механизмы проектируются таким образом, чтобы он имел определенные эксплуатационные свойства, требуемые для заданных условий эксплуатации и обес­печивающие его наиболее эффективное использование.

1. Эксплуатационные свойства автомобиля

Эксплуатационными свойствами автомобиля называются свой­ства, характеризующие выполнение им транспортных и специ­альных работ: перевозки пассажиров, грузов и специального обо­рудования. Эти свойства определяют приспособленность автомо­биля к условиям эксплуатации, а также эффективность и удоб­ство его использования.

1.1. Общие сведения

Автомобиль обладает целым рядом эксплуатационных свойств (рис. 1.1), которые составляют две группы, связанные и не свя­занные с движением автомобиля.

Тягово-скоростные и тормозные свойства, топливная эконо­мичность, управляемость, поворачиваемость, маневренность, устойчивость, проходимость, плавность хода, экологичность и безопасность обеспечивают движение автомобилей и определяют его закономерности.

Вместимость, прочность, долговечность, приспособленность к техническому обслуживанию и ремонту, погрузочно-разгрузоч-ным работам, посадке и высадке пассажиров во многом опреде­ляют эффективность и удобство использования автомобиля.

Что же представляют собой эксплуатационные свойства авто­мобиля? Дадим определения этим свойствам.

Тягово-скоростными называются свойства автомобиля, опреде­ляющие диапазоны изменения скоростей движения и максималь­ные ускорения разгона в различных дорожных условиях при рабо­те в тяговом режиме.

Тяговым называется режим движения автомобиля, при кото­ром от двигателя к ведущим колесам через трансмиссию подво­дятся мощность и крутящий момент, необходимые для движения.

Тормозными называются свойства автомобиля, определяющие максимальные замедления при торможении в различных дорож­ных условиях и обеспечивающие неподвижное удержание его от­носительно поверхности дороги.

Топливная экономичность — это свойство автомобиля, опреде­ляющее расходы топлива при выполнении транспортной работы.

Рис. 1.1. Эксплуатационные свойства автомобиля

Управляемостью называется свойство автомобиля изменять или сохранять параметры движения при воздействии водителя на ру­левое управление.

Поворачиваемость представляет собой свойство автомобиля от­клоняться вследствие увода колес от направления движения, за­данного рулевым управлением.

Маневренностью называется свойство автомобиля поворачиваться на минимальной площади и вписываться в дорожные габариты.

Устойчивость — это свойство автомобиля сохранять направле­ние движения и противостоять силам, стремящимся вызвать за­нос или опрокидывание автомобиля.

Проходимостью называется свойство автомобиля двигаться по плохим дорогам и вне дорог. Проходимость характеризует степень уменьшения средней скорости движения и производительности автомобиля в указанных условиях по сравнению с хорошими до­рогами.

Плавность хода представляет собой свойство автомобиля обес­печивать защиту перевозимых пассажиров и грузов, а также систем и механизмов автомобиля от воздействия неровностей дороги.

Экологичность — это свойство автомобиля минимально загряз­нять окружающую среду отработавшими газами и шумом.

Безопасностью движения называется свойство автомобиля дви­гаться с наименьшей вероятностью возникновения дорожно-транс-

портных происшествий. Это комплексное эксплуатационное свой­ство, связанное с управляемостью, поворачиваемостью, манев­ренностью, устойчивостью и тормозными свойствами. Безопас­ность движения — важнейшее эксплуатационное свойство, от которого зависят жизнь и здоровье людей, сохранность автомоби­ля, грузов и других материальных ценностей.

Вместимость представляет собой свойство автомобиля, опре­деляющее количество грузов или пассажиров, которые могут быть перевезены одновременно.

Прочностью называется свойство автомобиля работать без по­ломок и неисправностей.

Долговечность — это свойство автомобиля работать без интен­сивного изнашивания отдельных деталей, механизмов и систем, вызывающего прекращение эксплуатации автомобиля.

Приспособленностью к техническому обслуживанию и ремонту называется свойство автомобиля, определяющее простоту и тру­доемкость этих работ, а также время простоя при их выполнении.

Приспособленность к погрузочно-разгрузочным работам представ­ляет собой свойство автомобиля обеспечивать выполнение этих работ с наименьшими затратами времени и труда.

Приспособленностью к посадке и высадке пассажиров называет­ся свойство автомобиля, характеризующее продолжительность остановки и удобство пассажиров при входе и выходе.

1.2. Измерители и показатели эксплуатационных свойств автомобиля

Эксплуатационные свойства автомобиля оцениваются с помо­щью их измерителей и показателей.

Измерителем эксплуатационного свойства называется едини­ца измерения, характеризующая это свойство с качественной сто­роны (например, скорость движения автомобиля).

Показателем эксплуатационного свойства называется число, определяющее величину измерителя этого свойства, его количе­ство (например, значение максимальной скорости автомобиля).

Измерители и показатели эксплуатационных свойств автомо­биля устанавливаются ГОСТами, стандартами и другими норма­тивными документами. Для определения показателей эксплуата­ционных свойств проводят испытания автомобиля.

1.3. Эксплуатационные свойства и конструкция автомобиля

Эксплуатационные свойства, обеспечивающие движение авто­мобиля, существенно зависят от конструкции и технического со­стояния автомобиля, его систем и механизмов. Чем совершеннее конструкция автомобиля и лучше его техническое состояние, тем выше эксплуатационные свойства автомобиля. Поэтому автомо­биль, его системы и механизмы конструируют таким образом, чтобы он имел определенные эксплуатационные свойства,

Рис. 1.2 Связь эксплуатационных свойств с системами и механизмами автомобиля

требу­емые для заданных условий эксплуатации и обеспечивающие его эффективное использование.

На рис. 1.2 показана связь эксплуатационных свойств с теми системами и механизмами автомобиля, конструкция и техничес­кое состояние которых оказывают наибольшее влияние на эти свой­ства.

1.4. Условия эксплуатации автомобиля

Свойства автомобиля, представленные на рис. 1.1, наиболее полно проявляются в условиях эксплуатации.

Условиями эксплуатации автомобиля называются условия, в которых осуществляются перевозки пассажиров, грузов, специ­ального оборудования и которые характеризуются различными внешними факторами.

К условиям эксплуатации относятся дорожные, транспортные и природно-климатические условия.

Дорожные условия эксплуатации характеризуются рельефом местности, продольным профилем дороги и извилистостью в плане, шириной проезжей части, числом полос движения, ровнос­тью и прочностью дорожного покрытия, стабильностью состоя­ния дороги, интенсивностью, режимом и видом движения, а так­же помехами.

Основой дорожных условий эксплуатации являются дороги, которые по назначению подразделяются на дороги общего пользо­вания, автомагистрали, внутрихозяйственные (сельские) и город­ские (улицы). Дорожные условия эксплуатации оказывают наи­большее влияние на эксплуатационные свойства автомобиля.

Транспортные условия эксплуатации характеризуются видом и количеством перевозимых грузов, дальностью перевозок, спосо­бами погрузки и выгрузки грузов, режимом работы, видом марш­рутов, условиями хранения, техническим обслуживанием и ре­монтом автомобиля.

Транспортные условия эксплуатации определяют специализа­цию автомобиля, которая обеспечивает максимальную приспо­собленность к перевозке определенного вида груза.

Природно-климатические условия эксплуатации характеризуют­ся температурой окружающего воздуха, атмосферным давлением и осадками (туман, дождь, снег).

Территория России включает в себя в основном зоны умерен­ного и холодного климата. В зоне умеренного климата сосредото­чена наибольшая часть подвижного состава автомобильного транс­порта страны. Все автомобили общего назначения и специализи­рованный подвижной состав приспособлены к перевозкам в этой зоне.

В зоне холодного климата зимой температура опускается до -50°С и ниже, а продолжительность зимнего периода со снежным по­кровом в отдельных районах с суровым климатом составляет 200 — 280 дней в году. Для этой зоны должны выпускаться специальные автомобили в северном исполнении: с морозостойкими шинами, легко запускаемыми при низких температурах двигателями и т. п.

Тормозные свойства автомобиля | Теория

Торможение — процесс создания и изме­нения искусственного сопротивления дви­жению автомобиля с целью уменьшения его скорости или удержания неподвиж­ным относительно дороги.

Тормозные свойства — совокупность свойств, определяющих максимальное за­медление автомобиля при его движении на различных дорогах в тормозном режи­ме, предельные значения внешних сил, при действии которых заторможенный автомобиль надежно удерживается на месте или имеет необходимые минималь­ные установившиеся скорости при движе­нии под уклон.

Тормозной режим — режим, при котором ко всем или нескольким колесам под­водятся тормозные моменты.

Тормозные свойства относятся к важ­нейшим из эксплуатационных свойств, определяющих активную безопасность ав­томобиля, под которой понимается сово­купность специальных конструктивных ме­роприятий, обеспечивающих снижение ве­роятности возникновения ДТП.

В виду большого значения свойств, определяющих безопасность движения ав­томобиля, их регламентация является предметом ряда международных докумен­тов.

Проверка эффективности действия тормозных систем автомобиля производится измерением тормозных усилий, развиваемых на колесах (величина общей удельной тормозной силы рабочей и стояночной тормозных систем; коэффициент неравномерности тормозных сил колес оси; усилие, прикладываемое к педали тормоза), а также осмотром и проверкой отдельных составных частей систем.

Значение коэффициента осевой неравномерности тормозных сил Кн определяют отдельно для каждой оси автомобиля по формуле:

где – максимальные усилия, развиваемые тормозами соответственно на правом и левом колесе каждой оси автомобиля. Значения Кн для легковых автомобилей должны быть не более 0,09.

Значение общей тормозной силы γт определяется по формуле:

γт = ΣРт/М

где – ΣРт сумма максимальных тормозных сил на колесах автотранспортного средства кг.
М – полная масс автотранспортного средства, кг.

Величины тормозных сил корректируются с учетом затрат на усилие проворачивания колес, т.е. данных полученных перед проверкой тормозных сил.

Время срабатывания тормозов определяется как интервал времени от начала торможения до момента, в который замедление становится постоянным, т. е. тормозная сила достигает своего максимального значения и дальше остается постоянной.

Сила на органе управления (тормозной педали): для одиночных АТС категорий М1– 490Н, М2, М3, N1, N2, N3 – 686 Н; автопоездов М1 – 490Н, М2, М3, N1, N2, N3 – 686 Н.

Общая удельная тормозная сила одиночных транспортных средств не менее М1 – 0,64; М2, М3 – 0,55; N1, N2, N3 – 0,46; автопоездов М1 – 0,47; М2 –0,42; М3 – 0,51; N1 – 0,38; N2, N3 – 0,46.

Время срабатывания тормозной системы не более, с М1 – 0,5; М2,М3 – 0,8; N1 – 0.7; N2, N3 – 0,8; автопоездов с М1 – 0,5; М2 – 0,8; М3 – 0,9; N1 – 0,9; N2 – 0,7; N3 – 0,9.

Коэффициент неравномерности тормозных сил колес оси не более М1; М2 – 0,09; М3,N1, N2, N3 – 0,11; автопоездов – с М1, М2 – 0,09; М3 – 1-я ось – 0,09, последующие оси 0,13; N1 – 0,11; N2, N3 – 1-я ось – 0,09, последующие оси 0,13.

Значение общей удельной тормозной силы стояночной тормозной системы должно быть не менее 16% относительно допустимой максимальной массы одиночного автомобиля и не менее 12% относительно максимально допустимой массы комбинированного автомобиля.

В процессе эксплуатации допускается оценка тормозных качеств по величине тормозного пути и замедления автомобиля.

Тормозной путь — это расстояние, которое проходит автомобиль от начала торможения до полной остановки и определяется по формуле:

S=kv2/ 254φ

где:
k – коэффициент эффективности торможения. Он учитывает непропорциональность тормозных сил на колесах нагрузкам, приходящимся на них, а также износ, регулировку и загрязненность тормозов. Этот коэффициент показывает, во сколько раз действительное замедление подвижного состава меньше теоретического, максимально возможного на данной дороге. Величина k для грузовых автомобилей и автобусов 1,4…1,6, для легковых автомобилей 1,2
v – скорость движения в км/ч
φ – коэффициент сцепления колес с дорогой.

Замедление это величина, на которую уменьшается скорость автомобиля за единицу времени.

Табл. Нормы эффективности по тормозным качествам и замедлению (ПДД)

Наименование транспортных средств	Тормозной путь (м, не более)	Замедление (м/с2, не более)
Легковые автомобили и их модификации для перевозки грузов	12,2 (14,6)	6,8 (6,1)
Автобусы с максимальной массой: до 5 т включительно свыше 5 т	13,6 (18,7) 16,8 (19,9)	5,7 (5,0) 5,7 (5,0)
Грузовые автомобили с максимальной массой : до 3,5 т включительно от 3,5 до 12 т включительно свыше 12 т	15,1 (19,0) 17,3 (18,4) 16,0 (17,7)	5,7 (5,4) 5,7 (5,7) 6,2 (6,1)
Двухколесные мотоциклы и мопеды	7,5 (7,5)	5,5 (5,5)
Мотоциклы с прицепом	8,2 (8,2)	5,0 (5,0)
Автопоезда, тягачами которых являются легковые автомобили и их модификации для перевозки грузов	13,6 (14,5)	5,9 (6,1)
Автобусы с максимальной массой: до 5 т включительно свыше 5 т	15,2 (18,7) 18,4 (19,9(	5,7 (5,5) 5,5 (5,0)
Грузовые автомобили с максимальной массой: до 3,5 т включительно от 3,5 т до 12 т включительно свыше 12 т	17,7 (22,7) 18,8 (22,1) 18,4 (21,9)	4,6 (4,7) 5,5 (4,9) 5,5 (5,0)

1. Величины тормозного пути и установившегося замедления, приведенные в скобках, распространяются на транспортные сред­ства, производство которых было начато до 1 января 1981 г.
2. Испытания проводятся на горизонтальном участке дороги с ровным, сухим, чистым цементно- или асфальтобетонным покры­тием при начальной скорости торможения 40 км/ч для автомоби­лей, автобусов и автопоездов и 30 км/ч для мотоциклов и мопедов. Транспортные средства испытывают в снаряженном со­стоянии с водителем путем однократного воздействия на орган управления рабочей тормозной системы.
3. Эффективность рабочей тормозной системы автотранспортных средств может быть оценена и по другим показателям в соответствии с ГОСТ 25478-91.

Стояночная тормозная система не обеспечивает неподвижного состояния:

• транспортных средств с полной нагрузкой — на уклоне до 16% включительно
• легковых автомобилей и автобусов в снаряженном состоянии — на уклоне до 23% включительно
• грузовых автомобилей и автопоездов в снаряженном состоянии — на уклоне до 31% включительно

Рычаг (рукоятка) управления стояночной тормозной си­стемой не удерживается запирающим устройством.