Автомобили: эксплуатационные свойства

 

     Принимая  во внимание, что на переключение передач затрачивается время , за которое автомобиль преодолевает путь строим графики времени (рисунок 5) и пути (рисунок 6) разгона автомобиля.

     Как видно из графиков, при разгоне  до 60 км/ч автомобиль КрАЗ-65032-040 проходит путь 400 м за 39,26 с. 

     1.6 Топливно-экономическая характеристика  

       Топливно-экономической  характеристикой автомобиля называется зависимость путевого расхода топлива от скорости установившегося движения автомобиля при различных коэффициентах суммарного сопротивления дороги.

       Расход  топлива на 100 км пути (кг) рассчитывается  по формуле:

        , (37)

       где Q_t – часовой расход топлива г/кВт час.

       По  методике профессора Н.А. Яковлева Q_t находят с использованием безразмерных характеристик, представляющих собой зависимости

         Q₁/Q_max от n_e/n_N и Q_t /Q₁ от нагрузки Р_с/Р_к. Здесь Q₁ – текущее значение часового расхода при полном открытии дроссельной заслонки и при различных частотах вращения коленчатого вала, кг/час; Q_max – часовой расход топлива при полном открытии дроссельной заслонки, соответствующий максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя; Q_t – текущее значение часового расхода топлива.

       Задавшись минимальным удельным расходом g_{e min},  рассчитывают максимальный часовой расход, кг/час:

        , (38)

       Далее расчет ведут следующим образом:

       1. Задаваясь различными условиями движения (ψ, V_a), определяют нагрузку двигателя Р_с/Р_к.

       2. Вычисляют отношения частот вращения n_e/n_N для тех же условий движения.

       3. По отношениям n_e/n_N из графика Q₁/Q_max = f(n_e/n_N) находят величину Q₁/Q_max.

       4. По отношениям Р_с/Р_к из графика Q_t /Q₁ = f(Р_с/Р_к) находят величину Q_t /Q₁.

       5. По значению Q_max  и отношения Q₁/Q_max находят Q₁, а затем по Q_t /Q₁ находят Q_t.

       6. Имея величину часовых расходов  Q_t для разных условий движения, по формуле (37) вычисляют расходы топлива на 100 км пути. 
 

Рисунок 5 – График времени разгона автомобиля КрАЗ-65032-040

Рисунок 6 – График пути разгона автомобиля КрАЗ-65032-040

       Для VIII-й передачи, при ψ = 0,015, n_e= 600 об/мин, n_N= 2200 об/мин, V_a = 16,07 км/час,P_k = 9491 Н, P_ω = 124,41 Н находим:

       P_ψ = G_a · ψ = 22400 · 9,81 · 0,015 = 3296,16 Н;

       P_c = P_ψ+ P_ω = 3296,16 + 124,41 = 3420,57 Н;

       Р_с/Р_к = 3420,57 /9491 = 0,360;

        кг/час;

       По  графику Q₁/Q_max = f(n_e/n_N) при n_e/n_N = 0,273, Q₁/Q_max = 0,3;

       Q₁ = Q₁/Q_max · Q_max = 0,3 · 43,56 = 13,07 кг/час;

       По  графику Q_t /Q₁ = f(Р_с/Р_к)  при Р_с/Р_к = 0,360, Q_t /Q₁ = 0,45;

       Q_t = Q_t /Q₁ · Q₁ = 0,45 · 13,07 = 5,88 кг/час;

         кг/100 км.

       Все расчеты сведем в таблицу 7 и построим топливно - экономическую характеристику автомобиля (рисунок 7). 
 

Таблица 7 — Результаты расчета топливно-экономической  характеристики автомобиля КрАЗ-65032-040 

1.7 Тормозная динамика автомобиля 

       Тормозные свойства — способность автомобиля быстро снижать скорость вплоть до полной остановки. Тормозные свойства существенно влияют на среднюю скорость. Чем надежнее тормозная система, тем с большей скоростью может двигаться автомобиль при прочих равных условиях, тем выше его средняя скорость. Тормозные свойства тесно связаны с безопасностью движения, и потому ухудшение их недопустимо на любом периоде эксплуатации автомобилей.

       В качестве измерителей тормозных  свойств служат замедление , время и путь торможения. 

Рисунок 7 – Топливно-экономическая характеристика автомобиля

КрАЗ-65032-040

       При торможении автомобиля с отключенным  двигателем замедление определяется по формуле:

        , (39)

где  — тормозная сила;

        — коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при движении накатом.

       Если  торможение осуществляют с наибольшей интенсивностью ( ), то можно пренебречь силами и , а также , тогда

        , (40)

где  — коэффициент сцепления шины с дорогой (максимальный).

        ;

        ;

        ;

        .

       Время торможения при наибольшей интенсивности затормаживания определяют на основе формулы:

        ; (41)

при торможении до полной остановки ( ):

        , (42)

где  — скорости автомобиля соответственно в начале и конце торможения, м/с.

        .

       Путь  торможения , определяют из дифференциального выражения для пути:

       

        , (43)

при торможении до полной остановки ( ):

        . (44)

       Действительные  показатели торможения хуже тех, которые  дают формулы. Чтобы приблизить результаты расчетов к экспериментальным данным, Д.П.Великанов предложил ввести в расчетные формулы коэффициент эффективности торможения К_э. Тогда

        . (45)

       Для грузовых автомобилей и автобусов .

       

       Остальные расчетные данные сведены в таблицу 8.

       Выражение (45) позволяет рассчитать величину тормозного пути для случая, когда колеса автомобиля полностью заторможены. Действительный остановочный тормозной путь будет больше.

       Время , от момента появления препятствия до момента прикосновения ноги водителя к педали тормоза называют временем реакции водителя. Оно зависит от физиологического состояния водителя и степени его тренированности. Это время составляет 0,5... 1,5с .

       Время от момента соприкосновения ноги водителя с педалью тормоза до начала действия тормозов, т.е. до появления замедления автомобиля, называют временем запаздывания тормозного привода. Оно зависит от величины зазоров в тормозном приводе и механизмах, деформации деталей привода и рабочего агента (тормозной жидкости или воздуха). Для гидравлического привода , для пневматического , а при длинных воздухопроводах (автопоезда) значительно больше.

       Время от появления замедления до его максимального значения, зависит в основном от величины зазора между тормозными колодками и барабанами, а также от сжатия рабочего агента (тормозной жидкости или воздуха). Для гидравлического привода , для пневматического , а в автопоездах . Время называют временем срабатывания тормозного привода ; — время, соответствующее полному включению тормозов; — время спада замедления после прекращения нажатия на педаль тормоза; .

       С учетом изложенного, остановочный тормозной  путь складывается из пути, проходимого автомобилем при торможении за время . В течение времени начальная скорость автомобиля практически не снижается. За время происходит некоторое её снижение. Наиболее интенсивно она снижается в течение времени , когда колеса полностью заторможены.

       Скорость  движения автомобиля в начале третьей  фазы торможения:

        , (46)

        .

       Остальные результаты расчётов тормозной характеристики представлены в таблице 8. На рисунках 8 и 9 представлена тормозная диаграмма и тормозная характеристика автомобиля КрАЗ-65032-040. 

Таблица 8 — Результаты расчета пути торможения характеристики автомобиля КрАЗ-65032-040

Рисунок 8 – Тормозная диаграмма автомобиля КрАЗ-65032-040

Рисунок 9 – Тормозная характеристика автомобиля КрАЗ-65032-040

1.8 Проходимость автомобиля

 

     Проходимость - это эксплуатационное свойство, характеризующее  способность автомобиля передвигаться по опорной поверхности, создающей большие сопротивления движению, обусловленные её реологическими свойствами, сложным рельефом или наличием на ней локальных препятствий.

     Показатели  опорных свойств. Основным показателем  опорных свойств является коэффициент сопротивления качению. Его значение зависит не только от реологических свойств грунта, но и от конструкции автомобильных колес (шин) для оценки опорных свойств автомобиля используют и другой показатель — величину давления шин на грунт:

       (47)

     где F_ш — площадь контакта шины с дорогой;

     n_ш число шин.

     Показатели  сцепных свойств. Сцепные свойства автомобиля характеризуются величиной сцепной массы (М_с), т.е. массы, приходящейся на ведущие колеса автомобиля; коэффициентом сцепной массы (m_c = М_с / М_а) и коэффициентом сцепления шин с опорной поверхностью (φ_х). Перечисленные показатели определяют предельную величину силы тяги, которая может быть реализована ведущими колесами по сцеплению.