Эксплуатационные свойства транспортных средств


Министерство образования и науки Украины
Государственное высшее учебное заведение
«Приазовский государственный технический университет»
Кафедра «Автомобильный транспорт»
Белокузов О. В.
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Методические указания
по выполнению практических работ
по курсу «Эксплуатационные свойства автотранспортных средств»
для студентов направления подготовки
6.070101 «Транспортные технологии»
дневной и заочной форм обучения
Мариуполь
2015

УДК 629.36
Эксплуатационные свойства автотранспортных средств [Электронный ресурс] : методические указания по выполнению практических работ по курсу «Эксплуатационные свойства автотранспортных средств» для студентов специальности «Организация перевозок и управления на транспорте ( по видам)» всех форм обучения / сост. О. В. Белокузов. – Мариуполь : ПГТУ, 2015. – 41 с. – Режим доступа: http://umm.pstu.edu/handle/123456789/9968
Методические указания содержат варианты индивидуальных заданий, краткий теоретический материал и порядок выполнения практических расчетов эксплуатационных свойств автомобиля, характеризующих тяговоскоростные и топливно-экономические качества автомобиля, а также список рекомендуемой литературы.
СоставительО. В. Белокузов, ассистент

РецензентИ. И. Пирч, канд. техн. наук, доцент
Утверждено
на заседании кафедры «Автомобильный транспорт»,
протокол № 8 от 25 декабря 2014 г.
Утверждено
методической комиссией факультета транспортных технологий,
протокол № 5 от 13 января 2015 г.
© ГВУЗ «ПГТУ», 2015

СОДЕРЖАНИЕ
TOC \o "1-3" \h \z \u ВВЕДЕНИЕ PAGEREF _Toc444288457 \h 5Практическая работа № 1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ СО СКОРОСТНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ДВИГАТЕЛЯ PAGEREF _Toc444288458 \h 61.1 Содержание работы PAGEREF _Toc444288459 \h 61.2 Краткие теоретические положения PAGEREF _Toc444288460 \h 61.3 Порядок выполнения работы PAGEREF _Toc444288461 \h 8Практическая работа № 2. ТЯГОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ PAGEREF _Toc444288462 \h 122.1 Содержание работы PAGEREF _Toc444288463 \h 122.2 Краткие теоретические положения PAGEREF _Toc444288464 \h 122.3 Порядок выполнения работы PAGEREF _Toc444288465 \h 142.4 Варианты задания на практическую работу PAGEREF _Toc444288466 \h 15Практическая работа № 3. СИЛОВОЙ БАЛАНС АВТОМОБИЛ PAGEREF _Toc444288467 \h 163.1 Содержание работы PAGEREF _Toc444288468 \h 163.2 Краткие теоретические положения PAGEREF _Toc444288469 \h 163.3 Порядок выполнения работы PAGEREF _Toc444288470 \h 183.4 Варианты задания на практическую работу PAGEREF _Toc444288471 \h 20Практическая работа № 4. МОЩНОСТНОЙ БАЛАНС АВТОМОБИЛЯ PAGEREF _Toc444288472 \h 214.1 Содержание работы PAGEREF _Toc444288473 \h 214.2 Краткие теоретические положения PAGEREF _Toc444288474 \h 214.3 Порядок выполнения работы PAGEREF _Toc444288475 \h 224.4 Варианты задания на практическую работу PAGEREF _Toc444288476 \h 24Практическая работа № 5. ПОСТРОЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ПАСПОРТА АВТОМОБИЛЯ PAGEREF _Toc444288477 \h 255.1 Содержание работы PAGEREF _Toc444288478 \h 255.2 Краткие теоретические положения PAGEREF _Toc444288479 \h 255.3 Порядок выполнения работы PAGEREF _Toc444288480 \h 265.4 Варианты задания на практическую работу PAGEREF _Toc444288481 \h 28Практическая работа № 6. ТОПЛИВНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ PAGEREF _Toc444288482 \h 296.1 Содержание работы PAGEREF _Toc444288483 \h 296.2 Краткие теоретические положения PAGEREF _Toc444288484 \h 296.3 Порядок выполнения работы PAGEREF _Toc444288485 \h 30Практическая работа № 7. ТОРМОЗНЫЕ СВОЙСТВА АВТОМОБИЛЯ PAGEREF _Toc444288486 \h 337.1 Содержание работы PAGEREF _Toc444288487 \h 337.2 Краткие теоретические положения PAGEREF _Toc444288488 \h 337.3 Порядок выполнения работы PAGEREF _Toc444288489 \h 357.4 Варианты задания на практическую работу PAGEREF _Toc444288490 \h 38Приложение А Индивидуальное задание на практическую работу PAGEREF _Toc444288491 \h 39Приложение Б Справочный материал PAGEREF _Toc444288492 \h 40
ВВЕДЕНИЕМетодические указания к практическим работам формируют цель, объем и содержание практических занятий по дисциплине «Эксплуатационные свойства автотранспортных средств».
Основной целью практических работ является приобретение студентами знаний, умений и навыков по оценке технико-эксплуатационных свойств различных типов и марок автомобилей в разнообразных эксплуатационных и дорожных условиях, приобретение навыков работы с литературными источниками.
Для каждого занятия приведен необходимый минимум теоретического материала, который студентам рекомендуется изучить перед решением конкретных задач, а также необходимая литература, в которой студент может найти соответствующие справочные данные для выполнения задания.
Практические занятия является важным этапом в формировании специальных инженерных знаний студентов, обучающихся по специальности «Организация перевозок и управления на транспорте (по видам)» и в определенной мере, позволяют реализовать концепцию индивидуального подхода в учебном процессе.
Выполнение практических работ включает также дополнительное самостоятельное изучение требований стандартов и других нормативно-технических документов к транспортным средствам, дорожным условиям, а также к степени воздействия транспортного процесса на окружающую среду.
Практические работы рассчитаны на 24 академических часа и выполняются параллельно с изучением теоретического курса в 6-м семестре студентами дневной формы обучения и в 8-м семестре студентами заочной формы обучения.

Практическая работа № 1.ОЗНАКОМЛЕНИЕ СО СКОРОСТНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ДВИГАТЕЛЯ
Цель работы: Получение представления о характеристиках двигателя, методике расчета внешней скоростной характеристики двигателя и оценке конструктивных особенностей автомобиля.
1.1 Содержание работы1) По варианту задания выбрать автомобиль и его технические характеристики;
2) По приведенным характеристикам двигателя выполнить расчеты эффективной мощности, эффективного крутящего момента и удельного эффективного расхода топлива;
3) Построить на основании расчетов внешнюю скоростную характеристику двигателя.
1.2 Краткие теоретические положенияСкоростная характеристика двигателя – это зависимость мощности и крутящего момента от частоты вращения при установившемся режиме работы. Скоростную характеристику, полученную при полной подаче топлива, называет внешней скоростной характеристикой двигателя.
С помощью скоростных характеристик можно оценить соответствие типа двигателя условиям его применения. Скоростные характеристики получают стендовыми испытаниями по стандартным методикам.
Важнейшими параметрами скоростной характеристики являются: максимальная эффективная мощность Nmax; максимальный эффективный момент Mmax; эффективный момент при максимальной эффективной мощности MN; минимальная частота вращения коленчатого вала, при которой двигатель работает устойчиво nmin; частота вращения коленчатого вала при максимальном моменте nM ; частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности nN; максимальная частота вращения коленчатого вала nmax; коэффициент приспосабляемости по моменту КМ и коэффициент приспосабляемости по частоте Kn.
Эффективная мощность двигателя определяется выражением:
(1.1)
где N max – максимальная мощность двигателя, кВт;

a,b,c – постоянные эмпирические коэффициенты для конкретного двигателя;
nN – частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности, об/мин
nei – текущее (изменяющееся) значение оборотов коленчатого вала, об/мин.
Эффективный крутящий момент двигателя:
, (1.2)
где МN – эффективный крутящий момент при максимальной мощности двигателя, Нм.
Эффективный крутящий момент при максимальной мощности двигателя может быть определен из выражения:
. (1.3)
Способность двигателя автоматически приспосабливаться к изменению нагрузки и оборотов характеризуется следующими коэффициентами:
Коэффициент приспособляемости по моменту
(1.4)
где M max – максимальный крутящий момент, развиваемый двигателем;
M N – крутящий момент, соответствующий максимальной мощности.
Коэффициент приспособляемости по частоте
(1.5)
где nN, nM – частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности и максимальном крутящем моменте соответственно.
Значения Mmax, Nmax , nN и nM необходимо взять из таблицы индивидуального задания на практическую работу.

Предварительно определив значения коэффициентов КМ и Кn по формулам (1.4) и (1.5) рассчитывают величину коэффициентов (a, b, c) по приведенным соотношениям соответственно:
. Топливная экономичность двигателя характеризуется удельным эффективным расхода топлива ge в г/кВт·ч, зависящим от частоты вращения коленчатого вала и от мощности двигателя:
, (1.9)
где gemin – минимальный удельный эффективный расход топлива (для карбюраторных двигателей gemin = 307–327 г/кВт·ч, для дизельных gemin = 238 г/кВт·ч);
β0, β1, β2 – эмпирические коэффициенты, зависящие от типа двигателя, значения которых представлены в таблице 1.1
Таблица 1.1 – Значения эмпирических коэффициентов
Тип двигателя
Карбюраторный 1,25 1,25 1,04
Дизельный 1,13 1,13 0,73
Кривую, характеризующую изменение ge, наносят на график скоростной характеристики и отмечают на ней минимальный удельный эффективный расход топлива gemin и соответствующие ему обороты коленчатого вала ng.
1.3 Порядок выполнения работыДля выполнения расчетной части задания за объект расчета принимается конкретный двигатель предложенного автомобиля, согласно варианту задания из таблицы 1.3.
В технических характеристиках автомобиля приводятся значения максимальной мощности и максимального крутящего момента (Nmax , М max) при соответствующих оборотах коленчатого вала (nN, nM,), которые и будут являться исходными данными для выполнения расчетов.
Расчет ведется при различных текущих значениях частоты вращения коленчатого вала двигателя в диапазоне от nmin до nmax.

Расчет внешней скоростной характеристики начинают с разбиения интервала частоты вращения коленчатого вала двигателя от минимальной (nmin) до максимальной (nmax) на несколько (не менее 6) промежуточных значений. В этот интервал включаются значения частоты при максимальной мощности nN и крутящем моменте nM.
Значение минимальной частоты вращения коленчатого вала можно принять равным 600 об/мин. для дизелей и 800 об/мин. для бензиновых двигателей.
Значение максимальных оборотов коленчатого вала двигателя можно принять nmax = 1,2 nN для карбюраторных двигателей без ограничителя. Для остальных двигателей nmax ≈ nN.
При расчетах следует учитывать, что угловая скорость вращения коленчатого вала связана с его частотой вращения соотношением: ω = πn/30.
При определении значений , и в соответствующие формулы подставляют отношение, ne/nN изменяя его от 0,2 до 1,0, если двигатель дизельный или карбюраторный с ограничением числа оборотов, или от 0,2 до 1,2, если двигатель карбюраторный без ограничения числа оборотов (легковые автомобили). И в том и в другом случаях, отношение (ne/nN) изменяют с шагом 0,2, т.е. 0,2; 0,4; 0,6 и т.д.
Расчётные значения , и вносят в таблицу 1.2 и по её данным строят скоростную характеристику двигателя рис. 1.1
Таблица 1.2 – Сводная таблица для построения внешней скоростной характеристики
_____ 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
Скоростная характеристика двигателя определяется зависимостями N е и М к от частоты вращения коленчатого вала.
Правила построения скоростной характеристики.
1. Рисунок с графиками располагают, как правило, горизонтально. Оптимальное соотношение сторон поля графиков (рис. 1.1.) (1,6 : 1). Например, длина – 160 мм, высота – 100 мм.
2. Определяют диапазон величин, изображаемых на рисунке.
3. Определяем масштабы по осям абсцисс и ординат делением величины диапазона на длину шкалы.

4. Строят координатную сетку. Выбирают шаг сетки из целых круглых значений рассматриваемой величины, чтобы диапазон делился на 4–10 интервалов. Меньшее число интервалов усложняет восприятие информации, большее «затеняет» рисунок. Граничные (первый и последний) интервалы допускается обрывать.
На поле графика скоростной характеристики наносят значения коэффициентов Км и Кn.

Рисунок 1.1 – Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя без ограничителя числа оборотов
Оси координат, значения, наименования величин и все пояснительные надписи выполняют основной линией. Координатную сетку и вспомогательные построения выполняют выносной линией. Ширина выносной линии 0,3–0,5 основной. В случае необходимости, поле рисунка можно сместить относительно координатной сетки. Наименование и размерность величин не должны выступать за границы поля рисунка.
По изученному материалу и полученным данным составить отчет, который должен содержать:
1.Дату выполнения работы;
2. Ф.И.О. студента и группа;
3.Тему и цель работы;
4. Необходимые исходные данные согласно варианту задания;
5. Краткие теоретические положения и пояснения к расчетам;
6. Сводную таблицу;
7. Внешнюю скоростную характеристику;
8. Вывод.

1.4 Варианты задания на практическую работу
Таблица 1.3 – Варианты заданий на практическую работу № 1

варианта Автомобиль №
варианта Автомобиль
00 ВАЗ-2101 19 Москвич-2140
01 ВАЗ-21093 20 ВАЗ-21213
02 РАФ-2203 21 ЗиЛ-157КДВ
03 ИЖ-2715 22 КрАЗ-260
04 ЗиЛ-133ГЯ 23 МАЗ-5429
05 КАМАЗ-5320 24 ЗиЛ-114
06 ВАЗ-2112 25 ЗАЗ-968А
07 ГАЗ-24 26 ВАЗ-2109
08 ЛиАЗ-5256 27 09 Урал-375 28 10 ВАЗ-1111 29 11 ГАЗ-66 30 12 ГАЗ-2402 31 13 ВАЗ-1118 «Калина» 32 14 ЛАЗ-695 33 15 ВАЗ-21081 34 16 УАЗ-3162 35 17 ЗиЛ-5301 36 18 ВАЗ-2121 37 Список рекомендованных источников
1. Вахламов В. К. Автомобили: Эксплуатационные свойства / В. К. Вахламов. – М. : Издательский центр Академия, 2005. – 240 с.
2. Волков В. П. Теорія руху автомобіля : підручник / В. П. Волков, Г. Б. Вільський. – Суми : Університетська книга, 2010. – 320 с.
3. Стуканов В. А. Основы теории автомобильных двигателей и автомобиля : учебное пособие / В. А Стуканов. – М. : ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. – 368 с.
4. Краткий автомобильный справочник / А. Н. Понизовкин, Ю. М. Власко и др. – М. : АО ТРАНСКОНСАЛТИНГ, НИИАТ, 1994. – 779 с.

Практическая работа № 2.ТЯГОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯЦель работы: Ознакомление с методикой решения задач по оценке тяговоскоростных свойств различных автомобилей с помощью тяговой характеристики.
2.1 Содержание работы1) По варианту задания выбрать автомобиль и его технические характеристики трансмиссии и маркировку шин;
2) По характеристикам трансмиссии выполнить расчеты по определению передаточных чисел на каждой передаче и тяговой силе на ведущих колесах;
3) Построить на основании расчетов тяговую характеристику автомобиля.
2.2 Краткие теоретические положенияТяговой характеристикой автомобиля называется зависимость силы тяги на ведущих колесах от скорости движения автомобиля на различных передачах.
Параметры тягово-скоростных свойств автомобиля определяются при работе двигателя с полной подачей топлива. Для этих условий строится тяговая характеристика автомобиля – зависимость тяговой силы (Pт) на колесах автомобиля от скорости (v) eгo движения.

Рисунок 2.1 – Тяговая характеристика автомобиля
Тяговая сила зависит от величины крутящего момента (Mк) развиваемого двигателем, передаточного числа uт трансмиссии, радиуса rк колеса и определяется из соотношения:

(2.1)
где Mк – крутящий момент, развиваемый двигателем, Нм;
Mе – эффективный крутящий момент, развиваемый двигателем, Нм;
uт – передаточное число трансмиссии;
ηтр – коэффициент полезного действия трансмиссии;
rк – радиус колеса, м.
Для определения силы тяги на ведущих колесах необходимо предварительно рассчитать эффективный крутящий момент, развиваемый двигателем, при заданных оборотах коленчатого вала двигателя. В настоящей практической работе используется уже рассчитанный эффективный крутящий момент в практической работе № 1.
Передаточное число трансмиссии:
(2.2)
где uк – передаточное число коробки передач;
uд – передаточное число дополнительной коробки передач (раздаточная коробка, делитель, демультипликатор);
uг – передаточное число главной передачи.
Значения КПД трансмиссии различных типов автомобилей можно принять:
Легковые автомобили классической компоновки 0,90–0,92
Легковые переднеприводные с поперечным расположением двигателя 0,91–0,93
Грузовые автомобили и автобусы 0,82–0,85
Автомобили повышенной проходимости 0,80–0,85
Приближенно rк (в мм.) можно определить по формуле:
(2.3)
где d – посадочный диаметр обода, мм;
Δ – Н/В – отношение высоты профиля шины к его ширине;
λсм – коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой.
Значения Н/В и λсм для различных шин следующие:
– шины грузовых автомобилей и шины с регулируемым давлением
(кроме широкопрофильных) – Н/В = 1; λсм = 0,85–0,9;

– широкопрофильные – Н/В = 0,7; λсм = 0,85;
шины легковых автомобилей:
– диагональные с дюймовым обозначением – Н/В = 0,95; λсм = 0,85–0,9;
– со смешанным обозначением – Н/В = 0,8–0,85; λсм = 0,8–0,85;
– радиальные – Н/В = 0,7; λсм = 0,8–0,85.
У радиальных шин чаше всего Н/В входит в обозначение шины. Например, у шины – 205/70R14: 70 – величина (Н/В) в %, 205 – (В) в мм.
У диагональных шин значения (d) и (В) также входят в обозначение шин. Например, у шины – 155–330(6,15–13): В = 155 мм; d = 330 мм. В скобках приведены размеры в дюймах.
Скорость движения автомобиля (vа) в км/ч связана с оборотами коленчатого вала двигателя (nеi) следующей зависимостью:
. (2.4)
2.3 Порядок выполнения работыПрактическая работа выполняется на основе сведений по индивидуальному заданию.
По данным о трансмиссии производится расчет передаточных чисел трансмиссии для каждой передачи и выбирается КПД трансмиссии.
На основании сведений о шинах, применяемых на предлагаемом по варианту задания автомобиле, рассчитывается радиус колеса автомобиля.
Разбивка диапазона оборотов коленчатого вала двигателя и значения эффективного крутящего момента для этих оборотов принимается с практической работы №1
Расчет выполняется для каждой передачи и заносится в таблицу 2.1.
На основании расчетных данных строится тяговая характеристика автомобиля, пример которой представлен на рисунке 2.1.
При построении тяговой характеристики нужно придерживаться следующих рекомендаций:
1) Горизонтальная ось координат графика должна быть снабжена дополнительными шкалами частот вращения коленчатого вала для всех используемых при построении передаточных чисел трансмиссии автомобиля. При этом на каждой шкале должны быть нанесена соответствующая равномерная разбивка или, по крайней мере, указана цена деления;
2) Указанная шкала может быть использована для построения регуляторной ветви графика тягового баланса на выбранной передаче;
4) На графике тягового баланса должны быть отмечены величины максимальной сила тяги Рmax на высшей и низшей передачах в трансмиссии, соответствующие им скорости.

Таблица 2.1 – Сводная таблица для построения тяговой характеристики
_____ 0,…. 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
U1 = Vaкм/ч PІ Н U2 = Vaкм/ч PІІ Н Un = Vaкм/ч PnН По изученному материалу и полученным данным составить отчет, который должен содержать:
1.Дату выполнения работы;
2. Ф.И.О. студента и группа;
3.Тему и цель работы;
4. Необходимые исходные данные согласно варианту задания;
5. Краткие теоретические положения и пояснения к расчетам;
6. Сводную таблицу для построения тяговой характеристики;
7. Тяговую характеристику;
8. Вывод.
2.4 Варианты задания на практическую работуВарианты задания на практическую работу выбираются из практической работы № 1 и индивидуального задания.
Список рекомендованных источников
1. Вахламов В. К. Автомобили: Эксплуатационные свойства / В. К. Вахламов. – М. : Издательский центр Академия, 2005. – 240 с.
2. Волков В. П. Теорія руху автомобіля : підручник / В. П. Волков, Г. Б. Вільський. – Суми : Університетська книга, 2010. – 320 с.
3. Стуканов В. А. Основы теории автомобильных двигателей и автомобиля : учебное пособие / В. А Стуканов. – М. : ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. – 368 с.
4. Краткий автомобильный справочник / А. Н. Понизовкин, Ю. М. Власко и др. – М. : АО ТРАНСКОНСАЛТИНГ, НИИАТ, 1994. – 779 с.

Практическая работа № 3.СИЛОВОЙ БАЛАНС АВТОМОБИЛЯ
Цель работы: Ознакомление с методикой решения задач по оценке тягово-скоростных свойств различных автомобилей с помощью уравнения силового баланса.
3.1 Содержание работы1) По варианту задания выбрать автомобиль и его технические характеристики трансмиссии и маркировку шин;
2) По приведенным характеристикам трансмиссии выполнить расчеты по определению сил сопротивления движению и тяговой силе на ведущих колесах в зависимости от заданных условий движения;
3) Построить на основании расчетов график силового баланса автомобиля.
3.2 Краткие теоретические положенияСила тяги на ведущих колесах расходуется на преодоление сил сопротивления дороги, воздуха и инерции.
Уравнение движения автомобиля решают, приближенно используя графоаналитические методы. Наибольшее распространение получили методы силового баланса, мощностного баланса и динамической характеристики.
Уравнение силового баланса имеет вид:
(3.1)
где Pт – тяговая сила на ведущих колесах автомобиля, Н;
Рд – сила сопротивления дороги, Н;
Pв – сила сопротивления воздуха, Н;
Pи – приведенная сила инерции, Н.Сила сопротивления дороги характеризуется зависимостью:
(3.2)
где ψ – коэффициент сопротивления дороги;
Ga – вес автомобиля Н.Коэффициент сопротивления дороги характеризует дорогу в общем случае:
. При малых углах подъема (не превышающих 5º), характерных для большинства автомобильных дорог с твердым покрытием, коэффициент сопротивления дороги определится как:
, (3.3)
где f – коэффициент сопротивления качению колес;
i – уклон дороги.
Коэффициент f сопротивления качению колес растет с увеличением скорости движения автомобиля, и в этом случае его определяют как:
, (3.4)
где f0 – коэффициент сопротивления качению колес при скорости до 20 км/ч.;
v – скорость движения автомобиля, м/с.
Значения f0 для различных типов дорожного покрытия приведены в задании.
Уклон дороги для указанных выше категорий дорог будет составлять:
, (3.5)
где α – угон уклона дороги.
Сила сопротивления воздуха определяется по зависимости:
, (3.6)
где kв – коэффициент лобового сопротивления автомобиля, зависящий от его формы, Нс2/м4;
Fa – лобовая площадь автомобиля, м2;
v – скорость движения автомобиля, м/с.
На практике лобовую площадь определяют приближенно для грузовых автомобилей и автобусов и легковых автомобилей соответственно:
(3.7)
где H – наибольшая высота автомобиля, м;
В – колея грузового автомобиля и автобуса, м;
Bл – наибольшая ширина легкового автомобиля, м.
Следует отметить, что при установившемся прямолинейном движении автомобиля его ускорение (j = 0). Следовательно Pи = 0.
Возможность движения автомобиля может быть ограничена буксованием ведущих колес. Автомобиль движется без буксования, если сила тяги на ведущих колесах меньше, чем сила их сцепления с дорогой, т.е.: (Рт < Рсц). Если (Рт > Рсц) то ведущие колеса будут пробуксовывать.
Силу (Pсц) сцепления ведущих колес при движении автомобиля по горизонтальной дороге можно определить как:
(3.8)
где Gсц – сцепной вес автомобиля,
φх – коэффициент продольного сцепления колеса с дорогой.
Для автомобиля колесной формулой 4×2 и 6×4 сцепной вес (Gсц) – часть веса (Ga) автомобиля, приходящаяся на ведущие колеса. Для автомобилей колесной формулы 4×4 и 6×6 – (Gсц = Gа).
3.3 Порядок выполнения работыПрактическая работа выполняется на основе сведений о технических характеристиках автомобиля и варианта задания. На основании сведений об условиях движения по варианту задания, рассчитывается силы сопротивления дороги. По данным о весовых и габаритных параметрах автомобиля производится расчет сил сопротивления движению.
Разбивка диапазона скоростей движения автомобиля принимается из практической работы № 2.
Расчет выполняется для каждой значения скорости и заносится в таблицу 3.1
Таблица 3.1 – Сводная таблица для расчета значений Pд, Рв и PΣ
v м/с км/ч Pд,H Pв,H PΣ, H Суммарное сопротивление движению автомобиля при отсутствии разгона будет определено как: PΣ = Pд + Рв.
Подставляя в (3.4) и (3.6) значения скорости v, рассчитывают Pд, Рв и PΣ .
На основании расчетных данных строится Тяговый баланс автомобиля, пример которого представлен на рисунке 3.1.

Пo полученным значениям Pд, Pв и PΣ на тяговой характеристике Pт(v) строится зависимость Pд(v), Рв(v), PΣ(v) (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 – График силового баланса автомобиля
В нижней части графика наносят кривые (Рд) и (Pд + Рв) построенные для одного значения коэффициента сопротивления дороги ψ. Значения коэффициента (φх) и угол уклона дороги даны в задании.
При анализе полученного графика силового баланса нужно обратить внимание на определение основных показателей динамичности автомобиля при движении.
График РΣ(v) определяет величину тяговой силы необходимой для равномерного движения автомобиля в заданных дорожных условиях.
Если кривая (Pт) проходит выше кривой (Pд + Рв) то отрезки, заключенные между этими кривыми, представляют собой нереализованную часть – запас силы тяги (Pз), которую можно использовать для преодоления повышенного сопротивления дороги или для разгона автомобиля. Если (Pт < PΣ), то автомобиль движется с замедлением.
Максимальную скорость (vmax) движения автомобиля можно определить из абсциссы точки пересечения графиков Ρт(v) и PΣ(v) (величину абсциссы следует умножить на масштаб).
По изученному материалу и полученным данным составить отчет, который должен содержать:
1.Дату выполнения работы;
2. Ф.И.О. студента и группа;
3.Тему и цель работы;
4. Необходимые исходные данные согласно варианту задания;
5. Краткие теоретические положения и пояснения к расчетам;
6. Сводную таблицу для построения силового баланса;
7. График силового баланса автомобиля;
8. Вывод.

3.4 Варианты задания на практическую работу№ варианта Модель автомобиля Тип дорожного покрытия
00 ВАЗ-2101 Асфальт 0,017 1 0,65
01 ВАЗ-21093 Асфальт 0,018 2 0,8
02 РАФ-2203 Асфальт 0,021 3 0,68
03 ИЖ-2715 Гравийное шоссе 0,023 2 0,66
04 ЗиЛ-133ГЯ Грунтовая дорога 0,036 3 0,55
05 КАМАЗ-5320 Гравийное шоссе 0,025 3 0,58
06 ВАЗ-2112 Асфальт 0,020 2 0,7
07 ГАЗ-24 Асфальт 0,019 2 0,75
08 ЛиАЗ-5256 Грунтовая дорога 0,034 1 0,6
09 Урал-375 Грунтовая дорога 0,04 3 0,44
10 ВАЗ-1111 Грунтовая дорога 0,035 2 0,6
11 ГАЗ-66 Сухой песок 0,15 3 0,45
12 ГАЗ-2402 Асфальт 0,016 2 0,85
13 ВАЗ-1118 «Калина» Асфальт 0,018 3 0,84
14 ЛАЗ-695 Асфальт 0,022 1 0,82
15 ВАЗ-21081 Грунтовая дорога 0,038 2 0,55
16 УАЗ-3162 Грунтовая дорога 0,032 3 0,45
17 ЗиЛ-5301 Грунтовая дорога 0,06 2 0,35
18 ВАЗ-2121 Гравийное шоссе 0,025 2 0,65
19 Москвич-2140 Грунтовая дорога 0,032 1 0,55
20 ВАЗ-21213 Грунтовая дорога 0,031 2 0,53
21 ЗиЛ-157КДВ Асфальт 0,016 2 0,85
22 КрАЗ-260 Гравийное шоссе 0,023 2 0,66
23 МАЗ-5429 Грунтовая дорога 0,036 3 0,55
24 ЗиЛ-114 Асфальт 0,022 1 0,82
25 ЗАЗ-968А Асфальт 0,016 2 0,85
26 ВАЗ-2109 Гравийное шоссе 0,025 2 0,65
Список рекомендованных источников
1. Вахламов В. К. Автомобили: Эксплуатационные свойства / В. К. Вахламов. – М. : Издательский центр Академия, 2005. – 240 с.
2. Волков В. П. Теорія руху автомобіля : підручник / В. П. Волков, Г. Б. Вільський. – Суми : Університетська книга, 2010. – 320 с.
3. Стуканов В. А. Основы теории автомобильных двигателей и автомобиля : учебное пособие / В. А Стуканов. – М. : ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. – 368 с.
4. Краткий автомобильный справочник / А. Н. Понизовкин, Ю. М. Власко и др. – М. : АО ТРАНСКОНСАЛТИНГ, НИИАТ, 1994. – 779 с.

Практическая работа № 4.МОЩНОСТНОЙ БАЛАНС АВТОМОБИЛЯЦель работы: Ознакомление с графоаналитическим методом решения задач по оценке тягово-скоростных свойств различных автомобилей с помощью уравнений мощностного баланса.
4.1 Содержание работы1) По варианту задания выбрать автомобиль и его технические характеристики;
2) По приведенным характеристикам автомобиля и значениям составляющих уравнения мощностного баланса выполнить вычисления;
3) Построить на основании расчетов график мощностного баланса.
4.2 Краткие теоретические положенияВ некоторых случаях для оценки тягово-скоростных свойств и топливной экономичности автомобилей используют уравнение мощностного баланса, которое позволяет судить о распределении мощности двигателя по видам сопротивлений движению автомобиля. Это уравнение может быть получено из уравнения тягового (силового) баланса почленным умножением его на скорость автомобиля. В общем случае уравнение мощностного баланса имеет вид:
(4.1)
где Nt – мощность, подводимая к ведущим колёсам, кВт;
Nк – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, кВт;
Nп – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления подъёма, кВт;
Nв – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздушной среды, кВт;
Nи – мощность, затрачиваемая на разгон автомобиля, кВт.
Величина мощности, подводимая к ведущим колёсам автомобиля, с учетом потерь в трансмиссии:
(4.2)
где Nе – мощность в соответствующей точке внешней скоростной характеристики двигателя, кВт (по практической работе № 2).

Сумму мощностей (Nк + Nп) можно оценивать как мощность суммарного сопротивления дороги Nд.
Мощность, затрачиваемая на преодоление суммарного сопротивления дороги, рассчитывается по формуле:
. (4.3)
Мощность сопротивления воздушной среды определяется из выражения:
(4.4)
Для установившегося движения мощность на преодоление сил инерции не учитывается.
Очевидно, что если принять значение ηтр постоянным, то для всех передач значения Nт при одинаковых значениях частоты вращения коленчатого вала двигателя будут также одинаковы. Кривые Nт = f(v) при этом условии по своему характеру повторяют форму внешней скоростной характеристики двигателя, но для высших передач они более растянуты по оси абсцисс.
4.3 Порядок выполнения работыВ связи с тем, что построение графика мощностного баланса требует расчета большого количества точек по одним и тем же формулам, расчет производим в табличной форме.
Из предыдущей практической работы выбираются значения скоростей на каждой передаче и заносятся в сводную таблицу расчета мощностей.
Затем находим соответствующие значения мощностей по формулам (4.34.4). Рассчитанные значения мощностей записываются в соответствующий столбец таблицы 4.1. Для четвертой передачи находим значение мощностей, затрачиваемых на преодоление сопротивления дороги Nд, воздуха Nв.
По данным таблицы 4.1 строится график мощностного баланса (рис 4.1). При построении графика под осью абсцисс строятся вспомогательные шкалы (по числу ступеней коробки передач и дополнительной коробки), на которых откладываются значения частоты вращения коленчатого вала двигателя, соответствующие скорости автомобиля на данной передаче.
С помощью графика мощностного баланса определяем запас мощности, равный разности между мощностью, подводимой к колесам автомобиля, и суммой мощностей, необходимых для преодоления сопротивления движению. Этот запас мощности может быть израсходован на разгон автомобиля, т.е. Nз = Nи.

Поэтому мощность Nи, затрачиваемую на разгон автомобиля, можно определить графически (пользуясь графиком мощностного баланса), или аналитически как разность Nи = Nт – (Nд + Nв).
Таблица 4.1 – Сводная таблица для построения мощностного баланса автомобиля
Передача Параметр Расчетные точки абсцисс
0,.. 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
I n, об/мин va, м/сNт, кВт Nд, кВт Nв, кВт Σ Nд + NвII n Если расчеты выполнены, верно, а кривые построены правильно, то графические зависимости Nт = f(v) и (Nд + Nв) = f(v) должны иметь одну общую точку, которая отвечает мощности при движении автомобиля с максимальной скоростью.

Рисунок 4.1 – График мощностного баланса

По изученному материалу и полученным данным составить отчет, который должен содержать:
1.Дату выполнения работы;
2. Ф.И.О. студента и группа;
3.Тему и цель работы;
4. Необходимые исходные данные согласно варианту задания;
5. Краткие теоретические положения и пояснения к расчетам;
6. Сводную таблицу для построения мощностного баланса автомобиля;
7. График мощностного баланса;
8. Вывод.
4.4 Варианты задания на практическую работуВарианты задания на практическую работу выбираются из практической работы №3. Для выполнения практической работы используются технические характеристики и конструктивные особенности конкретного автомобиля.
Список рекомендованных источников
1. Вахламов В. К. Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя / В. К. Вахламов. – М. : Издательский центр «Академия», 2003. – 816 с.
2. Вахламов В. К. Автомобили: Эксплуатационные свойства / В. К. Вахламов. – М. : Издательский центр Академия, 2005. – 240 с.
3. Волков В. П. Теорія руху автомобіля: підручник / В. П. Волков, Г. Б. Вільський. – Суми : Університетська книга, 2010. – 320 с.
4. Умняшкин В. А. Теория автомобиля : учебное пособие / В. А. Умняшкин, Н. М. Филькин, Р. С. Музафаров. – Ижевск : Издво Иж. ГТУ, 2006. – 272 с.
5. Краткий автомобильный справочник / А. Н. Понизовкин, Ю. М. Власко и др. – М.: АО ТРАНСКОНСАЛТИНГ, НИИАТ, 1994. – 779 с.

Практическая работа № 5.ПОСТРОЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ПАСПОРТА АВТОМОБИЛЯЦель работы: Ознакомление с методикой расчета, построения и анализа динамического паспорта автомобиля.
5.1 Содержание работы1) По варианту задания выбрать технические характеристики автомобиля;
2) По приведенным характеристикам автомобиля и значениям составляющих динамического фактора выполнить вычисления;
3) Построить на основании расчетов динамический паспорт автомобиля.
5.2 Краткие теоретические положенияДинамический паспорт автомобиля – совокупность динамической характеристики, номограммы нагрузок и графика контроля буксования.
Динамическая характеристика – график зависимости динамического фактора Da автомобиля с полной нагрузкой от скорости движения на различных передачах.
Динамический фактор Da – отношение разности тяговой силы и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля.
Динамический паспорт определяется в развернутом виде по формуле:
(5.1)
где Рт – сила тяги на ведущих колесах, Н;
Рв – сила аэродинамического сопротивления воздуха, Н;
Gа – вес автомобиля, Н;
Ме – эффективный крутящий момент, Нм;
uтр – передаточное отношение трансмиссии;
rк – радиус колеса, м;
тр – КПД трансмиссии;
vа – скорость движения автомобиля, м/с;
kв – коэффициент обтекаемости, Нс2/м4;
Fа – лобовая площадь автомобиля, м2.Коэффициент полезного действия трансмиссии принимается из практической работы № 2. Радиус колеса определяется по справочным данным или определяются по обозначению шин.

Значение динамического фактора ограничено вследствие наличия сцепления колес с дорогой. Для безостановочного движения автомобиля без пробуксовки ведущих колес необходимо выполнение следующего условия:
(5.2)
где Dcu – динамический фактор по сцеплению.
Динамический фактор по сцеплению – отношение разности силы сцепления и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля:
Так как буксование ведущих колес обычно происходит при малой скорости движения и большой тяговой силе, то влиянием силы сопротивления воздуха можно пренебречь. Тогда динамический фактор по сцеплению:
(5.3)
где G2 – вес, приходящийся на ведущие колеса.
При равномерном движении ускорение равно нулю. Следовательно, при равномерном движении динамический фактор определится как: D = ψ.
Динамический паспорт автомобиля позволяет решать уравнение движения с учетом конструктивных параметров автомобиля, основных характеристик дороги (ψ; φх) и загрузки автомобиля.
5.3 Порядок выполнения работыРасчет динамического фактора производится применительно к номинальной загрузке автомобиля для каждой передачи. Результаты сводятся в табл. 5.1. Общий вид динамического паспорта показан на рисунке 5.1.
Таблица 5.1 – Сводная таблица для расчета динамического фактора
ne/nN0,…. 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
ne об/мин U1 = vaм/с PІ Н Pв Н DaН/Н Un = vaм/с PnН Pв Н DaН/Н
Чтобы не пересчитывать при каждом изменении нагрузки величину динамического фактора, динамическую характеристику дополняют номограммой нагрузок. При построении номограммы нагрузок ось абсцисс динамической характеристики продолжают влево и на ней откладывают отрезок произвольной длины.
На отрезок наносят шкалу нагрузки в процентах. Через нулевую точку шкалы нагрузок проводят прямую, параллельную оси Da, и на ней наносят шкалу динамического фактора D0 для автомобилей без нагрузки. Масштаб шкалы М(D0) определяют по формуле: М(Da) = М(Da) G0 /Gа
Равнозначные деления шкал D0 и Da (0,1; 0,2 и т.д.) соединяют между собой прямыми линиями.

Рисунок 5.1 – Динамический паспорт автомобиля
График контроля буксования представляет собой зависимость динамического фактора по сцеплению от нагрузки и позволяет определить предельную возможность движения по условиям сцепления. То есть определить возможность реализации динамического фактора автомобиля по условию сцепления при различных значениях коэффициента сцепления (φх) и различной загрузке автомобиля.
Для построения графика контроля буксования необходимо определить динамический фактор по условию сцепления для автомобиля с полной нагрузкой Daφ и без нее D0φ для различных коэффициентов сцепления (φ), начиная с (φх = 0,1) по формулам:
(5.4)
где Gаφ, G0φ – сцепной вес, приходящийся на ведущие колеса автомобиля, соответственно в груженом и порожнем состояниях.
Затем значения Daφ откладывают по оси Da номограммы нагрузок, а значения G0φ по оси D0 и полученные точки соединяют прямыми штриховыми линиями, на которой указывают величину коэффициента сцепления (φх).

По изученному материалу и полученным данным составить отчет, который должен содержать:
1.Дату выполнения работы;
2. Ф.И.О. студента и группа;
3.Тему и цель работы;
4. Необходимые исходные данные согласно варианту задания;
5. Краткие теоретические положения и пояснения к расчетам;
6. Сводную таблицу таблица для расчета динамического фактора;
7. Динамический паспорт автомобиля;
8. Вывод.
5.4 Варианты задания на практическую работуВарианты задания на практическую работу выбираются из практической работы № 3. Для выполнения практической работы используются технические характеристики и конструктивные особенности конкретного автомобиля и для него строится динамический паспорт.
Список рекомендованных источников
1. Вахламов В. К. Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя / В. К. Вахламов. – М. : Издательский центр «Академия», 2003. – 816 с.
2. Вахламов В. К. Автомобили: Эксплуатационные свойства / В. К. Вахламов. – М. : Издательский центр Академия, 2005. – 240 с.
3. Волков В. П. Теорія руху автомобіля: підручник / В. П. Волков, Г. Б. Вільський. – Суми : Університетська книга, 2010. – 320 с.
4. Умняшкин В. А. Теория автомобиля : учебное пособие / В. А. Умняшкин, Н. М. Филькин, Р. С. Музафаров. – Ижевск : Издво Иж. ГТУ, 2006. – 272 с.
5. Краткий автомобильный справочник / А. Н. Понизовкин, Ю. М. Власко и др. – М. : АО ТРАНСКОНСАЛТИНГ, НИИАТ, 1994. – 779 с.
6. Литвинов А. С. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств / А. С. Литвинов, Я. Е. Фаробин. – М. : Машиностроение, 1989. – 240 с.

Практическая работа № 6.ТОПЛИВНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯЦель работы: Получение представления о расчете путевого расхода топлива и построении топливной характеристики автомобиля.
6.1 Содержание работы1) Согласно задания выбрать технические характеристики автомобиля;
2) По составляющим уравнения расхода топлива выполнить вычисления;
3) Построить на основании расчетов топливно-экономическую характеристику.
6.2 Краткие теоретические положенияТопливно-экономическая характеристика автомобиля – это зависимость путевого расхода топлива Qs при равномерном движении от скорости движения, в л/100км при заданных условиях. В общем случае уравнение расхода топлива имеет вид:
(6.1)
где ρт – плотность топлива, г/см3 (для бензина ρт = 0,75 г/см3; для дизельного топлива ρт = 0,82 г/см3);
ge – удельный эффективный расход топлива двигателя, г/кВтч.
Путевой расход топлива зависит от топливной экономичности двигателя (ge), технического состояния шасси (ηтр), дорожных условий (Pд), скорости движения и обтекаемости кузова (Рв), нагрузки и режима движения (Ри).
При расчете путевого расхода топлива принимают, что движение равномерное, т.е. Nи=0.Для этого случая выражение 6.1 примет вид:
. (6.2)
Зависимость ge=f(Ne,n) обычно отсутствует. В этих случаях для определения ge пользуются приближенными методами и используют выражение:

(6.3)
где gN – удельный расход топлива при максимальной мощности, г/(кВтч), gN = (1,15–1,05 )gemin;
kи – коэффициент, учитывающий зависимость ge от коэффициента использования мощности;
kч – коэффициент, учитывающий зависимость ge от частоты вращения вала двигателя
При максимальной мощности двигателя (И = 100%) принимается gemin = 260310 г/(кВт·ч) для карбюраторных ДВС, для дизельных и впрысковых ДВС – gemin = 195–230 г/(кВт·ч).
Коэффициент, учитывающий зависимость ge от коэффициента использования мощности определяется по зависимости: kи = А – ВИ + СИ2
Значения коэффициентов (А, В, С) принимаются: для дизельных и впрысковых двигателей – (А = 1,7; В = 2,63; С = 1,92); для карбюраторных – (А = 2,75; В = 4,61; С = 2,58).
Коэффициент использования мощности можно определить из выражения:
. (6.4)
Коэффициент, учитывающий зависимость ge от частоты вращения вала двигателя определяется по зависимости:
. (6.5)
Для всех типов двигателей: А' = 1,23; В' = 0,792; С' = 0,56.
Таким образом, используя вышеизложенные рекомендации, можно определить Qs в зависимости от скорости движения, конструктивных параметров, а также степени загрузки автомобиля.
6.3 Порядок выполнения работыРасчет путевого расхода топлива ведется для заданного автомобиля с полной нагрузкой, в диапазоне скоростей от vmin до vmax, на высшей передаче для трех значений дорожного сопротивления: ψ1 = 0,01, ψ3 = 0,8Dmax (на заданной передаче), ψ2 = 0,5·(ψ1 + ψ3).
Мощности двигателя Nе, Nв, Nт, определяются из практической работы №4 для передачи, на которой достигается vmax.

Методика расчета и построения состоит в следующем:
1) Выбираются значения текущих оборотов от nmin до nmax и соответствующие им скорости для передачи, на которой достигается vmax;
2) Находятся значения Nд , Nв Ne, Nт для передачи, на которой достигается vmax3) Определяются vmax при ψ1, ψ2, ψ3 – максимальной считается скорость, при которой: Nт ≤ Nд + Nв.4) Определяется ge.
5) Определяется Qs.
6) Заполняется сводная таблица 6.1.
Таблица 6.1 – Сводная таблица для построения зависимости Qs от скорости движения и дорожного сопротивления
Показатели n, об/мин
nmin nmax
v, м/сNе, кВт Nв, кВт Nт, кВт kчNд, кВт ψ1 И kиge, г/кВтч Qs, л/100км ψ2 ψ3 7) По результатам расчётов строятся кривые зависимостей . Примерный вид топливно-экономической характеристики представлен на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 – Топливно-экономическая характеристика автомобиля.

По изученному материалу и полученным данным составить отчет, который должен содержать:
1.Дату выполнения работы;
2. Ф.И.О. студента и группа;
3.Тему и цель работы;
4. Необходимые исходные данные согласно варианту задания;
5. Краткие теоретические положения и пояснения к расчетам;
6. Сводную таблицу;
7. Динамический паспорт автомобиля;
8. Вывод.
6.4 Варианты задания на практическую работу
Варианты задания на практическую работу выбираются из практической работы № 3. Для выполнения практической работы используются технические характеристики и конструктивные особенности конкретного автомобиля.
Список рекомендованных источников
1. Вахламов В. К. Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя / В. К. Вахламов. – М. : Издательский центр «Академия», 2003. – 816 с.
2. Вахламов В. К. Автомобили: Эксплуатационные свойства / В. К. Вахламов. – М. : Издательский центр Академия, 2005. – 240 с.
3. Волков В. П. Теорія руху автомобіля: підручник / В. П. Волков, Г. Б. Вільський. – Суми : Університетська книга, 2010. – 320 с.
4. Сахно В. П Автомобілі: Тягово-швидкісні властивості та паливна економічність: навч. посібник / В. П. Сахно, Г. Б. Безбородова, М. М. Маяк, С. М. Шарай. – К. : В-во КВІЦ, 2004. – 174 с.
5. Краткий автомобильный справочник / А. Н. Понизовкин, Ю. М. Власко и др. – М. : АО ТРАНСКОНСАЛТИНГ, НИИАТ, 1994. – 779 с.
6. Литвинов А. С. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. / А. С. Литвинов, Я. Е. Фаробин. – М. : Машиностроение, 1989. – 240 с.

Практическая работа № 7.ТОРМОЗНЫЕ СВОЙСТВА АВТОМОБИЛЯЦель работы: Получение представления о процессе торможения автомобиля, построении тормозной диаграммы и расчете тормозного пути.
7.1 Содержание работы1) По варианту задания выбрать автомобиль и его технические характеристики;
2) По характеристикам автомобиля выполнить расчеты реакций и тормозных сил на осях автомобиля, замедлений и тормозного пути;
3) Построить на основании расчетов тормозную диаграмму.
7.2 Краткие теоретические положенияПри торможении на горизонтальной дороге на автомобиль действуют следующие силы: сила тяжести (Ga); нормальные реакции передней и задней осей (RZ1, RZ2); суммарные продольные реакции в контактах колес с дорогой на передней и задней осях (RX1, RX2), которые равны тормозным силам Ρтор1 и Ртор2; сила инерции, равная произведению массы автомобиля на замедление.

а, b – координаты центра масс автомобиля относительно
передней и задней оси; hg – высота центра масс над поверхностью дороги
Рисунок 7.1 – Расчетная схема торможения двухосного автомобиля
Тормозные силы при экстренном торможении:
(7.1)
где φx – коэффициент сцепления шин с дорогой.
Для нахождения нормальных реакций (RZ1, RZ2) рассматривается уравнение равновесия моментов относительно задней оси:

, (7.2)
где hg – высота центра масс автомобиля над поверхностью дороги;
b – расстояние от центра масс до задней оси автомобиля;
L – база автомобиля.
На неподвижный автомобиль действуют только силы Ga, RZ1 и RZ2.
Для этого случая из уравнения 7.1 горизонтальные координаты центра масс автомобиля относительно передней и задней оси определятся как: b = (Rz1L) /Ga; а = L – b.
С учетом выше изложенного нормальные реакции на передней и задней осях соответственно распределятся как:
. (7.3)
При торможении в заданных дорожных условиях с полным использованием тормозных сил (jз = φхg):
. (7.4)
Соотношение тормозных сил должно быть такое же, как и соотношение нормальных реакций, а сами силы:
. (7.5)
Совершенно очевидно, что значения тормозных сил во многом зависят от сцепления шин с дорожным покрытием.
Анализ этой зависимости позволяет установить, что для каждого коэффициента сцепления в диапазоне его возможного изменения существует определенное соотношение Ρтор1/Ρтор2, причем по величине для каждого (φх) разное.
Если тормозная система может обеспечить эту зависимость, то это будет идеально. Самые простые тормозные системы без регулятора обеспечивают постоянное соотношение Ρтор1/Ρтор2
Недоиспользование возможного сцепления колеса с дорогой можно оценить по величине удельной тормозной силы:
. (7.6)
Для уменьшения недоиспользования сцепления колеса с дорогой применяют регулятор тормозных сил, изменяющий соотношение Ρтор1/Ρтор2 в зависимости от веса автомобиля и интенсивности торможения.

Тормозной путь при установившемся замедлении (jуст = gφх) в случае экстренного торможения можно определить по зависимости:
(7.7)
где tc – время срабатывания тормозного привода (с);
tн – время нарастания замедления (с);
vн – начальная скорость, при которой начато торможение автомобиля (м/с).
На величину тормозного пути и установившегося замедления оказывает влияние состояние дорожного покрытия, в зависимости от которого φх меняется от 0,1 до 0,8.
7.3 Порядок выполнения работыПрактическое занятие состоит из нескольких этапов, на которых необходимо провести расчет зависимости тормозной силы на колесах задней оси (Ртор2) от тормозной силы на колесах передней оси (Ртор1) для двухосного автомобиля, провести анализ процесса торможения автомобиля и по полученной зависимости, построить тормозную диаграмму до остановки.
Расчет производится для груженого и порожнего автомобиля при различных состояниях дорожного покрытия.
Для выполнения расчетов выбираются исходные данные:
– высота центра масс (hg) принимается равной высоте погрузочной площадки для грузовых автомобилей и диаметру колеса для легковых;
– φх принимаются: для распределения тормозных сил – 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; для построения тормозной диаграммы – 0,6; 0,7; 0,8;
– tн выбирается согласно конструкции автомобиля: 0,2 с. – легковые автомобили; 0,4 с. – грузовые автомобили с гидроприводом; 1,5 с. – грузовые автомобили с пневмоприводом; 1,2 с. – автобусы;
– tc принимается (для технически исправных тормозных систем): для гидравлических систем и дисковыми тормозными механизмами – (0,05–0,07 с.), с барабанными тормозными механизмами – (0,15–0,20 с.); для систем с пневмоприводом – (0,2–0,4 с.).
Скорость, при которой начато торможение: для легковых автомобилей – 80 (км/ч), для грузовых – 60 (км/ч).
Для тормозной системы без регулятора при : (φх = 0,8) при расчете принимается: Ρтор1/Ртор2 = (b + 0,8hg)/(a – 0,8 hg) = constРезультаты расчета распределения тормозных сил заносятся в сводную таблицу 7.1.

Перед расчетами предварительно определяется положение центра масс автомобиля по источникам [3],[9] или лекционному материалу.
Таблица 7.1 – Сводная таблица результатов расчета зависимости тормозных сил
Показатели φхпорожний груженый
0,2 0,4 0,6 0,8 0,2 0,4 0,6 0,8
Тормозная система с идеальным регулятором
Rz1 Rz2 Pтор1 Ртор2Pтор1/Pтор2 γтТормозная система без регулятора
Ртор2γтДля построения тормозной диаграммы необходимо рассчитать (Sт) и (jуст) для трех значений (φх) по формулам, приведенным в теоретической части работы. После выполнения расчетов заполняется таблица 7.2 и строится тормозная диаграмма (рис. 7.2).
Таблица 7.2 – Сводная таблица для построения тормозной диаграммы
Показатели Время
2-я часть 3-я часть
t=0,3tн t=0,7tн t=tнt=0,2tз t=0,4tз t=0,6tз t=0,8tз t=tзφх =0,6 tvjзSторφх =0,7 tvjзSторφх =0,8 tvjзSтор
Тормозная диаграмма состоит из трех частей по времени и для каждой части нужно рассчитать замедление и скорость.

Рисунок 7.2 – Тормозная диаграмма
Первая часть характеризуется временем срабатывания тормозного привода (tc) и отсутствием замедления (jз = 0), т.е. в этой части диаграммы замедление отсутствует, а скорость (v1) остается такой же как и при начале торможения (v1 = vн = const).
Вторая часть характеризуется временем нарастания замедления (tн) (полное задействование тормозных механизмов) и нарастанием замедления до максимального по сцеплению колес с дорогой (jуст) с изменением скорости от v1 до v2. Для этой части принимается: v = (0,5·vн·g·φх·t2)/tн при этом t изменяется от 0 до tн.
Третья часть характеризуется временем торможения с установившимся замедлением (tз), причем (jуст = const). Для этой части принимается время замедления: (t3 = v2 /g·φх). На этом участке изменение скорости происходит по зависимости: (v =v2 – g·φх·t) при изменении t от 0 до tз.
После выполнения расчетов и заполнения сводных таблиц, строится тормозная диаграмма при торможении автомобиля для разных значений (φх) и рассчитывается тормозной путь.
По изученному материалу, полученным данным и выполненной работе составляется отчет, который должен содержать:
1.Дату выполнения работы;
2. Ф.И.О. студента и группа;
3.Тему и цель работы;
4. Необходимые исходные данные согласно варианту задания;
5. Краткие теоретические положения и пояснения к расчетам;
6. Примеры расчетов и сводные таблицы;
7. Выполненную графическую часть работы;
8. Вывод.

7.4 Варианты задания на практическую работуТаблица 7.3 – Варианты заданий на практическую работу № 7

варианта Автомобиль №
варианта Автомобиль
00 ВАЗ-2101 16 ГАЗ-3221
01 ЛиАЗ-5256 17 ГАЗ-3302
02 ЗИЛ-432930 18 МАЗ-4370
03 ВАЗ-1111 19 ВАЗ-2112
04 ГАЗ-66 20 УАЗ-2206
05 ГАЗ-2402 21 Москвич-2140
06 ВАЗ-1118 «Калина» 22 ВАЗ-21213
07 ВАЗ-21093 23 КАВЗ-3976
08 РАФ-2203 24 ПАЗ-3205
09 ИЖ-2715 25 ЛАЗ-695
10 ЗиЛ-114 26 ВАЗ-21081
11 ЗАЗ-968А 27 МАЗ– 5335
12 ВАЗ-2109 28 ЛАЗ-4202
13 ЛАЗ-695 29 ВАЗ-2121
14 УАЗ-3162 30 ИЖ-21251
15 ВАЗ-2121 31 Список рекомендованных источников
1. Вахламов В. К. Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя / В. К. Вахламов. – М. : Издательский центр «Академия», 2003. – 816 с.
2. Вахламов В. К. Автомобили: Эксплуатационные свойства / В. К. Вахламов. – М. : Издательский центр Академия, 2005. – 240 с.
3. Волков В. П. Теорія руху автомобіля : підручник / В. П. Волков, Г. Б. Вільський. – Суми : Університетська книга, 2010. – 320 с.
4. Умняшкин В. А. Теория автомобиля : учебное пособие / В. А. Умняшкин, Н. М. Филькин, Р. С. Музафаров. – Ижевск : Издво Иж. ГТУ, 2006. – 272 с.
5. Краткий автомобильный справочник / А. Н. Понизовкин, Ю. М. Власко и др. – М. : АО ТРАНСКОНСАЛТИНГ, НИИАТ, 1994. – 779 с.
6. Литвинов А. С. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. / А. С. Литвинов, Я. Е. Фаробин. – М. : Машиностроение, 1989. – 240 с.

Приложение АИндивидуальное задание на практическую работуПараметры автомобиля
Наименование
показателя Обозначение Ед. изм. Значение или
характеристика
1 2 3 4 5
1 Индекс автомобиля, тип, марка. 2 Собственная масса m0 В т.ч. на переднюю ось m01 на заднюю ось m02 3 Полная масса ma В т.ч. на переднюю ось ma1 на заднюю ось (тележку) ma2 4 Габаритная высота H 5 Габаритная ширина B 6 Колея
передних колес K' задних колес K" 7 Тип двигателя 8 Максимальная мощность Nmax9 Обороты при максимальной мощности nN10 Максимальный крутящий момент Mmax11 Обороты при максимальном крутящем моменте nM12 Передаточные числа трансмиссии
коробка передач
первая передача u1 вторая передача u2 третья передача u3 ................................... un задний ход uзхраздаточная коробка
низшая передача uрнвысшая передача uрвдополнительная коробка (делитель)
низшая передача uднвысшая передача uдвглавная передача uгп13 Размер шин 14 Колесная формула Приложение БСправочный материалТаблица Б.1 - Коэффициенты сцепления φх и сопротивления качения fKТип покрытияφхfK1 Асфальтированная: сухая 0,60…0,75 0,01…0,02
мокрая 0,30… 0,01…0,02
2 Гравийно-щебеночная 0,50…0,65 0,02…0,03
3 Булыжная мостовая 0,40…0,50 0,03…0,04
4 Сухая грунтовая 0,50…0,70 0,03…0,05
5 Грунтовая после дождя 0,35…0,50 0,08…0,75
6 Целина супесчаная: сухая 0,42 0,10
влажная 0,26 0,24
7 Стерня влажная 0,60 0,08…0,10
8 Вспаханное поле 0,40 0,18
9 Снежная укатанная дорога 0,30…0,35 0,03…0,04
Таблица Б.2 - Параметры обтекаемости автомобилей
Тип автомобиля kв Сх1 Легковые автомобили 0,20…0,35 0,30…0,60
2 Автобусы: капотной компоновки 0,45…0,55 0,75…0,90
вагонной компоновки 0,35…0,45 0,60…0,75
3 Грузовые автомобили: бортовые с кузовом 0,50…0,70 0,90…1,15
фургоны 0,50…0,60 0,80…1,00
4 Автоцистерны 0,55…0,65 0,90…1,10
5 Автопоезда 0,85…0,95 1,40…1,55
6 Гоночные автомобили 0,15…0,20 0,25…0,30
Таблица Б.3 - Параметры шин автомобилей
Шины λсмШины грузовых автомобилей и шины с регулируемым давлением (кроме широкопрофильных) 1 0,85...0,90
Шины грузовых автомобилей и шины с регулируемым давлением широкопрофильные 0,7 0,85
Шины легковых автомобилей диагональные 0,95 0,85...0,90
Шины легковых автомобилей диагональные широкопрофильные 0,80...0,85 0,80...0,85
Шины легковых автомобилей радиальные 0,7 0,85...0,90

Таблица Б.4 - Время нарастания замедления для автомобилей с гидроприводом тормозов
φx Категория транспортного средства
М1, N1 М2M3 N2
GaG0 GaG0 GaG0 GaG0
0,1 0,05 0,10 0,05 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10
0,2 0,10 0,10 0,10 0,10 0,20 0,25 0,15 0,20
0,3 0,10 0,15 0,10 0,15 0,30 0,35 0,20 0,30
0,4 0,15 0,15 0,15 0,20 0,40 0,45 0,30 0,35
0,5 0,15 0,20 0,15 0,25 0,45 0,55 0,30 0,40
0,6 0,20 0,25 0,20 0,30 0,50 0,55 0,35 0,45
0,7 0,25 0,30 0,25 0,35 0,50 0,55 0,40 0,50
0,8 0,25 0,35 0,25 0,35 0,50 0,55 0,40 0,50
Таблица Б.5 - Время нарастания замедления для автомобилей с пневмоприводом тормозов
φx Категория транспортного средства
М3 N2 N3 N3 (автопоезда)
GaG0 GaG0 GaG0 GaG0
0,1 0,10 0,10 0,10 0,15 0,10 0,10 0,10 0,15
0,2 0,20 0,20 0,20 0,25 0,20 0,20 0,25 0,30
0,3 0,30 0,30 0,30 0,40 0,25 0,25 0,35 0,45
0,4 0,40 0,40 0,40 0,45 0,30 0,30 0,45 0,50
0,5 0,45 0,45 0,45 0,50 0,35 0,35 0,50 0,55
0,6 0,50 0,60 0,50 0,55 0,40 0,45 0,50 0,60
0,7 0,55 0,60 0,50 0,55 0,45 0,50 0,50 0,60
0,8 0,55 0,60 0,50 0,55 0,45 0,50 0,50 0,60
Таблица Б.6 - Коэффициент эффективности торможения
Категория В снаряженном состоянии С полной нагрузкой
0,8 0,7 0,6 0,5 0,8 0,7 0,6 0,5
M1 1,28 1,12 1,00 1,00 1,50 1,32 1,13 1,00
М21,42 1,24 1,07 1,00 1,74 1,52 1,30 1,09
М3 1,56 1,37 1,17 1,00 1,74 1,52 1,30 1,09
N1 1,45 1,27 1,09 1,00 1,96 1,71 1,47 1,22
N2 1,37 1,20 1,03 1,00 1,96 1,71 1,47 1,22
N3 1,28 1Л2 1,00 1,00 1,96 1,71 1,47 1,22
Автопоезд N1 1,66 1,46 1,25 1,04 1,96 1,71 1,47 1,22
N2 1,60 1,40 1,20 1,00 1,96 1,71 1,47 1,22
N3 1,56 1,37 1,17 1,00 1,96 1,71 1,47 1,22

Приложенные файлы

  • docx 7660283
    Размер файла: 603 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий