Эксплуатационные свойства автомобиля, курс лекций
.pdfВ.М. Скутнев
Автомобили
«Эксплуатационные свойства автомобиля»
Учебное пособие
Тольятти 2010
1
Министерство образования и наук РФ
Тольяттинский государственный университет
В.М. Скутнев
Автомобили
Эксплуатационные свойства автомобиля
Учебное пособие
Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортнотехнологических комплексов в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности 190201 «Автомобиле – и тракторостроение» и направлению 190100 «Наземные транспортные средства»
Тольятти 2010
2
УДК 629.33
ББК 39.33
С 46
Рецензенты:
Тольяттинского государственного университета
С 46 Скутнев В.М. Автомобили: Эксплуатационные свойства автомобиля: Учебное пособие.- Тольятти: ТГУ, 2009. – 127с.
Проведен анализ основных эксплуатационных свойств автомобиля, проявляющихся в процессе его движения, их измерителей и показателей, влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на тягово-скоростные и тормозные качества, на топливную экономичность, управляемость, устойчивость, плавность хода и проходимость.
Учебное пособие предназначен для студентов специальности 190201 «Автомобиле – и тракторостроение» и направлению 190100 «Наземные транспортные средства», специальности 190601. Может также использоваться для студентов специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство» и направления 190500 «Эксплуатация транспортных средств».
Научный редактор к.т.н., доцент Н.С. Соломатин
Утверждено научно-методическим советом университета
УДК 629.33
ББК 39.33
© Тольяттинский государственный университет, 2010
3
Оглавление
Список обозначений…..………………………………………………………………………5
Введение……………………………………………………………………………………13
1.Основные эксплуатационные свойства автомобиля…………………………………….15
2.Тягово-скоростные свойства автомобиля………………………………………………..17
3.Тормозные свойства автомобиля…………………………………………………………40
4.Топливная экономичность автомобиля………………………………………………….53
5.Тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля с гидропередачей……………………………………………………………………………….57
6.Тяговый расчет автомобиля……………………………………………………………..64
7.Управляемость, поворачиваемость и маневренность автомобиля..…………………..79
8.Устойчивость автомобиля……………………………………………………………….90
9.Плавность хода………………….………………………………………………………..95
10.Проходимость автомобиля……………………………………………………………..111
Используемая литература…………………………………………………………………..121
4
Список обозначений
А –кинетическая энергия (работа)
Аа – лобовая площадь автомобиля
а – расстояние от центра массы автомобиля до оси передних колес, расстояние от нормальной реакции до оси колеса
аR - расстояние от нормальной реакции до оси колеса
ап – расстояние от центра подрессоренной массы до оси передних колес В- колея колес автомобиля Ва – ширина автомобиля
в – расстояние от центра массы автомобиля до оси задних колес вп - расстояние от центра центра подрессоренной массы до оси задних колес Вш – ширина шины С – жесткость упругого элемента
Спр - приведенная к средней плоскости колес жесткость подвески Сп1 – жесткость передней подвески Сп2 – жесткость задней подвески Сш1 – жесткость передних шин Сш2 – жесткость задних шин
Cx – коэффициент обтекаемости кузова
D –динамический фактор
Dсц – динамический фактор по сцеплению
Dгт – активный (наибольший) диаметр гидротрансформатора d – диаметр обода колеса
f – коэффициент сопротивления качению
f0 – коэффициент сопротивления качению при малой скорости
fv – коэффициент сопротивления качению в зависимости от скорости fст- статический прогиб подвески
fд – динамический прогиб подвески
5
fш – деформация шины
Fш – площадь контакта шины
Gа - сила тяжести (вес) автомобиля
G1 – сила тяжести, приходящаяся на передние колеса
G2 - сила тяжести, приходящаяся на задние колеса
Gсц – сцепной вес автомобиля
Gк – нагрузка на колесо
G0 – вес автомобиля в снаряженном состоянии g – ускорение свободного падения
Hа - высота автомобиля
Hш – высота профиля шины
hg , hц – высота центра массы автомобиля
hв – высота приложения силы аэродинамического сопротивления
h, |
h1, h2 – дорожный просвет автомобиля |
i – |
уклон дороги |
iгм – передаточное число гидромуфты
iгт – передаточное число гидротрансформатора
Iд – момент инерции двигателя
Iк - момент инерции колеса
ΣIк - суммарный момент инерции колес автомобиля jА – ускорение разгона автомобиля
jТ – замедление при торможении
jТ max – максимальное замедление при торможении кв – коэффициент сопротивления воздуха кφ – коэффициент сцепной массы
кp– коэффициент сопротивления амортизатора
кpсж– коэффициент сопротивления амортизатора при сжатии кpот– коэффициент сопротивления амортизатора при отбое
6
кгт – коэффициент трансформации ГДТ кш - коэффициент амортизации шины
кув – коэффициент сопротивления боковому уводу шины кэ – коэффициент эффективности торможения
L – база автомобиля
l0 - расстояние между осями шкворней или осями поворота управляемых колес l1 - расстояние от точки крепления оси рычага подвески до оси пружины подвески l2 – расстояние от точки крепления оси рычага подвески до оси колеса
M, mпд – подрессоренная масса автомобиля mнп - не подрессоренная масса автомобиля
M1, mн1 – не подрессоренная масса автомобиля, приходящаяся на передние колеса
M2, mн2 – не подрессоренная масса автомобиля, приходящаяся на задние колеса mА – полная масса автомобиля
mгр – масса перевозимого автомобилем груза
m1 – часть полной массы автомобиля, приходящаяся на передние колеса m2 – часть полной массы автомобиля, приходящаяся на задние колеса
Me- эффективный крутящий момент двигателя
Mje – инерционный момент двигателя
Mкр – крутящий момент на ведущих колесах
Mтр – момент трения в трансмиссии
Mjk- инерционный момент колеса
MN – крутящий момент двигателя при максимальной мощности
Memax – максимальный крутящий момент двигателя
MT – тормозной момент
Mφ – предельный момент по сцеплению колес с дорогой
Mf – момент сопротивления качению
MН – момент на насосном колесе ГТ
7
MT - момент на турбинном колесе ГТ
Nе – эффективная мощность двигателя
Nеmax – максимальная мощность двигателя
Nv – мощность двигателя при максимальной скорости
Nуд –удельная мощность двигателя
Nе – эффективная мощность двигателя
Nк – мощность на ведущих колесах
N– мощность, затрачиваемая на преодоление дорожного сопротивления при максимальной скорости
Nв – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха
Q – общий расход топлива
QТ - часовой расход топлива
QS – путевой расход топлива
qe – удельный эффективный расход топлива двигателем
qN - удельный эффективный расход топлива двигателем при максимальной мощности qmin – минимальный удельный эффективный расход топлива двигателем
P – действующая сила
PX – сила по оси X
Py - сила по оси Y
PZ - сила по оси Z
Pf – сила сопротивления качению
Pφ – предельная сила по сцеплению
Pψ – сила дорожного сопротивления
Pα – сила сопротивления подъему
Pв – сила аэродинамического сопротивления
Pj – приведенная сила инерции
Pк – тяговая сила на колесе
PТ – суммарная тормозная сила
8
PТ1,2 – тормозные силы на передних и задних колесах
PЦ - центробежная сила
Pтр –сила трения
pш – давление воздуха в шине pуд – удельное давление
R – радиус поворота
RL – продольный радиус проходимости
RВ – поперечный радиус проходимости
RX - касательная реакция дороги
RУ – боковая реакция дороги
RZ – нормальная реакция дороги rст – статический радиус колеса rд – динамический радиус колеса rк – радиус качения колеса
rк0 – радиус качения ведомого колеса
rу – радиус инерции подрессоренной массы относительно оси Y Sа – путь, пройденный автомобилем
Sр – путь разгона
S – скольжение в гидромуфте или в гидротрансформаторе
SТ – тормозной путь
SО – остановочный путь
T – период колебаний
t1 – время реакции водителя
t2 – время запаздывания срабатывания тормозов
t3 – время нарастания замедления до установившегося значения t4 – время торможения при установившееся замедлении
tT – время торможения tо – остановочное время
9
tр – время разгона
tп – время переключения передач
uк – передаточное число коробки передач uгп - передаточное число главной передачи
uд - передаточное число дополнительной коробки uT – передаточное число трансмиссии
Vа – скорость автомобиля
Vд – действительная скорость движения
VТ – теоретическая скорость движения
Vmax - максимальная скорость автомобиля
Vmin - минимальная скорость автомобиля
Vкр – критическая скорость
Z0 – вертикальное перемещение центра подрессоренной массы
Z1 - вертикальное перемещение подрессоренной массы над осью передних колес
Z2 – вертикальное перемещение подрессоренной массы над осью задних колес
- угол продольного уклона, угол поворота подрессоренной массы вокруг оси Y
- передний угол проходимости (свеса)
- задний угол проходимости (свеса)
- угол поперечного уклона дороги, суммарный угол перекоса мостов
- углы перекоса переднего и заднего мостов
- критический укол поперечного уклона
- коэффициент распределения тормозных сил
– относительная скорость скольжения в контакте колеса с дорогой
- угол увода передних колес
- угол увода задних колес
- коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс автомобиля
10