- •190600 «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования»
- •Тема 1. Эксплуатационные свойства автомобилей.
- •Вопрос 1. Атс и его эксплуатационные свойства.
- •Вопрос 2. Условия эксплуатации атс.
- •Тема 2. Тягово-скоростные свойства атс (тсс атс).
- •Вопрос 3. Оценочные показатели тсс.
- •Вопрос 4. Силы, действующие на атс.
- •Вопрос 5. Характеристики двигателя.
- •Вопрос 6. Мощность, подводимая к ведущим колесам.
- •Вопрос 7. Потери в трансмиссии.
- •Тема 3. Кинематика и динамика автомобильного колеса.
- •Вопрос 8. Радиусы колеса.
- •Вопрос 10. Динамика автомобильного колеса.
- •Вопрос 11. Режимы качения колеса.
- •Вопрос 12. Движение колеса по деформируемой дороге.
- •Вопрос 13. Причины потерь мощности, связанные с качением.
- •Вопрос 14. Влияние эксплуатационных и конструктивных факторов на величину к-та сопротивления качению.
- •Тип дорожного покрытия.
- •Вопрос 15. Предельные случаи качения колеса. К-т сцепления.
- •Вопрос 16. Влияние эксплуатационных и конструктивных факторов на величину к-та сцепления.
- •Тема 4. Силы сопротивления движению.
- •Вопрос 17. Силы сопротивления дороги.
- •Вопрос 18 Аэродинамика атс.
- •Вопрос 19. Сила сцепления. Возможность движения.
- •Вопрос 20. Уравнение движения атс.
- •Вопрос 21. Методы решения уравнений силового и мощностного балансов.
- •Вопрос 22. Графики силового и мощностного балансов.
- •Вопрос 23. Динамический фактор и динамическая характеристика.
- •Вопрос 24. Динамический паспорт.
- •Вопрос 26. Приемистость атс. Путь и время разгона.
- •Вопрос 27. Нормальные реакции, действующие на колеса каждой оси.
- •Тема 5. Тормозные свойства.
- •Вопрос 28. Тормозные системы и оценочные параметры.
- •Вопрос 29. Виды испытаний тс и тормозной путь.
- •Вопрос 30. Теоретическое определение замедления и тормозного пути.
- •Вопрос 31. Служебное торможение.
- •Вопрос 32. Оптимальное распределение тормозных сил.
- •Тема 6. Топливная экономичность атс.
- •Вопрос 33. Оценочные показатели.
- •Вопрос 33. Уравнение расхода топлива.
- •Вопрос 34. Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на топливную экономичность.
- •Тема 7. Управляемость атс.
- •Вопрос 36. Общие положения. Оценочные показатели управляемости.
- •6) Предельная скорость входа в заданную «переставку».
- •Вопрос 37. Увод автомобильного колеса.
- •Вопрос 38. Кинематика поворота автомобиля.
- •Вопрос 39. Силы, действующие на автомобиль при повороте.
- •Вопрос 40. Круговое движение и переходные процессы.
- •Вопрос 41. Условие управляемости атс.
- •Вопрос 41. Стабилизация управляемых колес.
- •Вопрос 42. Колебания управляемых колес.
- •2) Особенности кинематического взаимодействия передней подвески и рулевого управления и взаимодействие колес с неровностями дороги.
- •3) Автоколебания.
- •Тема 8. Устойчивость атс.
- •Вопрос 43. Общие положения. Оценочные показатели устойчивости.
- •Вопрос 44. Критические показатели по скольжению.
- •Вопрос 45. Критические параметры движения по опрокидыванию.
- •Вопрос 46. К-т поперечной устойчивости.
- •Вопрос 47. Курсовая устойчивость и действие внешних сил.
- •Тема 9. Маневренность.
- •Вопрос 48. Оценочные показатели.
- •Тема 10. Плавность хода.
- •Вопрос 49. Автомобиль – как колебательная система.
- •Тема 11. Проходимость.
- •Вопрос 50. Оценка профильной проходимости.
- •Вопрос 51. Оценка опорно-тяговой проходимости.
- •Вопрос 52. Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на проходимость.
Вопрос 38. Кинематика поворота автомобиля.
Возникающие при повороте автомобиля боковые силы вызывают увод колес, что приводит к отклонению направлений скоростей V и V (см. рис.). Углы и , на которые отклоняются направления скоростей V и V за счет увода или бокового скольжения, развала и кинематики подвески называют углами увода соответственно передней и задней осей. Отношение боковой силы, действующей на ось, к углу её увода называют к-том сопротивления уводу данной оси.
Мгновенным центром поворота автомобиля является точка О пересечения перпендикуляров к направлениям скоростей V и V . Найдем расстояния R и C от точки О до продольной оси АБ и задней оси автомобиля. Для этого опустим перпендикуляр ОВ на продольную ось. Угол АОВ = , а угол ВОБ = - как углы с перпендикулярными сторонами. Из треугольников АОВ и ВОБ имеем:
АВ = С = Rtg и ВБ = Rtg( - ).
Складывая эти два выражения получим:
R = , (7.4)
Отсюда: С = , (7.5)
Радиусом поворота автомобиля называют расстояние от центра поворота О до колеи переднего наружного колеса:
R = , (7.6)
При больших радиусах поворотов и соответственно малых углах величиной 0,5В можно пренебречь и считать cos( =1, тогда R R. В дальнейшем при изучении управляемости разницей между R и R пренебрегаем и называем R радиусом поворота.
Угловая скорость поворота автомобиля = V / R.
Анализируя полученные выражения, характеризующие поворот автомобиля, можно сделать вывод о том, что, если пренебречь уводом осей центр поворота автомобиля должен находится на продолжении задней оси АТС, т.е.:
R и С = 0
Видно, что при отсутствии увода кинематические параметры поворота при заданной базе АТС однозначно определяются величиной угла , а при наличии увода эти параметры зависят еще и от разности - . Значение и знак этой разности зависят от боковых сил, действующих на передние и задние колеса, а также от к-тов сопротивления уводу этих колес.
Свойства автомобиля изменять кинематические параметры поворота под действием внешних боковых сил при фиксированной величине угла называют поворачиваемостью автомобиля.
При равенстве углов увода передней и задней осей ( = ) автомобиль обладает нейтральной поворачиваемостью. В этом случае и R остаются такими же как у автомобиля с жесткими колесами, однако центр поворота О смещен относительно оси задних колес.
Вопрос 39. Силы, действующие на автомобиль при повороте.
Движение автомобиля при его повороте сопровождается изменением его положения относительно неподвижной системы координат. Это движение связано с изменением как кинематических, так и динамических (силовых) параметров движения. В целом движение на повороте может быть описано следующими характеристиками:
1) силы инерции, действующие на автомобиль при повороте Р .
В общем случае силы инерции могут быть представлены в виде продольной составляющей Р и поперечной составляющей Р в системе координат связанной с автомобилем:
Р = m (j - V ) и Р = m ( V + d V /dt)
Причем, положительное направление Р противоположно направлению движения автомобиля, а положительное направление Р - направление от центра поворота.
При отсутствии увода и с учетом угла поворота , как основного задающего параметра эти силы могут быть представлены в следующем виде:
Р = m (j - V b /L) и Р = m ( V + V b /L + j b /L )
При этом составляющая Р может быть представлена в виде трех слагаемых:
Р = m V = m V /R – проекция центробежной силы на поперечную ось.
Р = m V b /L – сила, возникающая в результате изменения угла поворота управляемых колес и изменения улов увода. При отсутствии увода эта ситла положительна при входе в поворот и отрицательна при выходе. При больших углах увода эта сила может быть отрицательна при входе в поворот и положительна при выходе.
Р = m j b /L - сила, возникающая в результате изменения скорости движения автомобиля на повороте. При отсутствии увода она положительна при ускоренном движении и отрицательна при замедленном. При небольших и больших уг лах увода эта сила может быть положительной и в процессе замедления.
2) реакции дороги R и R .
В общем случае: R = (Р b + J )/L и R = (Р a - J )/L
где: J - момент инерции автомобиля относительно вертикальной оси Z, проходящей через его центр масс.
Учитывая, что J = m , где: ab, подставляя выражения для Р и получим, без учета увода:
R = m (V /R + V + j ) и R = m V /R
Для установившегося кругового движения: R = m V /R и R = m V /R.
Принято называть удельной боковой силой отношение боковой силы, действующей на оси, к нагрузке, приходящейся на колеса этой оси.
При установившемся круговом движении = . При неустановившемся движении . Так, при малых углах увода, при входе в поворот или ускоренном движении , а при выходе из поворота или замедлении .
С точки зрения обеспечения устойчивости движения более желательным является выполнение условия .
3) продольные реакции R и R .
Продольные реакции на ведомых колесах R при криволинейном движении остаются практически такими же, как и при прямолинейном движении.
Для нахождения продольной реакции на ведущих колесах R используют уравнение движения в направлении продольной оси, откуда:
R = Р + R + R + P
Уравнение силового баланса при криволинейном движении можно записать так: Р = P + P + Р + Р + Р + Р ,
где:
Р - сила, возникающая в результате изменения кинетической энергии вращательного движения автомобиля. При входе в поворот и при разгоне кинетическая энергия вращательного движения автомобиля увеличивается за счет энергии, подводимой к ведущим колесам от двигателя, а при выходе из поворота и при снижении скорости энергия уменьшается, что приводит к снижению необходимой тяговой силы.
Р - сила сопротивления движению, возникающая в результате качения колес на повороте с уводом. Энергия, затрачиваемая на увод, теряется безвозвратно.
Р = G /K
где: K =K K L /( K a + K b ) – приведенный к-т сопротивления уводу всех колес автомобиля.
4) нормальные реакции R на колесах автомобиля.
При криволинейном движении автомобиля нормальные реакции существенно отличаются от тех же реакций при прямолинейном движении. В результате действия инерционных сил и моментов в поперечной плоскости, нормальные реакции перераспределяются по бортам. В тех случаях, когда нужно найти реакции, действующие на каждом из колес, даже у двуосного автомобиля задача оказывается статически неопределимой и реакции могут быть найдены приближенно.