Эксплуатационные свойства автомобиля, курс лекций

В.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