1. Условия эксплуатации автомобилей.

Автомобили создаются для определенных условий эксплуатации, поэтому совершенство их конструкции должно рассматриваться применительно к этим условиям. Условия эксплуатации подразделяются на транспортные, природно-климатические и дорожные. Транспортные условия характеризуются особенностями перевозимого груза и организацией перевозок, включая организацию погрузочно-разгрузочных работ. Этими условиями определяются такие характеристики автомобиля, как грузоподъемность, вместимость кузова, приспособленность для погрузочно-разгрузочных работ, запас хода и др. Природно-климатические условия характеризуются температурой воздуха и ее сезонными и суточными изменениями, влажностью и скоростью ветра. По этим факторам различают зоны умеренного, холодного (арктического) и жаркого климата. Дорожные условия определяются типом и состоянием дорожного покрытия и дорожных сооружений (узлов, мостов, путепроводов), рельефом местности и интенсивностью движения. От дорожных условий зависит максимальная нагрузка на мост автомобиля и основные эксплуатационные характеристики, методы, обеспечения которых изучаются в теории автомобиля: тягово-динамические, экономические и тор­мозные характеристики, устойчивость и управляемость, плавность хода и проходимость. В реальных условиях автомобили движутся неравномерно — циклично. Цикл движения состоит из участков разгона, равномерного движения и тор­можения. Степень неравномерности движения может быть охарактеризована средней частотой разгонов, которая определяется в основном двумя факторами: дорожными условиями и удельной мощностью автомобиля (для нормальных условий составляет 20...80 разгонов за 1 ч). Необходимость снижения скорости автомобиля обусловливается помехами движению, природа которых различна. На дорогах с асфальтобетонным покрытием наиболее характерны помехи, вызванные наличием большого количества движущихся транспортных средств и пешеходов, перекрест­ков, зон ограничения скорости и зон с ограниченной видимостью; на грунтовых и булыжно-щебеночных дорогах — наличием неровностей, крутых поворотов. Помехи движению от другого транспорта вследствие малой интенсивности движения на этих дорогах несущественны. При увеличении сопротивления движению уменьшается интенсивность разгонов и, естественно, их средняя частота. Она зависит не столько от со­противления движению, сколько от имеющегося у автомобиля резерва мощности, который может быть использован для разгона: чем больше этот резерв, тем выше частота разгонов.

2) Определение тягово-скоростных свойств,показатели

Тягово-скоростными свойствами автомобиля называют совокупность свойств определяющих возможные по характеристикам двигателя или сцепления ведущих колес с дорогой диапазоны изменения скоростей движения и предельные интенсивности разгона и торможения автомобиля при его работе на тяговом режиме работы в различных дорожных условиях.

Тяговым принято считать режим, при котором от двигателя к ведущим колесам подводиться мощность, достаточная для преодоления внешних сопротивлений движения.

Показатели тагово-скоростных свойств автомобиля (максимальная скорость, ускорение при разгоне или замедлении при торможении, сила тяги на крюке, эффективная мощность двигателя, подъем, преодолеваемый в различных дорожных условиях, динамический фактор, скоростная характеристика) определяются проектировочным тяговым расчетом. Он предполагает определение конструктивных параметров, которые могут обеспечить оптимальные условия движения, а также установление предельных дорожных условий движения для каждого типа автомобиля.

Тягово-скоростные свойства и показатели определяются при тяговом расчете автомобиля. В качестве объекта расчета выступает грузовой автомобиль малой грузоподъемности.

3. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА АВТОМОБИЛЬ

При движении автомобиль преодолевает силы сопротивления качению, воздуха, подъема, инерции, а при движении на повороте на него действует боковая сила. Проявление сил, действующих на автомобиль при движении, может оказаться неожиданным для неопытного водителя и привести к дорожно-транспортному происшествию. Чтобы этого избежать, необходимо знать какие силы влияют на автомобиль во время движения, а также научиться учитывать эти силы и рационально их использовать (рис. 1): 1) сила тяжести; 2) инерционные силы возникают при изменении скорости или направления движения (боковая сила), они препятствуют разгону и торможению автомобиля, а на повороте стремятся сместить его в противоположную центру поворота сторону; 3) сила сопротивления подъему препятствует силе тяги при подъеме, и она тем больше, чем круче подъем, а на спуске, наоборот, складывается с силой тяги и дополнительно ускоряет движение автомобиля; 4) сила сопротивления качению возникает в результате трения шин о дорогу, их упругого деформирования, трения в подшипниках колес и др.; 5) реакция дороги на опору колес; 6) сила сопротивления боковому скольжению; 7) сила тяги на колесах; 8) сила сопротивления воздуха зависит от обтекаемости и лобовой площади автомобиля и резко возрастает с увеличением скорости.

Трогание и движение автомобиля по дороге возможны только при условии, что сила тяги, развиваемая двигателем и приложенная в месте контакта колес с дорогой, превышает суммарные силы сопротивления, действующие на автомобиль. При этом обязательным условием является достаточное сцепление колес автомобиля, особенно ведущих, с поверхностью дороги, иначе они будут буксовать. Сила сцепления зависит от массы, приходящейся на колесо, от состояния покрытия дороги, давления воздуха в шинах и рисунка протектора. Если прекратить приложение силы тяги, то на горизонтальной дороге автомобиль под действием сил сопротивления постепенно остановится. Автомобиль может быть остановлен с помощью тормозной системы. Эффективность торможения зависит от конструкции тормозов, от величины тормозного момента, состояния шин и дороги. Тормоза современных автомобилей могут развивать момент, намного превышающий силы сцепления колес с дорогой. Поэтому в практике наблюдается юз, когда колеса автомобиля блокируются и скользят по дороге, не вращаясь. При этом из-за сильного нагрева резины ухудшается сцепление колес с дорогой и удлиняется тормозной путь до 50%. Кроме того, автомобиль может потерять управление. Поэтому надо учиться тормозить без блокировки колес. На современных автомобилях устанавливаются регуляторы тормозных сил, препятствующие возникновению блокировки колес. Для оценки влияния состояния дороги на силу сцепления служит коэффициент сцепления, который зависит от вида покрытия дороги и от его состояния. Мокрая, грязная дорога уменьшает величину коэффициента, а следовательно, и силу сцепления примерно наполовину. Уменьшение коэффициента сцепления колес с дорогой наблюдается также при увеличении скорости движения. При пониженном коэффициенте сцепления резко возрастает путь, затрачиваемый автомобилем на торможение. Различают тормозной и остановочный путь (рис. 2). Последний определяется с момента обнаружения опасности до полной остановки автомобиля, а тормозной путь отсчитывается от момента включения тормозной системы до полной остановки и зависит в основном от конструкции тормозов. Длина остановочного пути во многом зависит от водителя, так как в него входит путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя, которое в зависимости от сложности ситуации и особенностей водителя колеблется в среднем от 0,2 до 1,2 с. При этом тормозной путь только из-за различного времени реакции может отличаться почти на 17 м при начальной скорости 60 км/ч, а путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя, может составлять почти половину всего остановочного пути. Поэтому водитель, зная места вероятного появления опасности (остановка общественного транспорта, проезд детских учреждений, пересечений, мест с ограниченным обзором и т. д.), заранее переносит ногу на педаль тормоза. При реальном появлении опасности он сразу же нажимает на педаль тормоза, затрачивая 0,2-0,3 с. Остановочный путь при скорости 60 км/ч на сухом асфальтированном покрытии составляет около 37 м, на мокром - 60м, на обледенелой дороге - 152 м. Это должен учитывать водитель при выборе безопасной скорости движения в зависимости от состояния дороги. Если управляемые колеса автомобиля повернуть, то на автомобиль начинает действовать боковая сила, стремящаяся сместить его от центра поворота. Водитель обычно сразу ощущает это, у автомобиля появляется боковой крен, и его отклоняет в противоположную сторону. Если боковая сила превышает силы бокового сцепления с дорогой, то автомобиль начинает скользить вбок (заднеприводный — заносить), увеличивая радиус поворота. Поэтому он может не вписаться в поворот, съехать с дороги и даже опрокинуться. Действие боковой силы зависит от радиуса поворота и скорости движения автомобиля. Чем радиус поворота больше, тем ее действие меньше. Поэтому опытный водитель стремится максимально увеличить радиус поворота, используя всю ширину полосы движения, но не выезжая на полосу встречного движения. Скорость движения на повороте изменяет боковую силу в квадратичной зависимости: если скорость увеличить в 2 раза, действие боковой силы возрастет в 4 раза. Поэтому снижение скорости перед входом в поворот является обязательным условием его безопасного прохождения, за исключением дорог, где скорость лучше увеличить. Тогда действующая боковая сила сильнее прижмет автомобиль к полотну дороги. Устойчивое (без заноса) движение на повороте зависит также от состояния шин и дороги, силы бокового сцепления колес с дорогой, от особенностей привода на ведущие колеса (заднеприводные, переднеприводные, полноприводные) и от расположения груза. Занос и опрокидывание возникают скорее на скользкой дороге у заднеприводного автомобиля с грузом, значительно выступающим за боковые борта. Наиболее устойчивы к заносу полноприводные и переднеприводные автомобили. При движении на повороте вследствие боковой эластичности шин происходит некоторый снос автомобиля (без проскальзывания) в сторону, противоположную повороту рулевого колеса. Явление увода также может возникнуть под действием сильных порывов ветра. Чем выше скорость движения на повороте, тем больше увод. Это явление имеет в определенных условиях серьезное значение для безопасности движения, и водитель должен уметь его учитывать. Если водитель не сумеет компенсировать боковой увод соответствующим поворотом руля, то при правом повороте его вынесет на полосу встречного движения, а при левом повороте — утянет на обочину. Боковой увод из-за воздействия ветра обычно компенсируют соответствующим поворотом рулевого колеса. Поэтому при въезде в зону затишья нужно уменьшить угол поворота рулевого колеса, чтобы избежать резкого изменения направления движения.

4-6) Скоростные характеристики

Величина мощности двигателя может изменяться вследствие изменения числа оборотов коленчатого вала, количества и качества горючей смеси, подаваемой в цилиндры двигателя, величины опережения зажигания и других причин. Скоростной характеристикой называется зависимость эффективной мощности и крутящего момента двигателя от скорости вращения (числа оборотов) коленчатого вала при полной подаче топлива (дроссельная заслонка карбюратора открыта полностью). Скоростная характеристика определяется при испытании двигателя на тормозном стенде. Принцип испытания следующий: вал работающего двигателя затормаживают при помощи гидравлического или электрического тормоза и добиваются его вращения с определенным устойчивым числом оборотов. Момент, необходимый для затормаживания, замеряют. По результатам замеров строят кривую зависимости эффективного крутящего момента Ме от числа оборотов пе коленчатого вала. Затем для ряда значений пе из соотношения находят величину эффективной мощности Ne и строят график. На кривых можно отметить четыре характерные точки: точку а, соответствующую минимально устойчивому числу оборотов nmin вала двигателя; точку b с координатами nN и Nmax, соответствующую максимальной мощности двигателя; точку с с координатами пм и NM, соответствующую величине максимального крутящего момента Mmax; точку d, характеризуемую значением пmax, которое соответствует максимальной скорости движения автомобиля по горизонтальной дороге с твердым покрытием.

Скоростные характеристики подразделяются на внешние и частичные. Внешняя характеристика снимается при полном открытии дросселя (карбюраторные двигатели) или при положении рейки топливного насоса, доведенной до упора (дизели). Частичные характеристики снимаются при неполных открытиях дросселя или при положениях рейки топливного насоса, не доведенной до упора. Изменение числа оборотов при снятии этих характеристик достигается за счет изменения нагрузки.

5) Внешняя характеристика карбюраторного двигателя (рис. 15.3, а, б) снимается при эксплуатационной регулировке карбюратора. Угол опережения зажигания устанавливается наивыгоднейшим для 'Каждой точки характеристики. На характеристику наносят кривые зависимости эффективной мощности Ne, крутящего момента Ме, часового GT и удельного ge расходов топлива от числа оборотов. Эффективная мощность двигателя вначале увеличивается примерно пропорционально возрастанию числа оборотов коленчатого вала, затем приращение мощности становится замедленным и при числе оборотов, равном nе, мощность достигает максимума. Мощность, развиваемая двигателем, в основном определяется количеством тепла, выделенного при сгорании топлива в цилиндрах в единицу времени. Для выяснения причин, обусловливающих указанную зависимость мощности от числа оборотов, рассмотрим характер изменения весового наполнения двигателя в единицу времени. По мере увеличения числа оборотов снижается давление впуска и уменьшается коэффициент наполнения. Однако рост чисел оборотов до определенного значения (nG) сопровождается увеличением весового наполнения двигателя в единицу времени, а следовательно, и часового расхода топлива, так как в этом диапазоне уменьшение коэффициента наполнения сравнительно невелико и полностью компенсируется увеличением числа всасываний в единицу времени. При числе оборотов, большем nG весовое наполнение падает, т. е. значительное снижение наполнения за цикл уже не может компенсироваться ростом числа оборотов.

Рис. 15.3. Внешние характеристики карбюраторного двигателя: а— без ограничителя оборотов; б — с ограничителем максимальных чисел оборотов.

Изменение индикаторной мощности двигателя примерно соответствует изменению весового наполнения в единицу времени. Однако на малых числах оборотов индикаторная мощность падает более резко. Это объясняется замедленным протеканием процесса сгорания ввиду недостаточно интенсивного вихреобразования и большой теплоотдачей через стенки цилиндра (газы в процессе сжигания и расширения длительное время соприкасаются с охлаждающей поверхностью). Эффективная мощность двигателя равна разности между индикаторной мощностью и мощностью трения; последняя с увеличением числа оборотов резко возрастает; поэтому максимум эффективной мощности достигается при меньших числах оборотов, чем максимум индикаторной мощности (nG ).

При возрастании чисел оборотов свыше пеэффективная мощность снижается и при разносных числах оборота становится равной 0. Следовательно, при этих числах оборотов индикаторная мощность, развиваемая двигателем, целиком затрачивается на преодоление механических потерь. Разносные числа оборотов примерно в 1,5—2 раза больше оборотов, соответствующих максимальной мощности. Следует указать, что разносные числа оборотов практически недостижимы, так как детали двигателя не рассчитываются для работы на этом режиме. В эксплуатационных условиях двигатели легковых автомобилей могут развивать обороты, несколько превышающие nе, а двигатели грузовых автомобилей и тракторов работают в диапазоне до перегиба внешней характеристики. Удельные расходы топлива ge имеют большие значения на малых числах оборотов вследствие замедленного протекания процесса сгорания и большой теплоотдачи через стенки цилиндра. На средних числах оборотов (ng) удельные расходы топлива достигают минимальных значений ввиду уменьшения относительной теплоотдачи через стенки цилиндра и увеличения скорости сгорания. Повышение числа оборотов свыше ng сопровождается ухудшением экономических показателей двигателя, вызываемых в основном резким возрастанием механических и тепловых потерь.

Величина крутящего момента двигателя Ме является функцией среднего эффективного давления ре:

где Vh — рабочий объем одного цилиндра;i — число цилиндров;t —тактность двигателя.

Поэтому МР следует примерно за изменением коэффициента наполнения, падая более резко на высоких числах оборотов ввиду возрастания механических потерь и на малых скоростных режимах вследствие ухудшения использования тепла топлива. Максимальных значений крутящий момент достигает при числах оборотов nм0,5 nN.

Карбюраторные двигатели почти всех современных грузовых автомобилей снабжаются ограничителями максимальных чисел оборотов.

Внешние характеристики дизеля. Учитывая, что все автомобильные и тракторные дизелиимеют регуляторы (автомобиль­ные, как правило, двухрежимные; тракторные — всережимные), рассмотрим внешнюю характеристику дизеля с регулятором.

Дизель в отличие от карбюраторного двигателя имеет несколько внешних характеристик (в зависимости от условий их снятия).

Внешняя характеристика 1 (рис. 15.4) дизеля называется нормальнойили эксплуатационной, если она снимается при постоянном положении рейки топливного насоса, доведенной до упора, который установлен по пределу дымления на номинальных числах оборотов. Под номинальными понимаются обороты, при которых начинает работать регулятор. Следует отметить, что упор рейки топливного насоса при эксплуатационной (заводской) регулировке топливной аппаратуры должен устанавливаться по пределу дымления на номинальных числах оборотов. Увеличение числа оборотов коленчатого вала сопровождается падением коэффициента наполнения, а подача топлива на цикл при неизменном положении рейки остается примерно постоянной или даже увеличивается, что ведет к уменьшению коэффициента избытка воздуха. Следова­тельно, если упор будет установлен по пределу дымления на малых числах оборотов, то при возрастании последних двигатель будет работать в диапазоне за пределом дымления.Внешняя характеристика 2 дизеля называется предельнойили оптимальной, если все точки ее сняты при работе двигателя на пределы дымления. Нормальная и предельная внешние характеристики сходятся на номинальных числах оборотов, так как в этой точке коэффициент избытка воздуха для обеих характеристик одинаков.Внешняя характеристика 3 дизеля называется максимальной или абсолютной, если все точки ее соответствуют наибольшему среднему эффективному давлению.Необходимо отметить, что если абсолютная и предельная внешние характеристики являются для каждого дизеля вполне определенными кривыми, то нормальная характеристика зависит от номинальных чисел оборотов. Чем больше число оборотов, при которых вступает в действие регулятор, тем ниже пойдет эта характеристика.Относительная внешняя характеристика карбюраторных двигателей. Установлено (проф. И. М. Лениным), что при построении кривых зависимости эффективной мощности от числа оборотов при полностью открытом дросселе для различных карбюраторных двигателей в относительных координатах (мощность двигателя и число оборотов откладываются в процентах от максимальных значений) * эти кривые совпадают. Это дает возможность построить внешнюю характеристику двигателя без проведения его испытаний, если известна максимальная мощность двигателя и число оборотов, при которых она достигается.

6) Частичные характеристики карбюраторного двигателя (рис. 15.5) . Каждая частичная характеристика (I, II, III) соответствует определенному открытию дроссельной заслонки, вследствие чего для каждого двигателя этих характеристик может быть любое количество, в то время как внешняя характеристика бывает только одна.

Рис.15.5Частичные характеристики карбюраторного двигателя.

По мере прикрытия дроссельной заслонки максимальные значения эффективной мощности двигателя сдвигаются в сторону меньших оборотов, что объясняется:

а) уменьшением проходных сечений во впускной системе;

б) увеличением относительной величины механических потерь вследствие уменьшения индикаторной мощности двигателя при неизменных затратах мощности на преодоление трения;

в) увеличением насосных потерь в двигателе.

Снижение эффективной мощности при дросселировании вызывается в основном уменьшением весового наполнения двигателя. Кроме того, снижению мощности способствуют также следующие причины, вызывающие и ухудшение экономических показателей двигателя при дросселировании:

1. Уменьшается скорость сгорания вследствие увеличения коэффициента остаточных газов (абсолютное количество остаточных газов в цилиндре в конце процесса выпуска по мере прикрытия дросселя остается примерно постоянным — газы занимают объем камеры сгорания, а весовое наполнение падает).

2. Увеличивается относительная величина теплоотдачи через стенки цилиндра. Время соприкосновения газов по мере дросселирования остается постоянным; интенсивность вихреобразования, зависящая в основном от числа оборотов, также почти не изменяется; поэтому абсолютное количество тепла, отдаваемое через стенки цилиндра, остается при этом практически неизменным. Однако количество тепла, выделяемое при сгорании, ввиду уменьшения наполнения (на прикрытых дросселях) падает, что ведет к росту относительной величины теплоотдачи.

3 Увеличиваются насосные потери двигателя.

4.Возрастает относительная величина механических потерь в двигателе.

Частичные характеристики дизеля. Они снимаются при постоянном проходном сечении впускной системы двигателя и переменном положении рейки топливного насоса. Следовательно, переход от одной частичной характеристики дизеля к другой сопровождается изменением коэффициента избытка воздуха при постоянном коэффициенте наполнения и неизменных насосных потерях; происходит также изменение относительной величины механических потерь. Поэтому установка рейки насоса в последовательные положения, соответствующие уменьшающимся подачам топлива, смещает кривые эффективной мощности почти параллельно самим себе, существенно не влияя на их уклоны и не изменяя их характер. При работе на частичных характеристиках экономические показатели дизеля, так же как и экономические показатели карбюраторного двигателя, ухудшаются. Это в основном объясняется уменьшением механического к.п.д. при уменьшении индикаторной мощности.

8) Сила тяги на ведущих колесах

Основной движущей силой является сила тяги, приложенная к ведущим колесам. Сила тяги возникает в результате работы двигателя и взаимодействия ведущих колес и дороги. К силам сопротивления относят силу трения в трансмиссии, силу сопротивления дороги и силу сопротивления воздуха.При определении силы тяги принято, что ее величина зависит лишь от параметров автомобиля. Однако это не означает, что, увеличивая, например, передаточное число трансмиссии, можно реализовать сколь угодно большую силу тяги, так как предельное ее значение ограничено сцеплением шин с поверхностью дороги. Силой сцепления шин с дорогой называют максимальное значение горизонтальной реакции, пропорциональное вертикальной нагрузке на колесо. Один из основных параметров данной системы — коэффициент сцепления. В зависимости от направления скольжения колеса различают коэффициенты продольного (x) и поперечного (бокового) (y) сцепления.

Сила тяги на ведущих колесах зависит от крутящего момента двигателя, передаточных чисел в коробке передач и главной передаче, коэффициента полезного действия трансмиссии. С ними мы уже знакомы и можем вычислить Силу тяги, умножив значение крутящего момента двигателя на передаточные числа, на к. п. д. трансмиссии и разделив полученное произведение на радиус колеса. Крутивший момент двигателя величина, меняющаяся в зависимое и от нажима водители на педаль управления подачей топлива. Передаточное число и к. п. д. коробки передач зависят от того, какую передачу, включил водитель. Посмотрим внимательно, что происходит в месте контакта шины с дорогой. В каждое отдельно взятое мгновение ближайшая к дороге точка колеса неподвижна. Колесо, упираясь в дорогу, как бы стремится вращаться вокруг этой точки. Точку сменяет соседняя и т. д. Колесо катится по дороге. Если бы не было мгновения неподвижности в точке контакта, если бы каждая данная точка колеса перемешалась относительно поверхности дороги, то колесо буксовало бы, а автомобиль не двигался. Чтобы точки контакта колеса с дорогой были какое-то мгновение неподвижными, требуется хорошее сцепление шины с поверхностью дороги, оцениваемое коэффициентом сцепления. Его значение колеблется в пределах 0.5—0,8 для сухих покрытий дорог и 0,15—0,4 для замасленных или мокрых дорог.

9) Потери мощности в трансмиссии

При передаче мощности двигателя ведущим колесам часть ее затрачивается на преодоление сил трения в механизмах трансмиссии. Потери мощности в трансмиссии можно разделить на две группы. К первой группе относятся потери, зависящие от величины передаваемой нагрузки (момента). Они обусловлены трением в зубчатых зацеплениях, карданных шарнирах, подшипниках и примерно пропорциональны передаваемому моменту. Вторую группу составляют гидравлические потери, обусловленные перемешиванием и разбрызгиванием масла шестернями и другими подвижными деталями. Они в основном зависят от скоростей де талей механизмов трансмиссии, вязкости и количества масла в картерах, но практически не зависят от передаваемого момента. КПД трансмиссии представляет собой отношение мощности на ведущих колесах автомобиля Рк к мощности двигателя Рд, передаваемой в трансмиссию, Гидравлические потери определяют экспериментально. Для этого вывешивают ведущие колеса автомобиля и, вращая их с постоянной скоростью, измеряют момент МТ, необходимый для прокрутки валов трансмиссии вхолостую В зависимости от дорожных условий и режима движения автомобиля значение ц^ может изменяться в очень широких пределах. Чем выше степень загрузки двигателя.

10) КПД Трансмиссии

КПД трансмиссии автомобиля _м (табл. 6) зависит от числа и свойств кинематических пар, передающих механическую энергию от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам автомобиля:

где k – число пар цилиндрических шестерен, передающих энергию по данной передаче;

l – число пар конических (гипоидных) шестерен;

m – число карданных шарниров, передающих энергию.

Ориентировочные значения КПД
Тип автомобиля	Колёсная формула	КПД
Грузовые автомобили и автобусы с одинарной главной передачей	4*2	0.9.. 0.92
То же, с двойной главной передачей	4*2	0.86.. 0.88
---//---	4*4,6*4	0.82.. 0.84
---//---	6*6	0.78.. 0.80
Легковые автомобили и автобусы малой вместимости	4*2	0.92.. 0.94

11) Сила сопротивления подъему

В процессе движения автомобиль преодолевает дорожные подъемы и спуски. При движении на подъем автомобиль испытывает дополнительное сопротивление, которое зависит от угла а наклона дороги к горизонту, измеряемого в продольной плоскости (рис. 7). Крутизна подъема дороги может оцениваться как углом а,в градусах, так и величиной уклона i (в сотых долях или процентах) дороги, равного отношению превышения дороги Н к заложению S_a.

Так как углы подъема автомобильных дорог сравнительно невелики и часто не превышают 4—5°, для них можно принять, что sin а ≈ tg а. Это дает право записать, что

Сила тяжести автомобиля G_a, преодолевающего подъем, разлагается на две составляющие. Составляющую, действующую параллельно профилю дороги, называют силой сопротивления подъему и обозначают Р_а.

При движении под уклон эта сила способствует движению автомобиля.

Мощность, которая затрачивается на преодоление подъема, определяется по формуле

При движении автомобиля на подъем сила сопротивления качению

Одновременное действие сил сопротивления подъему и качению составляет суммарную силу сопротивления дороги. Суммарная сила сопротивления дороги

Знак плюс берется при движении автомобиля на подъем, знак минус при движении под уклон.

Ψ ≈ f ± I (20)

Тогда

12) Сопротивление качению - сопротивление движению транспортного средства, вызванное качением колес. Коэффициент сопротивления качению f существенно влияет на потери энергии при движении автомобиля. Он зависит от многих конструктивных и эксплуатационных факторов и определяется экспериментально. Его средние значения для различных дорог при нормальном давлении воздуха в шине составляют 0,01 …0,1. Рассмотрим влияние различных факторов на коэффициент сопротивления качению.

Скорость движения. При изменении скорости движения в интервале 0…50 км/ч коэффициент сопротивления качению изменяется незначительно и его можно считать постоянным в указанном диапазоне скоростей. При повышении скорости движения за пределами указанного интервала коэффициент сопротивления качению существенно увеличивается вследствие возрастания потерь энергии в шине на трение. Коэффициент сопротивления качению в зависимости от скорости движения можно приближенно рассчитать по формуле f = (115 + v) \ 10 000 где v — скорость автомобиля, км/ч. Тип и состояние покрытия дороги. На дорогах с твердым покрытием сопротивление качению обусловлено главным образом деформациями шины. При увеличении числа дорожных неровностей коэффициент сопротивления качению возрастает. На деформируемых дорогах коэффициент сопротивления качению определяется деформациями шины и дороги. В этом случае он зависит не только от типа шины, но и от глубины образующейся колеи и состояния грунта. Значения коэффициента сопротивления качению при рекомендуемых уровнях давления воздуха и нагрузки на шину и средней скорости движения на различных дорогах приведены ниже:

Асфальто- и цементобетонное шоссе: в хорошем состоянии…………………………… 0,007…0,015

в удовлетворительном состоянии………….. 0,015…0,02

Гравийная дорога в хорошем состоянии….. 0,02…0,025

Булыжная дорога в хорошем состоянии…… 0,025…0,03

Грунтовая дорога сухая, укатанная………….. 0,025…0,03

Песок……………………………………………………… 0,1…0,3

Обледенелая дорога, лед…………………………. 0,015…0,03

Укатанная снежная дорога………………………. 0,03…0,05

Изношенность протектора, уменьшение числа слоев корда и улучшение качества материала приводят к падению коэффициента сопротивления качению вследствие снижения потерь энергии в шине. На дорогах с твердым покрытием при уменьшении давления воздуха в шине коэффициент сопротивления качению повышается. На деформируемых дорогах при снижении давления воздуха в шине уменьшается глубина колеи, но возрастают потери на внутреннее трение в шине. Поэтому для каждого типа дороги рекомендуется определенное давление воздуха в шине, при котором коэффициент сопротивления качению имеет минимальное значение. При увеличении вертикальной нагрузки на колесо коэффициент сопротивления качению существенно возрастает на деформируемых дорогах и незначительно — на дорогах с твердым покрытием. Момент, передаваемый через колесо. При передаче момента через колесо коэффициент сопротивления качению возрастает вследствие потерь на проскальзывание шины в месте ее контакта с дорогой. Для ведущих колес значение коэффициента сопротивления качению на 10… 15 % больше, чем для ведомых. При движении автомобиля по дороге встречаются и спуски, и подъемы, а следовательно, вес автомобиля, направленный всегда вертикально, раскладывается на две составляющие: одна направлена перпендикулярно дороге, вторая – параллельно продольной оси автомобиля. Следовательно, сила сопротивления качению при движении на подъеме всегда будет несколько меньше, чем при движении по горизонтальному участку, однако она действует одновременно с силой сопротивления подъему и составляет с ней общую силу сопротивления дороги.

13) Сила сопротивления дороги

Сила суммарного сопротивления дороги Рψ состоит из сил сопротивления качению и подъему: (34.7) При движении на подъем принимается плюс, а под уклон — минус; выражение в скобках обозначается через ψ и называется коэффициентом суммарного сопротивления дороги: Следовательно,

14) Сопротивление воздуха. Движение автомобиля в воздушной среде вызывает перемещение масс воздуха, впереди автомобиля при этом создается уплотненный слой воздуха, а позади—разреженный, вызывающий образование вихрей. Воздух при движении создает также некоторую силу трения. Перемещение воздуха при движении вызывает также некоторую силу трения. Таким образом, при движении автомобиль испытывает сопротивление воздуха, состоящее из: а) давления встречных частиц воздуха; б) разрежения за автомобилем; в) трения воздуха о поверхность автомобиля. Уравнение сопротивления воздуха может быть представлено так: (34.9)

где С— безразмерный коэффициент обтекаемости, зависящий от формы автомобиля и качества его поверхности; F— лобовая площадь автомобиля, м²; v —скорость движения автомобиля, м/сек; ρ. — плотность воздуха, кг/м³ (т.е.м. = ) где т.е.м.— техническая единица массы. Плотность воздуха принимается величиной постоянной:

к — называется коэффициентом сопротивления воздуха (табл. 34.3),

Значение коэффициента сопротивления воздуха для различных автомобилей

Автомобили	Коэффициент сопротивления воздуха к, кг/м3 (кГхсек2/м4)
Спортивные и гоночные автомобили с обтекаемыми формами кузова	0,015-0,020
Легковой автомобиль с закрытым кузовом (Волга, Жигули)	0,025-0,035
Грузовые автомобили	0,060-0,070

определяющим величину силы сопротивления воздуха движению тела данной формы с лобовой площадью 1 м² при скорости 1 м/сек. Подставив в уравнение (34.9) к, получим (34.10)

где W = кF — фактор обтекаемости воздухом, зависящий от формы автомобиля и его размеров; F=ВН — лобовая площадь автомобиля (площадь, подвергающаяся воздействию встречного потока воздуха), приближенно определяемая произведением высоты Н автомобиля на ширину В его колеи, м². Если скорость автомобиля v' принята в км/ч, то по уравнению (34.10)

(34.11) С учетом направления попутного ветра (—) или встречного (+) и его скорости v_в км/ч уравнение (34.11) принимает вид;

Для уменьшения сопротивления воздуха автомобилю придают обтекаемую форму. Лобовая площадь (м²) автомобилей: легковых 1,5—2,0; малолитражных, среднего и большого литража 2,0—2,8; грузовых 3,0—5,0.

15) Равномерное движение колеса в ведомом режиме

В ведомом режиме колесо катится под действием продольной силы.

У равнение движения ведомого колеса Fx=Ff+Fkj или в развернутом виде , где Iк — момент инерции колеса.

При равномерном движении Fx=Ff. Таким образом, сила сопротивления качению колеса численно равна силе, которую необходимо приложить в продольном направлении к оси колеса для того, чтобы обеспечить его равномерное качение.

Толкающая сила Fx и продольная составляющая реакции дороги Rx образуют пару сил, обеспечивающих качение колеса. Поскольку значение Rx ограничено трением между колесом и дорогой, соответственно будет ограничен и момент, при котором возможно качение колеса. В частности, для обеспечения качения колеса при установившемся режиме движения необходимо, чтобы соблюдалось условие FxЈ Rx max. Максимальное значение продольной составляющей реакции дороги Rx max= j Rz, где j — коэффициент сцепления, определяющий трение между шиной и опорной поверхностью дороги. Тогда условие качения колеса будет иметь вид

Ff Ј j Rz или f Ј j (1.13)

Это значит, что ведомое колесо будет катиться, если коэффициент сопротивления качению не превышает коэффициент сцепления. Если это условие не соблюдается, колесо движется юзом (например, движение автомобиля по гладкому льду при пониженном давлении воздуха в шинах). Поскольку обычно коэффициент сопротивления качению значительно меньше коэффициента сцепления, качение ведомого колеса обеспечивается.

15) Равномерное движение колеса в ведущем режиме

Ведущее колесо катится под действием крутящего момента (рис. 1.14).

П ри этом на раму автомобиля передается сила, совпадающая по направлению со скоростью автомобиля, а на колесо действует противоположно направленное усилие. Усилие, передающееся от колеса на раму автомобиля, называется силой тяги колеса Fт. Так как Fт=-Fx, уравнение движения ведущего колеса запишется в виде: Fk=Ft+Ff+Fkj или Ft=Fk-Ff-Fkj. (1.14)

Это значит, что сила тяги колеса равна окружной силе за вычетом силы. сопротивления кач ению и силы, затрачиваемой на разгон колеса.

Максимальный момент, который может быть реализован ведущим колесом по условиям сцепления, находится из уравнения (1.14) с учетом равенства Rx=Ft:

Fk=Rx+Ff+Fkj;

Мк max = Rx шахr0 +Ffr0 + Mj;

Rx max= j Rz;

Ff=fRz;

Мк max = (j + f) Rzr0 + Iк dw k/dt.

При установившемся движении

Мк max = (j + f) Rzr0 (1.15)

Максимальный момент, который колесо может реализовать по сцеплению, будем обозначать Mj . Если крутящий момент, подводимый к колесу, будет больше определяемого выражением (1.15), начнется ускоренное вращение колеса.

17) Неравномерное движение колеса

На схеме обозначены: Fz - нормальная нагрузка колеса, представляющая перпендикулярную к опорной поверхности составляющую всех сил, приложенных к колесу со стороны автомобиля, включая вес колеса; Fx— продольная сила колеса, т. е. составляющая равнодействующей сил, приложенных к колесу со стороны автомобиля, параллельная опорной поверхности (считается положительной, если ее направление совпадает с направлением поступательной скорости колеса); Rx – продольная составляющая реакции дороги; Rz — нормальная составляющая реакции дороги, смещенная относительно середины контактной поверхности на расстояние а; Мк — момент, действующий на колесо со стороны автомобиля (положителен, если его направление совпадает с направлением угловой скорости колеса); Mкj м омент сопротивления ускорению вращения колеса .

Для нахождения характеристик движения колеса составим уравнение мощностей (при этом для общности будем считать, что мощность подводится к колесу через крутящий момент и продольную силу и затрачивается на преодоление сопротивления качению, сопротивления, обусловленного проскальзыванием элементов шины относительно опорной поверхности, и сопротивления разгону колеса):

Pк+Pх,=Pf+Ps+Pkj (1.3)

где Рк=Mкw к —мощность, подводимая к колесу посредством момента Мк;

Px=Fxvx=Fxrkw k — мощность, подводимая к колесу через толкающую силу Fx;

Pf=Mfw k=aRzw k — мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению;

Ркj =Mkjw k — мощность, затрачиваемая на разгон колеса:

— мощность, рассеиваемая в зоне контакта колеса с опорной поверхностью.

В последнем выражении мощность, рассеиваемая в зоне контакта колеса с опорной поверхностью, определяется произведением силы, действующей в этой зоне по направлению скорости скольжения, на скорость скольжения. Поскольку эта мощность рассеивается, произведение Rxvs как при буксовании, так и при юзе колеса всегда положительно.

Введем обозначения: Fk=Mk/r0 — окружная сила колеса; Fkj=Mkj/r0 — сила сопротивления разгону колеса.

Из схемы сил, приведенной на рис. 1.11, следует, что Rx=Fx. Тогда, подставив в выражение (1.3) выражения (1.4)-(1.9) и разделив его на r0w k, получим:

Fk+Fx=Ff+Fkj, (1.11)

Таким образом, в общем случае движения сумма продольной и окружной сил колеса равна сумме сил сопротивления качению и разгону.

18) Факторы влияющие на коэффициент сопротивления качению

Он зависит от многих конструктивных и эксплуатационных факторов и определяется экспериментально. Его средние значения для различных дорог при нормальном давлении воздуха в шине составляют 0,01 …0,1. Рассмотрим влияние различных факторов на коэффициент сопротивления качению.

Скорость движения. При изменении скорости движения в интервале 0…50 км/ч коэффициент сопротивления качению изменяется незначительно и его можно считать постоянным в указанном диапазоне скоростей. При повышении скорости движения за пределами указанного интервала коэффициент сопротивления качению существенно увеличивается вследствие возрастания потерь энергии в шине на трение. Коэффициент сопротивления качению в зависимости от скорости движения можно приближенно рассчитать по формуле f = (115 + v) \ 10 000 где v — скорость автомобиля, км/ч. Тип и состояние покрытия дороги. На дорогах с твердым покрытием сопротивление качению обусловлено главным образом деформациями шины. При увеличении числа дорожных неровностей коэффициент сопротивления качению возрастает. На деформируемых дорогах коэффициент сопротивления качению определяется деформациями шины и дороги. В этом случае он зависит не только от типа шины, но и от глубины образующейся колеи и состояния грунта. Значения коэффициента сопротивления качению при рекомендуемых уровнях давления воздуха и нагрузки на шину и средней скорости движения на различных дорогах приведены ниже:

Асфальто- и цементобетонное шоссе: в хорошем состоянии…………………………… 0,007…0,015

в удовлетворительном состоянии………….. 0,015…0,02

Гравийная дорога в хорошем состоянии….. 0,02…0,025

Булыжная дорога в хорошем состоянии…… 0,025…0,03

Грунтовая дорога сухая, укатанная………….. 0,025…0,03

Песок……………………………………………………… 0,1…0,3

Обледенелая дорога, лед…………………………. 0,015…0,03

Укатанная снежная дорога………………………. 0,03…0,05

Изношенность протектора, уменьшение числа слоев корда и улучшение качества материала приводят к падению коэффициента сопротивления качению вследствие снижения потерь энергии в шине. На дорогах с твердым покрытием при уменьшении давления воздуха в шине коэффициент сопротивления качению повышается. На деформируемых дорогах при снижении давления воздуха в шине уменьшается глубина колеи, но возрастают потери на внутреннее трение в шине. Поэтому для каждого типа дороги рекомендуется определенное давление воздуха в шине, при котором коэффициент сопротивления качению имеет минимальное значение. При увеличении вертикальной нагрузки на колесо коэффициент сопротивления качению существенно возрастает на деформируемых дорогах и незначительно — на дорогах с твердым покрытием. Момент, передаваемый через колесо. При передаче момента через колесо коэффициент сопротивления качению возрастает вследствие потерь на проскальзывание шины в месте ее контакта с дорогой. Для ведущих колес значение коэффициента сопротивления качению на 10… 15 % больше, чем для ведомых. При движении автомобиля по дороге встречаются и спуски, и подъемы, а следовательно, вес автомобиля, направленный всегда вертикально, раскладывается на две составляющие: одна направлена перпендикулярно дороге, вторая – параллельно продольной оси автомобиля. Следовательно, сила сопротивления качению при движении на подъеме всегда будет несколько меньше, чем при движении по горизонтальному участку, однако она действует одновременно с силой сопротивления подъему и составляет с ней общую силу сопротивления дороги.

19) Уравнение движения автомобиля

20) Сила тяги по условию сцепления шин с дорогой

Сила сцепления колес с дорогой определяется весом, приходящимся на ведущие колеса (которые реализуют силу тяги), умноженным на величину коэффициента сцепления колес с дорогой. Чем более скользкое покрытие, тем меньше коэффициент сцепления. Например, на сухом асфальте он равен 0,8, а на льду - 0,1. Это значит, что реализуемая сила тяги на льду в 8 раз меньше, чем на асфальте! Вот почему на льду возникают проблемы с троганием, как, кстати, и с торможением.

Рсц >Рт= Рд + Рв + Ри

21) Влияние на коэффициент сцепления различных факторов

Коэф. сцепл. - значение горизонтальной реакции, пропорциональное вертикальной нагрузке на колесо. В зависимости от направления скольжения колеса различают коэффициенты продольного (x) и поперечного (бокового) (y) сцепления.

При смачивании твердого покрытия коэффициент сцепления резко падает из-за образования пленки из частиц грунта и воды, уменьшающих трение между шиной и дорогой. Коэффициент сцепления понижается особенно значительно, если покрытии имеется пленка глины. Сильным дождем она может быть смыта, тогда величина сцепления приближается к значениям, характерным для сухого покрытия. Если сила тяги меньше силы сцепления, то ведущее колесо катится без пробуксовывания. Если сила тяги больше силы сцепления, ведущие колеса пробуксовывают и для движения используется лишь часть силы тяги. увеличением проскальзывания (или буксования) шины по дороге коэффициент сцепления возрастает, достигая максимума при 20—25% проскальзывания. При полном буксовании ведущих колес может быть на 10—25% меньше максимального. С увеличением скорости движения автомобиля коэффициент сцепления обычно уменьшается. При скорости 40 м/с он может быть в несколько раз меньше, чем при скорости 10—15 м/с. На дорогах с твердыми покрытиями коэффициент сцепления зависит главным образом от трения скольжения между шиной и покрытием. На деформируемых дорогах коэффициент сцепления зависит прежде всего от сопротивления грунта срезу и от внутреннего трения в грунте. Выступы протектора ведущего колеса, погружаясь в грунт, деформируют и уплотняют его, увеличивая до некоторого предела сопротивление срезу. Однако затем начинается разрушение грунта, вследствие чего коэффициент сцепления уменьшается. Большое влияние на коэффициент сцепления оказывает рисунок протектора. При истирании выступов протектора во время эксплуатации ухудшается сцепление шины с дорогой. Наименьший коэффициент сцепления имеют шины, у которых полностью изношен рисунок протектора. В любых условиях движение колеса с изношенным протектором шин приводит к снижению коэффициента продольного и поперечного сцепления. Так, блокировка колес с изношенным протектором шин в большинстве случаев возникает при нажатии на педаль тормоза с усилием, равным 2/3 нормального усилия, необходимого для блокировки колес с хорошими шинами. Дорога Поверхность Сухая Мокрая С асфальтобетонным или цементнобетонным покрытием 0,7 - 0,8 0,35 - 0,45 С щебеночным покрытием 0,6 - 0,7 0,3 - 0,4 Грунтовая 0,5 - 0,6 0,2 - 0,4 Обледенелая 0,1 - 0,2 Покрытая снегом 0,2 - 0,3. Сцепление колес с дорогой зависит и от ряда других факторов, например от качества подвески, давления в шинах. Однако из всех факторов следует выделить три главных: качество и состояние дорожного покрытия, состояние протектора шин и скорость движения автомобиля

22) Условие возможности движения автомобиля

Трогание и движение автомобиля по дороге возможны только при условии, что сила тяги, развиваемая двигателем и приложенная в месте контакта колес с дорогой, превышает суммарные силы сопротивления, действующие на автомобиль. При этом обязательным условием является достаточное сцепление колес автомобиля, особенно ведущих, с поверхностью дороги, иначе они будут буксовать. Сила сцепления зависит от массы, приходящейся на колесо, от состояния покрытия дороги, давления воздуха в шинах и рисунка протектора. Если прекратить приложение силы тяги, то на горизонтальной дороге автомобиль под действием сил сопротивления постепенно остановится.

Pт > Рд + Рв + Ри, где Рт - сила тяги на ведущих колесах, Рд - сила сопротивления качению, Рв - сила сопротивления воздуха, Ри - сила инерции поступательно движущейся массы G автомобиля.

23) Нормальные реакции дороги

Нормальная реакция дороги зависит от массы автомобиля, положения его центра масс, конструкции подвески, характера дорожных неровностей и т. п. Если не рассматривать динамику взаимодействия колеса с неровностями, приводящего к ощутимым колебаниям около величины, соответствующей нормальной нагрузке колеса , можно считать, что реакция целиком определяется соответствующей долей массы автомобиля. Нормальная нагрузка колеса является величиной переменной. Кроме массы автомобиля и положения центра масс, на нее влияет и режим движения. Так, при разгоне задние колеса дополнительно нагружаются, а передние — разгружаются, при торможении — наоборот. На повороте к тому же происходит бортовое перераспределение массы. Свои коррективы вносит и уклон дороги. Ясно, что величины такого перераспределения массы, а значит, и величины нормальных нагрузок колес зависят от ускорения автомобиля. Единственный практически достижимый способ регулирования нормальных нагрузок — регулирование ускорения автомобиля. Поскольку для повышения устойчивости боковую силу надо уменьшать, становится ясно, что радиус поворота в этом случае должен быть увеличен, а скорость снижена. К сожалению, увеличение радиуса очень часто невозможно, так как автомобиль должен находиться на повороте в заданном коридоре, а уменьшить скорость при торможении на повороте значит еще сильнее затормозить, т. е. увеличить в формуле (.) компонент R x для того, чтобы уменьшить компонент Р у . Ничего, кроме потери устойчивости это, как правило, не дает. Параметры регулированию не поддаются. Угловое замедление колеса при прочих равных условиях зависит от приложенного к колесу тормозного момента. Поэтому параметром, с помощью которого можно регулировать тормозную силу, является тормозной момент М т . Таким образом, единственно целесообразным способом обеспечения неравенства (.), выражающего собой требование одновременного обеспечения достаточной тормозной эффективности и хорошей устойчивости движения, является регулирование тормозного момента с помощью изменения давления в тормозном приводе.

24)Показатели динамичности при равномерном движении

Показателями динамичности при равномерном движении автомобиля являются максимальная скорость на горизонтальной дороге, максимальные коэффициенты сопротивления дороги, преодолеваемого на высшей и первой передачах, величина динамического фактора при движении с максимальной скоростью.

25) Силовой баланс автомобиля

(8)

где Р_f — сила сопротивления дороги, Н;

Р_В — сила сопротивления воздуха, Н;

G_а — масса автомобиля, кг;

V — скорость, м/с.

Поскольку на первой передаче скорость движения автомобиля невелика, силой сопротивления воздуха можно пренебречь. Тогда уравнение (8) примет вид: . Сопротивление дороги, оцениваемое коэффициентом , может быть преодолено, если отношение максимальной тяговой силы к массе автомобиля будет равно или больше этого коэффициента, т.е.

27.Динамический фактор автомобиля.

У автомобиля различают динамический фактор по тяге и дина­мический фактор по сцеплению. Это безразмерные величины, выражаемые в долях единицы или процентах.

Динамическим фактором по тяге называется отношение разности тяговой силы и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля:

D= (Р_В- Р_Т )/G

Значения динамического фактора по тяге позволяют судить о тягово-скоростных свойствах конкретного автомобиля при раз­ных нагрузках и сравнивать тягово-скоростные свойства различных автомобилей. При этом чем больше динамический фактор по тяге, тем лучше тягово-скоростные свойства и выше проходимость ав­томобиля: он способен развивать большие ускорения, преодо­левать более крутые подъемы и буксировать прицепы большей массы.

Максимальные значения динамического фактора по тяге со­ставляют 0,3...0,45 для автомобилей ограниченной проходимости и 0,6...0,8 — для автомобилей высокой проходимости.

Динамический фактор по тяге часто называют просто динами­ческим фактором.

Его значение ограничено вследствие наличия сцепления колес с дорогой. Для безостановочного движения автомобиля без про­буксовки ведущих колес необходимо выполнение следующего ус­ловия:

≥D≥ψ

где — динамический фактор по сцеплению.

Динамическим фактором по сцеплению называется 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

Dсц=Pсц/G=

где — вес, приходящийся на ведущие колеса.

Для установления связи между динамическим фактором и ус­ловиями движения представим уравнение движения автомобиля в следующем виде:

Р_Т- Р_В=Pд-Ри

ИЛИ

Р_Т- Р_В=G ψ+(G/g)δ_врj

Разделив обе части последнего уравнения на вес G, получим уравнение силового баланса автомобиля в безразмерной форме:

D= ψ+(j/g) δ_вр

При равномерном движении ускорение равно нулю. Тогда

D = ψ

28.Динамическая характеристика автомобиля.

Динамической характеристикой автомобиля называется зави­симость динамического фактора по тяге от скорости на различ­ных передачах. Динамическая характеристика, представленная на рис. 3.24, свидетельствует о том, что динамический фактор по тяге на низших передачах имеет большую величину, чем на выс­ших. Это связано с тем, что на низших передачах тяговая сила увеличивается, а сила сопротивления воздуха уменьшается.

Поскольку при равномерном движении , D = ψ, ордината каж­дой точки кривых динамического фактора, приведенных на дина­мической характеристике, определяет значение коэффициента со­противления дороги ψ.

Рис. 3.24. Динамическая характеристика автомобиля: I —III — передачи; I'—I передача при уменьшенной подаче топлива; v_max — максимальная скорость автомобиля; Vmax(ψ) — максимальная скорость автомо­биля для конкретных дорожных условий.

Так, например, точка D_V, со­ответствующая значению дина­мического фактора при макси-

мальной скорости v_max, опредеяет коэффициент сопротивления дороги ψ_v9 которое может преодолеть автомобиль при этой скорости, а ординаты точек максимума кривых динамического фактора представляют собой максимальные значения коэффици­ента сопротивления дороги, преодолеваемого на каждой передаче.

С помощью динамической характеристики можно решать раз­личные задачи по определению тягово-скоростных свойств авто­мобиля. Рассмотрим некоторые из этих задач.

Определение максимальной скорости движения автомобиля при заданном коэффициенте сопротивления дороги ψ. На оси ординат откладываем значение коэффициента сопротивления дороги ψ, характеризующее данную дорогу, и проводим прямую, параллель­ную оси абсцисс, до пересечения с кривой динамического факто­ра D. Точка пересечения и будет соответствовать максимальной скорости, которую может развить автомобиль при заданном ко­эффициенте сопротивления дороги ψ.

Определение максимального подъема, преодолеваемого на доро­ге с заданным коэффициентом сопротивления качению f. Для на­хождения максимального подъема, который может преодолеть ав­томобиль при постоянной скорости на любой передаче на дороге с коэффициентом сопротивления качению f, на оси ординат от­кладываем значение коэффициента f и проводим прямую, парал­лельную оси абсцисс. Разность между максимальным значением динамического фактора D_max на любой передаче и значением ко­эффициента f соответствует максимальному подъему, преодоле­ваемому на выбранной передаче:

Определение максимального ускорения автомобиля при задан­ном коэффициенте сопротивления дороги ψ. Для нахождения мак­симального ускорения j_max, которое может развить автомобиль на любой передаче, необходимо найти разность между максималь­ным значением динамического фактора на выбранной передаче и значением коэффициента сопротивления дороги (D_max - ψ). Зная эту разность, можно определить значение максимального ускоре­ния по формуле

j_max=g(D_max-ψ)/ δ_вр

Определение возможности буксования ведущих колес. При ре­шении данной задачи необходимо сопоставить динамические фак­торы по тяге и сцеплению. С этой целью определяют значение динамического фактора по сцеплению для заданного коэффици­ента сцепления φ_х. Найденное значение откладывают на оси ор­динат и проводят горизонтальную прямую.

В области, расположенной над проведенной прямой, D_cw < D, следовательно, трогание автомобиля с места на I передаче невоз­можно, а при его движении неизбежна остановка.

В области, находящейся под этой прямой, выполняется условие Dсц>D, следовательно, при полной нагрузке двигателя, или при полной подаче топлива, движение без пробуксовки ведущих колес невозможно лишь на I передаче. Для движения без буксования ве­дущих колес на I передаче необходимо уменьшить подачу топлива и динамический фактор по тяге (см. кривую I' на рис. 3.24).

При определении тягово-скоростных свойств динамическая ха­рактеристика строится для автомобиля с полной нагрузкой.