Тема 3. Безпека дорожнього руху. 14.02.2023. Заняття №9. Експлуатаційні властивості автомобіля. Керованість автомобіля. Дорожні умови та їх вплив на керованість автомобіля.
1.Опрацювати розділ 2.1 стор.106 - 121; розділ 2.2 стор.125 -141 Підручник та законспектувати в зошит, виконати тестові завдання.
1.Стійкість автомобіля
Стійкістю називається спроможність автомобіля протистояти дії сил, які намагаються зсунути його у бік або перекинути. До цих сил належать від — пептрова сила під час руху автомобіля на поворотах, складова сили тяжіння, що напрямлена паралельно дорозі, під час руху па підйомах і спусках, а також сила великого бокового вітру (діє порівняно рідко). Автомобіль повинен стійко зберігати напрям руху, не відхилятися від нього під дією зазначених сил та протистояти ковзанню шин по поверхні дороги і перевертанню.
Рух автомобіля па закругленні дороги (рис. 158) ніщо інше, як обертання його навколо центра цього закруглення. З курсу фізики відомо, що в цьому випадку па автомобіль діятиме відцентрова сила, яка намагатиметься зсунути автомобіль з дороги або перевернути його. Величина сили Рвідц. дорівнює добутку маси автомобіля на квадрат швидкості, поділеному на радіус закруглення дорогп, тобто:
З наведеного прикладу видно, що відцентрова сила буде тим біль ша, чим більша вага, швидкість руху автомобіля і менший радіус закруглення дороги.
Керованість автомобіля. Керованістю можна назвати такі якості автомобіля, які сприяють збереженню прямолінійного руху на прямих відрізка дороги і забезпечують точність траєкторії поворотів.
Керованість автомобіля значною мірою залежить від справлості передньої підвіски, рульового керування і стану шин.
Для забезпечення керованості керовані колеса під час повороту повинні котитися без бічного ковзання, під час прямолінійного руху зберігати нейтральне положення і автоматично повертатися до нього в момент виходу авто; мобіля з повороту, рульовий привід повинен забезпечувати правильне співвідношення кутів повороту лівого та правого керованих коліс і вони не повинні мати довільних кутових коливань.
Здатність керованих коліс автомобіля під час прямолінійного руху зберігати нейтральне положення і автоматично повертатися до нього в момент виходу автомобіля з повороту забезпечується конструкцією переднього моста. Для цього шворні поворотних цапф переднього моста встановлено з поздовжнім і поперечним нахилом. Якщо верхній кінець шворня має нахил назад (поздовжній нахил), тоді точка пересічення осі шворня з дорогою (точкою О) знаходитиметься спереду від центра контакту шини з дорогою (рис. 159, а, точка А). Як видно з рис. 159, а сила опору кочінню Рк прикладена до колеса в точціА. Під час повороту автомобіля кероване колесо відхиляється від нейтрального положення, повертаючись навколо точки О. При цьому виникає момент сили Рк па плече АВ. Цей момент протітдіятпме повороту і повертатиме колесо в нейтральне положення.
Величина поздовжнього нахилу шворня відносно вертикальної осі для сучасних автомобілів дорівнює 0—3°.
Отже, поздовжній нахил шворня забезпечує так звану швидкісну стабілізацію передніх керованих коліс.
Крім поздовжнього, шворень має ще й поперечний нахил. При цьому верхній кінець шворня зміщено до середини переднього моста (рис. 159, б) і між віссю шворня та вертикаллю утворюється кут а, що дорівнює 4—5°. Завдяки цьому під час повертання передніх керовапих коліс трохи піднімається передня частина автомобіля. Повертаючи колеса, водій переборює деяку силу тяжіпня автомвбіля. Під час виходу автомобіля з повороту сила тяжіння сама повертає передні керовані колесо п нейтральне положення. Таким чином, поперечний нахил шворня забезпечує вагову стабілізацію керованих коліс.
Стабілізація керованих коліс залежить і відстані рульового керування.
«Тугий» руль перешкоджатиме поверненню керованих коліс у нейтральне положення і таким чином погіршуватиме керованість автомобіля. Крім того, тугий руль швидко стомлюватиме водія. Надмірно вільний хід («люфт») рульового колеса не дає змоги водієві точно і своєчасно змінювати напрям руху автомобіля, а також ускладнює керування автомобілем но прямій.
2.Прохідність автомобіля
«Маневреністю називається властивість автомобіля повертатися па мінімальній площі. Маневреність оцінюється найменшим радіусом повороту зовнішнього переднього колеса Нзк і шириною габаритної смуги руху ГСР, яку наймає автомобіль під час повороту (рис. 161).
Ширина габаритної смуги руху залежить від кута повороту а, внутрішнього заднього колеса і найбільшого виступу окремих частин автомобіля а межі траєкторії руху зовнішнього переднього та внутрішнього заднього коліс (відстань я і б) і визначається за формулою:
Як видно з рис. 160, центром повороту є точка О, в якій перетинаються продовження осей усіх коліс. Колія передніх і задніх коліс не збігається, бо радіуси їх кутових траєкторій різні. Задні колеса завжди зміщені до центра повороту. Це треба враховувати, щоб не наїхати внутрішнім заднім колесом на перешкоду, наприклад, брівку тротуару під час правого повороту на перехресті вулиць.
При буксируванні причепів маневреність погіршується, бо під час повороту, автопоїзда причеп зміщується до центра повороту і за рахунок цього ширина габаритної смуги руху автопоїзда буде більшою, ніж у автомобіля без причепа.
Як видно із схеми повороту, габаритної смуги руху буде тим більшою, чим більша довжина Ь бази автомобіля або причепа, а також буде більшою при повороті, ніж під час прямолінійного руху. Для забезпечення кращої маневреності сучасні автомобілі повинні мати як можна меншу базу та менші розміри виступаючих при поворотах, маневруванні і під час руху в стиснених місцях. за базу частин і особливо спереду автомобіля. Водій повинен це враховувати і використовувати для безпечного проїзду
Прохідність. Сучасні автомобілі працюють не тільки на рівних дорогах з твердим покриттям, а й на ґрунтових дорогах різного стану, а також в умовах бездоріжжя. Сучасний автомобіль повинен долати важкі дорожні умови, різні перешкоди, круті підйоми, м’які й сипучі грунти, ями, канави, водяні перешкоди. Така властивість автомобіля називається прохідністю.
Прохідність автомобіля залежить від багатьох факторів, основними з яких є тягові властивості і геометричні параметри автомобіля, а також конструкція таких агрегатів силової передачі, як коробка передач, диференціал та ін. Крім того, прохідність залежить також від стійкості, маневреності і якості водіння автомобіля. За прохідністю автомобілі умовно поділяють па три групи, залежно від їх «колісної фор« мули», тобто співвідношення між загальною кількістю коліс автомобіля і кількістю його "ведучих коліс. Наприклад, для автомобіля ГАЗ 53А колісна формула має вигляд 4?2. 
До першої групи належать автомобілі обмеженої (нормальної) прохідності з колісною формулою 4 х 2 і 6 х 2, до другої автомобілі підвищеної прохідності з колісною формулою 4 х 4, 6 х 4 і 6 х 6, до третьої — автомобілі високої прохідності з колісною формулою 8 х а також напівгусеничні автомобілі. ГІогапі дорогп і бездоріжжя збільшують опір руху автомобіля. Щоб подолати його, автомобілі, призначені для роботи в умовах бездоріжжя, повинні мати більшу тягову силу. Для цього в силову передачу автомобіля високої прохідності вводять додаткову коробку передач — демультиплікатор. Щоб використати максимальну тягову силу без буксування ведучих коліс, треба збільшити зчіпну масу автомобіля і зчеплення шин а дорогою. Зчіпну масу підвищують за рахунок збільшення числа ведучих колін або зміщення центра ваги — ближче до ведучих коліс. При всіх ведучих колесах вся маса автомобіля використовується для зчеплення ведучих коліс з дорогою. Зчеплення шин з дорогою підвищується завдяки застосуванню спеціальних шин з грунтозачепами різної форми, а на слизьких обледенілих дорогах — шин з металевими шинами.
Основним показником прохідності автомобіля по мокрих груптовнхт дорогах, по снігу, піску тощо є питомий тиск колеса на поверхню дороги. Заглиблення колеса в м’який грунт відбуватиметься доти, поки питомий тиск колеса на дорогу не стане рівний несучій властивості грунту. Чим більше колесо заглиблюватиметься в грунт, тим більшою буде сила опору. Ця сила іноді збільшується настільки, що автомобіль не може подолати її, і колесо починає буксувати.
Питомий тиск коліс на дорогу зменшують за рахунок зниження внутрішнього тиску повітря в шинах або збільшення профілю шин. У зв’язку з цим на автомобілі високої прохідності встановлюють спеціальні шини великого діаметра і широкого профілю.
Розглянемо залежність прохідності автомобіля від його геометричних параметрів. Дорожній просвіт — це відстань між найнижчою точкою автомобіля і поверхнею дороги (рис. 161, а). Величина дорожнього просвіту у сучасних легкових автомобілів (з колісною формулою 4 х 2) становить 185— 210 мм, у вантажних автомобілів (з колісною формулою 4?2) — 245—275 мм. Дорожній просвіт зменшусться прн збільшенні навантаження на автомобіль за рахунок деформації шин. Передній і задній кути прохідності або звису (рис. 161, б) характеризують прохідність автомобіля по нерівних дорогах від час в’їзду па перешкоду або з’їзду з неї. Спроможність долати перешкоди (бугор, канаву і т. п.) збільшується при збільшенні кутів звису.
Радіуси поздовжньої і поперечної прохідності визначають також розміри герешкод, що їх може подолати автомобіль (рис. 161, в). Чим менша величина радіусів поздовжньої і поперечної прохідності, тим краща прохідність автомобіля.
Поздовжній радіус прохідності збільшується у навантаженого автомобіля завдяки зменшенню дорожнього просвіту Внаслідок прогину ресор.
Як видно з рпс. 161, недостатність радіуса прохідності може призвести до зависання автомобіля під час переїзду через вершину перелому профілю дороги.
3.Тягова динаміка і паливна економічність автомобілів
Одним з основних показників, яким оцінюється паливна економічність автомобіля, вважається витрата палива QS на 100 км пройденого шляху у разі рівномірного руху з певною швидкістю в заданих дорожніх умовах.
де Ne — потужність двигуна, яка необхідна для руху автомобіля в заданих дорожніх умовах, кВт;
ge — питома витрата палива, що відповідає даному режиму роботи двигуна, ( для карбюраторних двигунів вона становить 250 – 320 г/кВт.год і для дизельних – 210 – 280 г/кВт.год) г/кВт?год;
?п — питома вага палива (для бензину — 0,725 кг/л, для дизельного палива — 0,825 кг/л);
V — швидкість руху автомобіля, км/год.
Потужність, яка необхідна для руху автомобіля на дані швидкості у заданих дорожніх умовах на прямій передачі, визначається за формулою:
В умовах експлуатації якість дороги , навантаження автомобіля та швидкість руху непостійні. Тому автомобільному двигуну доводиться працювати на різних навантажувальних і швидкісних режимах.
Питома витрата палива ge залежить від економічності двигуна та режиму його роботи . Значення ge змінюється в широких межах із зміною потужності та частоти обертання вала двигуна.
Для визначення питомих витрат палива , що відповідаюь різним режимам роботи автомобіля , можна користуватися графіком / 4.4. / На графіку зображена крива ефективної потужності Ne = f ( nд) що розвивається двигуном під час повного відкриття дросельної заслінки , та ряд кривих питомих витрат палива ge , отриманих під час різних навантажень двигуна . Навантаження характеризується відношенням потужності , що розвивається двигуном у даному режимі , до потужності , яка розвивається на тій же частоті обертання за умови повного відкриття дросельної заслінки. Для кожної кривої ge вказується ступінь використання потужності двигуна, виражений в процентах. Криві будуються за даними стендових випробувань двигуна .
Щоб зв’язати на вказаному графіку частоту обертання двигуна nд із рухаються поступально, і аеродинамічний опір враховуються, при необхідності, як і при прямолінійному русі.
Для оцінки впливу сил на поворот машини зручно визначати їх моменти відносно точки О2: якщо момент спрямований в бік повороту — сила утворює поворотний момент МП, якщо проти — момент, що перешкоджає повороту Мс . Поворот неможливий (настає втрата керованості) при МП<МС .
Колісну машину розвертають бокові реакції ґрунту, які діють на передні колеса, а також дотичні сили тяги цих коліс (якщо вони ведучі).
Сила опору коченню задніх коліс і дотичні сили тяги не повертають машину і не перешкоджають повороту, якщо вони попарно рівні (їх моменти відносно точки О2 врівноважуються) .
Бокові реакції Z'2 і Z"2 не утворюють моментів відносно точки О2, якщо задні колеса котяться без бокового відведення.
Сили опору коченню передніх коліс P'fl і Р" бокова складова відцентрової сили Рц бокова складова тягового зусилля Рт і моменти опору повороту коліс, а також момент сил інерції Mj перешкоджають повороту.
Поздовжня складова відцентрової сили та інші поздовжні сили не впливають на поворот, якщо проекції їх ліній дії проходять через О2.
Рівність сил Р'к2 і Р"к2 забезпечується між колісним диференціалом. Проте, якщо диференціал блокований, то вона порушується і поворот утруднюється.
Роздільне гальмування задніх коліс тракторів дозволяє змінювати Р'к2 і Р"к2 так, щоб ці сили сприяли повороту.
Потрапляння задніх коліс у глибокі колії збільшує М'с2 і М"с2 і утруднює поворот.
Потрапляння задніх коліс у глибокі колії збільшує М'с2 і М"с2 і утруднює поворот.
Збільшення одного з опорів коченню задніх коліс P'f2 або Р"f2, наприклад внаслідок наїзду на перешкоду, призводить у першому випадку до утруднення повороту, а в другому — до його полегшення або навіть до вільного повороту.
Оскільки опір коченню машини на повороті значно більший, ніж при прямолінійному русі в аналогічних умовах, від двигуна вимагається більша потужність. Тому можливість повороту колісної машини в заданих умовах перевіряють на достатність потужності двигуна.
Крім того, можливість повороту колісної машини перевіряється за умови достатнього зчеплення напрямних коліс з опорною поверхнею. Для цього спочатку визначають результуючий момент опору повороту Мрез як суму моментів всіх сил, що перешкоджають повороту, відносно точки О2, потім знаходять результуючу силу опору повороту:
При повороті колісного трактора на нього діють такі зовнішні сили (рис. 5.10):
Р’к1, Р’’к1, Р’к2, Р’’к2 —Дотичні сили тяги, що діють відповідно на передні та задні колеса і зумовлені ведучими моментами, які підводяться до цих коліс;
Р’f1, Р’’f1, Р’f2, Р’’f2 —сили 0П0РУ коченню коліс;
M'c1, M"c1, M'с2, M"с2— моменти опору повороту коліс відносно поверхонь контакту з ґрунтом;
Рц і Р'ц— відповідно відцентрова сила і її бокова складова;
Z'1, Z"1, Z'2, Z''2 — бокові реакції ґрунту, що діють на колеса;
Мj — момент сил інерції машини, який діє під час входження у поворот;
Рт — тягове зусилля.
Складові ваги, зумовлені уклоном, сила інерції мас машини, що
швидкостями руху автомобіля V, до осі абсцис добудовуються похилі лінії з нанесеними на них перевідними масштабами, які визначаються з відомого співвідношення
Кількість масштабних шкал відповідає числу ступенів коробки передач на рис .4.4. зображена одна шкала/.
Паливна економічність автомобіля розраховується у такі послідовності . На відповідні шкалі перевідних масштабів відзначається задана швидкість руху V.За допомогою додаткової побудови , вказаної на рис. 4.4. пунктиром , знаходиться частота обертання nд двигуна .
Паливна економічність автомобіля розраховується у такі послідовності. На відповідній шкалі перевідних масштабів відзначається задана швидкість руху V. За допомогою додаткової побудови, вказаної на рис. 4.4. пунктиром, знаходиться частота обертання nд двигуна на вказаній швидкості швидкості і визначається за кривою Ne максимальна потужність двигуна Ne /, що відповідає даному числу обертів . Потім розраховується потужність двигуна Ne , необхідна для руху автомобіля в заданих умовах, і визначається ступінь завантаження двигуна як відношення розрахованої потужності Ne до визначеної за графіком максимальної потужності Ne. Знаючи число обертів двигуна та ступінь його завантаження , знаходиться за допомогою відповідної кривої питома витрата палива ge . Якщо на графіку немає кривої питомих витрат палива для даного ступеня завантаження двигуна , інтерполюються дві сусідні криві , найближчі за ступенем завантаження . За знайденним значенням ge та розрахованою величиною N за формулою / 4.19 / визначається шляхова витрата палива.
Крім вищезгаданого способу визначення , питому витрату палива, яка відповідає даному режиму роботи двигуна, можна визначити за формулою:
Із отриманих значень V, Ne i ge, можна визначити витрату палива в літрах на 100 км пройденого шляху для різних швидкостей руху. Наочне уявлення про співвідношення швидкостей дає рис. 5.9. на якому, як і на рис. 5.8, показані швидкості гусениць і трактора. Варіант І відповідає прямолінійному руху трактора на заданій передачі, II — повороту шляхом відключення однієї гусениці від двигуна, яке досягається за допомогою муфти повороту або одноступінчастого планетарного механізму (v' v), що можливе лише при окремому підведенні потужності до гусениць. При такому підведенні поворот можливий і шляхом одночасного, але неоднакового збільшення або зменшення швидкостей гусениць (ці варіанти поворотів на рис. 5.9 показані штриховими лініями).
Задачі динаміки повороту машин розв'язують шляхом визначення зовнішніх сил, що діють на неї при повороті, складання диференціальних рівнянь руху і розв'язання їх з метою визначення траєкторій руху і аналізу стійкості.
Розглянемо зовнішні сили, які діють на машину при повороті для визначення тих, що повертають машину і перешкоджають повороту. При одній зупиненій гусениці R = 0,5B. Щоб радіус повороту дорівнював нулю (центр повороту знаходився в точці От), необхідна умова v2=- v1, тобто гусениці повинні рухатися з однаковими швидкостями, але в протилежних напрямках.
v' = 0,5(v2+v1 Залежно від особливостей конструкції механізмів повороту швидкість v' порівняно зі швидкістю прямолінійного руху v на заданій передачі може бути меншою, більшою і дорівнювати їй.тПаливну економічність автомобіля в різних умовах усталеного руху відображає його економічна характеристика / рис.4.6./. На ній вказується ряд кривих Qs =f (V), кожна з яких відповідає певним дорожнім умовам, що характеризуються зведеними коефіцієнтами дорожніх опорів ?1, ?2 і ?3.
Максимальні швидкості руху автомобіля із погіршенням дорожніх умов і підвищення коефіцієнта ? зменшуються. Їх значення обмежені огинаючою а – а. Крива с – с відповідає мінімальним витратам палива на 100 км шляху , тобто найбільш економічним швидкостям руху , які завжди нижчі від можливих максимальних швидкостей.
На відрізках характеристики , розташованих ліворуч кривої с - с , збільшення шляхової витрати палива зумовлюється переходом на на менш економічні режими роботи двигуна. Правіше кривої с – с шляхова витрата палива зростає в основному за рахунок збільшення опору руху, зокрема опору повітря.
Інтервал економічних швидкостей вантажних автомобілів 35 – 55 км/год і вище залежно від класу автомобіля.
У довідниках часто вказують контрольну витрату палива на 100 км. Така витрата спостерігається під час рівномірного руху на прямій передачі з повним завантаженням двигуна в типових для даного автомобіля дорожніх умовах. Для автомобілів звичайної прохідності типовими умовами вважається рух в літній час по дорозі з сухим асфальтним покриттям на ділянках з нахилами поздовжнього профілю , не більше 1,5 % .
Запас ходу автомобіля / км / , тобто шлях , який може бути пройдений без додаткової заправки паливом, дорівнює
де Vбак – місткість паливного бака , л.
Паливо витрачається двигуном на переміщення порожнього автомобіля та на подолання опорів , пов’язаних з корисним використанням його вантажопідйомності . Чим більша друга частина в загальній витраті палива , тим вища паливна економічність автомобіля . Тому для економії палива важливо раціонально використовувати вантажопідйомність і застосовувати причепи.
Найменші радіуси повороту: R1 — зовнішнього найбільш віддаленого від центра повороту переднього колеса тягача, R2 — внутрішнього, ближчого до центра повороту заднього колеса тягача і R3 — внутрішнього самого близького до центра повороту колеса причепа; габаритні радіуси повороту: R1г — найбільш віддаленої від центра повороту точки тягача, R2г— найбільш близької до центра повороту точки тягача і R3г — найбільш близької до центра повороту точки причепа.
За габаритними радіусами повороту можна визначити габаритну ширину коридора, необхідну для проїзду поїзду:
Bг = R1г—R3г. (5.2.)
Важливим показником маневреності поїзда є ширина Вя смуги, на якій може бути виконаний розворот поїзда (тобто поворот його на 180°). Якщо розворот здійснюється без застосування заднього ходу і маневрування, то ширина смуги розвороту Вд визначається так:
Вд = 2Rlг + ?, (5.3.)
де ? — захисна зона, необхідна для гарантії безпеки руху (? =0,3—0,5 м).
Оскільки зовнішній габаритний радіус R1г визначається траєкторією тягача, то наявність причепа не впливає на потрібну для розвороту ширину смуги.
Розроблений розрахунковий метод визначення параметрів кругового руху автопоїзду.
4.Гальмівна динамічність автомобіля
Динамічність автомобіля залежить насамперед від його тягових і гальмівних властивостей.
Динамічність автомобіля характеризується також і його гальмівними властивостями.
Динамічна характеристика автомобіля при різнихступенях використання його вантажопідйомності. Динамічність автомобіля залежить від умов експлуатації, для яких він призначається. Висока максимальна швидкість руху має найбільше значення для автомобілів, що працюють з великими пробігами по хорошимдорогам. У цих умовах величина динамічного фактора на прямій передачі може бути порівняно невеликою.
Динамічність автомобіля залежить від його тягових і гальмівних якостей. Тому її вивчають у двох розділах, один з яких присвячений тягової, а інший -гальмівної динаміці автомобіля.
Графіки прискорень. Для дослідження динамічності автомобіля розгін його можна проводити також на кожній з передач, змінюючи швидкість автомобіля від мінімально стійкої до максимально можливої. Мінімальне значення швидкості k minвідповідає найменшій стійкої кутової швидкості колінчастого вала cumin при повному навантаженні двигуна. В інтервалі від 0 до утП автомобіль рушає з місця при пробуксовуванні зчеплення і поступовому відкритті дросельної заслінки.
Динамічноїхарактеристикою визначається динамічність автомобіля лише на дорогах з удосконаленим покриттям, не перевантажених транспортом. На нерівних дорогах вирішальну роль набуває якість підвіски, а на дорогах з інтенсивним рухом - маневреність і прийомистістьавтомобіля. ГАЗ-51 М-20 Побєда, ЗИМ, ЗІС-ПО дозволяє їм рухатися з високими швидкостями по дорогах з нерівностями, на покритті.
Динамічна характеристика авто - Графік зміни. Найбільш зручним вимірником динамічності автомобіля є ставлення надлишковоїсили тяги до ваги автомобіля.
Параметри руху накатом. У практиці для оцінки динамічності автомобіля при накаті широко використовують довжину шляху вибігу, яка є простим і наочним показником, що дозволяє оцінювати також і технічний стан шасіавтомобіля.
Ці ж фактори одночасно з втратою динамічності автомобіля призводять і до збільшення витрата ч палива. Тому при погіршенні динамічності і збільшенні витрати палива треба, перш НД: о, перевіряти величину шляху гальмування автомобіля за інерцією (вибігу), як це зазначено в розділі Експлуатаційні дані автомобіля гл.
Крива перегонки бензину А-76. Температура википання 50% палива характеризує тривалість прогріву двигуна після його пуску і динамічність автомобіля.
Динамометричністенди, як правило, не тільки дозволяють визначити колісну потужність і витрата палива, але і забезпечують можливість виявити тягову характеристику, час і шлях розгону, втрати в трансмісії і ходової частини, а також інші параметри динамічності автомобіля.
Крутний моменти затягування підшипників в KIM. Падіння потужності двигуна, погіршення динамічності (прийомистості) автомобіля і підвищення витрати палива в більшості випадків є наслідком не зносу деталей двигуна, а порушення регулювань систем запалювання,живлення паливом, газорозподілу, відкладення нагару в камерах згорання і смол у впускному трубопроводі. Динамічність автомобіля і витрата палива, крім того, в значній мірі залежать від втрат тертя в агрегатах силової передачі і ходової частини (головним чиномвід регулювання підшипників коліс), від кутів установки передніх коліс (особливо кута сходження), від тиску в шинах і регулювання гальм.
Максимальний динамічний фактор визначає величину найбільшого дорожнього опору я зшах, подоланого при рівномірному русі на першій передачі. Величини РГПЕХ, Jmax і Dv є основними показниками динамічності автомобіля при рівномірному русі.
У цьому випадку при роботі двигуна відбувається його помітне здригання, як правило, супроводжується пострілами в глушник, особливо при вступі в циліндри двигуна переобогащенной суміші. У цьому разі настає перевитрата бензину; двигун піддається підвищеному зносу; динамічність автомобіля погіршується.
Сили і моменти, що діють на автомобіль. Рівняння руху автомобіля є основним в тяговій динаміці. Воно пов'язує сили, які рухають автомобіль, з силами опору руху і дозволяє визначити характер руху автомобіля в кожен момент часу. При вивченні динамічності автомобіля вважають, що його можливості обмежені лише потужністю двигуна і зчепленням провідних коліс з дорогою. Решта обмеження, що накладаються, наприклад, вимогами безпеки руху або комфортабельності, не враховують.
При передньому розташуванні двигуна і привід на задні колеса (рис. 120 а) можна забезпечити рівномірний розподіл навантаження між осями, але необхідно встановити довгий карданний вал. У разі розташування двигуна в передній частині автомобіля і приводу на передні колеса (рис. 120 б) виходить більш компактна трансмісія, так як відпадає необхідність в карданної передачі, а зчеплення і коробку передач можна об'єднати з провідним мостом. Однак застосування такої трансмісії обмежена через погіршення динамічності автомобіля на підйомі, що викликано зменшенням зчіпного ваги в результаті перерозподілу навантажень на осі.
Практичне використання методів силового і мощностного балансів важко, так як для різних значень коефіцієнта опору дороги на графіку силового балансу доводиться наносити кілька кривихРл іРлРв, а на графіку потужностний балансу - ряд кривих 7VH і N Ч - NB. Це ускладнює графіки і пов'язане з додатковою витратою часу. Крім того, за потужностних і силовому балансам не можна порівнювати динамічність автомобілів, що мають різні ваги, так як при русі їх в однакових умовах сила і потужність, необхідні для подолання опору дороги, різні.
Безпека руху автомобілів з високими швидкостями значною мірою визначається ефективністю дії й безпекою тормозов.
Ефективність гальмівного шляху визначається за визначеною оцінці гальмівного дорозі чи часом руху автомобіля до зупинки. Що ефективніше дію гальм, то вище безпечна швидкість, яке може допустити водій, і тих вище швидкість руху автомобіля по всьому маршруте.
Гальмування необхідно як для швидкої зупинки автомобіля при раптовому появу перешкод, а й як управління швидкістю його движения.
Структура гальмівного управління автомобіля й підвищити вимоги, пред'явлені до нього обумовлені ГОСТ-22895-95г.
Відповідно до цього стандарту гальмівне управління заборгувало складатися з чотирьох систем: робочої, запасний, стояночной і вспомогательной.
Системи може мати загальні елементи, але з менше двох незалежних органів управления.
Кожна з цих систем включає у собі гальмівні механізми, щоб забезпечити створення опору руху автомобіля і гальмівний привід, необхідний управління гальмовими механизмами.
До нашого часу на вантажних двухосных армійських автомобілях застосовувалася гальмівна система з барабанними колодочными гальмовими механізмами і у останні роки намітилася тенденція використання дискових гальмівних механізмів на передніх колесах вантажних автомобілів, тому що в цього механізму багато переваг:
- велика надійність
- великий коефіцієнт гальмівний эфективності
- хороша стабильность
У цьому дипломному проекті пропонується автомобіль із поліпшеними гальмовими властивостями (з дисковими гальмовими механізмами на передній осі автомобіля і установкою АБС в пневмоприводі . Застосування дискових гальмівних механізмів дозволяє знизити масу елементів гальмівної системи. Під час такого компонуванні можна знизити масу автомобіля приблизно за 10%, трудомісткість виготовлення 13%, собівартість на 6%, за одночасного поліпшенні стійкості й керованості, забезпеченні оптимального використання обсягів автомобиля.
2.Аналіз гальмівних систем армійських автомобилей.
2.1 Вимоги, класифікація, застосовність гальмівних систем сучасних автомобілів.
До тормозного управлінню автомобіля, службовцю для уповільнення руху, до зупинки й утримання його за місці на стоянці, пред'являються підвищені вимоги, оскільки гальмівне управління є найважливішим засобом забезпечення активної безпеки автомобіля. Вимоги до гальмівним системам регламентовані ГОСТ 22895-95 і міжнародними правилами дорожнього руху. Вимоги до гальмівним системам наступні:
1. Максимальний гальмівний шлях максимальне усталене уповільнення відповідно до вимогами ГОСТ 22895-95 р., для пасажирських автомобілів і вантажних автомобілів залежно від типу іспитів.
2. Збереження стійкості під час гальмування (критеріями стійкості служать: лінійне відхилення, кутовий відхилення, кут формування автопоїзда.)
3. Стабільність гальмівних властивостей при кількаразовому гальмуванні.
4. Мінімальна час спрацьовування гальмівного привода.
5. Силове следящее дію гальмівного приводу, тобто пропорційність між зусиллям на педаль і приводним моментом.
6. Мала робота управління гальмовими системами - зусилля на гальмівні педалі залежно від призначення автотранспортного кошти має бути, у межах 500….7ОО М, хід гальмівний педалі 80…180мм.
7. Відсутність органоптичних явищ (слухових).
8. Надійність всіх елементів гальмівних систем, основні элементи
(гальмівна педаль, головний гальмівний циліндр, гальмівний кран та інших.) повинен мати гарантовану міцність, нічого не винні виходити з експлуатації протягом гарантованого ресурсу, мала б бути передбачена сигналізація, яка повідомляє водія про несправності гальмівний системи. Відповідно до ГОСТ 22895-95 гальмівне управління заборгувало включати такі гальмівні системи:
- робочу
- запасну
- стояночну
- допоміжну, обов'язкову для автобусів повної масою понад 5 т. і вантажних автомобілів масою понад 12 т., призначену для гальмування на тривалих спусках й кількості прихильників швидкість 30км/ч узвозі з ухилом 7% протяжністю 6км. Кожна з вище перерахованих гальмівних систем включає кілька гальмівних механізмів і гальмівний привід.
Класифікація гальмівних механизмов.
Гальмівний механізм:
·Механічний
o гідравлічний
o електричний
·Дисковий
o барабанний
o колісний
·Колодочний
o стрічковий
Примусове уповільнення може здійснюватися у різний спосіб: механічним, гідравлічною, електричним, позаколесним.
Найширше використовуються фрикційні гальмівні механізми. На легкових автомобілях великого класу часто використовуються дискові гальмівні механізми на передніх колесах і барабанні колодочні на задніх колесах.
На вантажних автомобілях незалежно від своїх вантажопідйомності встановлюються барабанні колодочні гальмівні механізми. Лише за останні роки намітилася тенденція використання дискових механізмів для вантажних автомобилей.
Барабанні стрічкові гальмівні механізми як колісних нині не застосовуються зовсім. У окремих випадках їх застосовують як трансмісійні для стояночної гальмівної системи (МАЗ, Белаз-540)
Гідравлічні і електричні гальмівні механізми використовують як уповільнювачі. На ряді автомобілів уповільнювачем є двигун, впускний колектор перекривається сталевою заслонкою.
Класифікація гальмівних приводів
·Гальмівний привід
o механічний
o комбінований
o гідравлічний
·Електричний
o пневматичний
Механический привід, що з тяг і важелів, застосовують у основному гальмівних системах з ручним управлінням ( допоміжна гальмівна система -,,стояночный- тормоз’’).
У цьому привід для включення гальмівного механізму використовується м'язова енергія водія. Простота конструкції і незмінна у часі жорсткість механічного приводу роблять його найбільш застосовуваним для стояночної гальмівної системи.
Гідравлічний привід застосовується у робочої гальмівний системі легкових автомобілів і вантажних малої і середній вантажопідйомності. У цьому привід зусилля осі педалі до гальмівним механізмам передається рідиною. Для включення гальм використовується м'язова енергія водія. Для забезпечення водієві роботи з включенню гальм нерідко застосовують гідравлічний привід з вакуумним (ГАЗ-66) чи пневматичним підсилювачем (Урал-4320).
Нині починають отримувати поширення гідравлічний привід з насосом. І тут для включення гальмівних механізмів і шляхом створення, необхідні швидкого гальмування автомобіля гальмівних моментів на колесах використовується енергія двигуна який приводить на дію гідравлічний насос безпосередньо, чи через будь-якої агрегат силовий передачі автомобиля.
Пневматичний привід широко використовують у гальмівний системі тягачів, вантажних автомобілів середньої та великої вантажопідйомності і автобусів. У гальмівний системі з пневматичним приводом гальмівні механізми включаються з допомогою використання стиснутого воздуха.
На длиннобазных автомобілях і тягачах великовантажних автопоїздів часто використовуються комбінований привід гидропневматический. У цьому привід збільшення гальмівних зусиль використовується енергія стиснутого повітря, а передача їх до тормозному механізму здійснюється жидкостью.
Електричний привід необхідний на автопоїздах, бо за цьому досягається найпростіший спосіб передачі енергії великі відстані за дуже малому часу на спрацьовування гальмівної системи.
Для оцінки конструктивних схем гальмівних механізмів служать такі критерії:
1 Коефіцієнт гальмівний эффективности.
Цей стан гальмівного моменту, створюваного гальмівним механізмом до умовному приводному моменту
Кэ= Мтор /((Рrтр)
де:
Мтор-гальмівний момент.
(Р-сума приводних сил. rтр-радіус докладання результируючих сил тертя.
Гальмівна ефективність слід оцінювати роздільно на своєму шляху вперед і назад.
2 Стабільність.
Цей критерій характеризує залежність коефіцієнта гальмівний ефективності через зміну коефіцієнта тертя. Ця залежність представляється графіком статистичної характеристики гальмівного механізму. Кращою стабільністю мають гальмівні механізми, характеризуючі лінійноюї залежністю.
3 Врівноваженість.
Врівноваженими є гальмівні механізми, у яких сили тертя не створюють навантаження на підшипники колеса.
Для оцінки конкретних конструкцій гальмівних механізмів необхідно додатково користуватися розрахунковими нормативами (тиск на колодкою, нагрівання гальмівного барабана). До нашого часу вважалося, що барабанні гальмівні механізми найбільш задовольняють вимогам безпеку руху, та у з зрослими швидкостями руху автомобіля, підвищуються й підвищити вимоги безпеку руху, багато в чому залежать від гальмівних якостей автомобиля.
Порівняльні стендові випробування різних варіантів конструкцій закритих дискових і барабанних гальмівних механізмів для автомобілів виявили, що найкращими показниками за стабільністю вихідних параметрів, теплонапряженности і масі має дисковий гальмо з цими двома поверхнями тертя, пневматичним приводом і усилителем
2.2. Аналіз гальмівних механізмів армійських автомобилей.
Проведені дорожно-лабораторні випробування барабанних і дискових гальм Харківським АДИ показали, у разі нагріву гальмівних деталей до 300 З повагою та V = 40 км/год гальмівний шлях збільшується під час гальмування дисковими гальмами на майже 7%, а барабанними на 25%. Якщо нормальна швидкість той самий, але об'ємна температура досягне 500 З, гальмівний шлях збільшиться на 21% і 55% відповідно.
Менша чутливість дискових гальм до змочування і забруднення пояснюється лише тим, що поверхні тертя плоскі і потраплена з-поміж них бруд і вода видушується легше, ніж у барабанному гальмі, а як і тим, що з обертанні вода і бруд відцентровій силою скидаються із поверхні тертя, а й у барабанного – заносяться на нього.
2.3. Аналіз гальмівних приводів армійських автомобилей.
Провівши аналіз всіх гальмівних приводів ми з'ясували, що найкращим для армійського автомобіля буде використання пневматичного приводу з підсилювачем. Вона має поруч переваг над іншими гальмовими приводами:
1. Практично необмежене приводне зусилля гальмівних механізмов.
2. Широке застосування на автопоїздах.
3. Простота конструкції.
3.Вибір та обґрунтування гальмівної системи.
3.1 Вибір та обґрунтування гальмівного механізма.
Узятий нами комбінований гальмівний механізм розглядатимемо окремо, спочатку дисковий гальмівний механізм, потім барабанный.
Дисковий гальмівний механізм застосовується головним чином легкових автомобілях, автомобілями великого класу – усім колесах, автомобілями малого середнього класу - здебільшого, лише з передніх колесах (на задніх застосовуються барабанні гальмівні механізми, як і у случае).
Останніми роками дискові гальма знайшли собі застосування на вантажних автомобілях низки зарубіжних фирм.
Конструкції гальмівних механізмів можуть виконуватися з нерухомій і плаваючою скобой.
Гальмівний диск закріплено на маточині переднього колеса, а скоба, виконана із високоміцного чавуну, кріпиться з допомогою кронштейна на фланці поворотного кулака. Гальмівні легкоз’ємні колодки вкладаються у пазах скоби. У скобі є робочих гальмівних алюмінієвих циліндра, розміщених з обох боків гальмівного диска, циліндри повідомляються між собою з допомогою сполучної трубки. Запроваджені циліндрах сталеві поршні ущільнюються гумовими кільцями, які завдяки їхній пружності повертають поршні у початковий становище при гальмуванні. У водночас при знос накладок вказують поршневі переправитися у нове становище. Таке автоматичне регулювання, можливо, оскільки зазор малий (порядку 0,1мм). У цьому підвищуються вимоги до точності виготовлення та встановлення гальмівного диска.
При окремому чи дублірованому привід передніх коліс (гальмівних механізмів) часто в скобі розміщують два циліндра із боку (Москвич-2140).
У дисковом гальмовому механізмі з плаваючою скобою, скоба може переміщатися в позах кронштейна, закріпленого на фланці поворотного кулака. І тут циліндр розташований з одного боку. При гальмуванні, переміщення поршня викликає переміщення скоби у протилежний бік, завдяки чому обидві колодки притискаються до тормозного диску.
Плаваюча скоба має значно меншу ширину проти нерухомій, що дозволяє забезпечити негативне плече обкатування. При плаваючій скобі хід поршня вдвічі більше, аніж за нерухомій. Схема і статистична характеристика приведено малюнку1. гальмівний момент рівний:
Мтр=2Рrср, а коефіцієнт эфективності:
Кэ= Мтр/(2Рrср)
При розрахунковому коефіцієнті тертя (=0,35, коефіцієнт ефективності Кэ=0,35. Із цього можна укласти, що дисковий гальмівний механізм має малої гальмівний ефективністю. Так, при розрахунковому коефіцієнті тертя (=0,35 гальмівний момент приблизно тричі менше приводного.
Нині стабільності віддається перевагу перед ефективністю, оскільки необхідний гальмівний момент можна отримати роботу збільшення приводних наснаги в реалізації результаті застосування робочих циліндрів великого діаметра чи застосуванням усилителя.
До іншим переваг дискових гальм можна віднести:
1. Меншу чутливість потрапити на накладки води, проти барабанними гальмами (тиск накладок в 3….4 разу перевершує тиск накладок барабанного гальмівного механізму, що їх меншою площею).
2. Можливість збільшення передатного числа гальмівного приводу, завдяки малому ходу поршня.
3. Хороше охолодження гальмівного диска, оскільки він відкритий, ще інтенсивного охолодження диска у ньому роблять радіальні канали.
4. Меншу масу, проти барабанним гальмівним механізмам.
Дисковий гальмівний механізм не урівноважений, бо за гальмуванні створюється додаткова сила, навантажуючи підшипники колеса. Слід зазначити, що у дискових гальмах гальмівні накладки зношуються інтенсивніше, ніж у барабанних, тому необхідно більш часто змінювати колодки. Конструкції дискових гальмівних механізмів передбачають швидку і легку зміну колодок.
Барабанні гальма складаються з тертьових, обертових і нерухомих деталей, а як і разжимного і регулировочного устрою. Тертьові деталі створюють гальмівний момент, разжимное пристрій забезпечує зіткнення тертьових деталей під час гальмування, а регулювальне пристрій дозволяє підтримувати необхідний зазор між тими деталями в отторможенном стані. Барабанні гальмівні механізми розрізняють за типами разжимных пристроїв. Застосовуються вони у залежність від автомобіля. На автомобілях повної масою понад 8т. застосовується барабанний гальмівний механізм, наведений в роботу разжимным кулаком. Цей гальмівний механізм урівноважений і однаково ефективний при передньому і задньому ході. Гальмівний механізм має високої стабільністю. Ефективність даних гальм трохи нижче, ніж в гальмівного механізму із рівними приводними силами і одностороннім розташуванням опор (застосовуються автомобілями мають найбільшу повну массу).
З іншого боку, установка барабанного гальмівного механізму на задні колеса виключає потрапляння багна й пилу, піднятою передніми колесами, в гальмівні механізми, оскільки барабанні гальма більш захищені, ніж дискові.
5.Плавність руху автомобіля
Коливання автомобіля. Коливання автомобіля впливають практично на всі основні експлуатаційні властивості машини: комфортабельність і плавність ходу, стійкість і керованість і навіть витрата палива.
Коливання зростають із збільшенням швидкості руху, підвищенням потужності двигуна, істотний вплив на коливання надає якість дороги.
Коливання і вібрації в автомобілях є джерелом шуму. Коливання, вібрації і шум надають шкідливий вплив на водія, пасажирів і навколишнє середовище.
Встановлені норми і стандарти, що визначають допустимі рівні коливань, вібрацій і шумів автомобілів. Від цих показників залежать якість і ціна легкового автомобіля.
Випробування автомобілів на визначення рівня коливань, вібрацій і шуму проводяться в лабораторіях і на спеціальних дорогах автополигонов.
Зробити легковий автомобіль, в якому відсутні коливання, вібрації і шум, неможливо, як неможливо побудувати вічний двигун. Однак цілком можливо створити автомобіль з мінімальними рівнями коливань, вібрацій і шуму.
Коливання виникають насамперед при взаємодії коліс з поверхнею дороги. В результаті прогину пневматичних шин та деформації підвіски колеса і кузов здійснюють складні коливання (рис. 4.11). За коливань коліс судять про стійкості і керованості автомобіля. Коливання кузова безпосередньо визначають плавність ходу.
В залежності від якості дорожнього покриття та швидкості руху коливання автомобіля можуть відбуватися з різними частотами і прискореннями. Так, частоти коливань кузова і коліс лежать в межах 0,5... 22 коливань в секунду, або 0,5... 22 Гц. Рівень прискорень коліс може перевершувати земне прискорення вільного падіння g більш ніж в 10 разів. В той водночас прискорення кузова рідко перевищують величину g більш ніж в 1,5 рази.
Автомобільне колесо є джерелом коливань, на виникнення яких впливають наявність малюнка протектора, каркас з металокорду, недостатня балансування, а також робота гальм. Частота цих коливань досягає величини у кілька тисяч герц. Такі коливання називають вібраціями. Вібрації з високими частотами також порушуються двигунами, трансмісіями і різним обладнанням, встановленим на автомобілі: вентилятори, обігрівачі, кондиціонери та ін
Складні коливання кузова істотно впливають на здоров'я і стан водія, пасажирів і схоронність перевезеного вантажу. Природно тому прагнення конструкторів легкових автомобілів обмежити коливання кузова. Складний характер коливальних рухів кузова може проявлятися в вертикальному і горизонтальному напрямках. Крім того, можливі і кутові коливання кузова. (Розрізняють поздовжні і поперечні горизонтальні коливання кузова.) Горизонтальні коливання уздовж поздовжньої осі називаються посмикуванням і в значній мірі гасяться за допомогою підвіски коліс.
Коливання уздовж поздовжньої осі проявляються при гальмуванні і розгоні, але не можуть бути визначальними для плавності ходу. Горизонтальні коливання вздовж поперечної осі кузова (бічні коливання) можливі лише за рахунок бічної деформації шин. В результаті використання підвіски коліс кузов здійснює головним чином вертикальні, поздовжньо-кутові і поперечно-кутові коливання/Перераховані коливання і визначають плавність ходу автомобіля.
Оцінка плавності ходу автомобіля. Що ж таке плавність ходу і чому їй приділяють особливу увагу при проектуванні, експуатаціі і порівняльній оцінці різних легкових автомобілів Звичайно, плавність ходу залежить не тільки від конструкції автомобіля і його підвіски, але і від якості дорожнього покриття та швидкості руху. Можна дати наступне визначення: плавністю ходу називається властивість автомобіля забезпечувати захист водія, пасажирів та вантажу від коливань і вібрацій, поштовхів і ударів, виникають у результаті взаємодії коліс з дорогою.
Саме поняття «плавність ходу» виникло давно. Каретних справ майстри майстерно робили підвіску екіпажів з кінною тягою, добиваючись високої плавності ходу. Підвіска старовинних карет була досить м'якою, мала довгі ресори з великим прогином і малою жорсткістю. Цікаво, що за цим параметрами вона перевершувала підвіски коліс багатьох сучасних автомобілів. В початку свого шляху автомобілі мали далеко не рекордні швидкості серед наземних транспортних засобів. Наприклад, у 1894 р. під час перших автомобільних перегонів Париж - Руан автомобілі з двигунами Даймлера показали середню швидкість 20,5 км/год. Однак за перші 10... 15 років існування автомобіля різко зросла його швидкість, перевищивши 100 км/год.
Перші світові рекорди швидкості належали автомобілям з електромоторами (електромобілі). У 1898 р. електромобіль Шарля Жанто (Франція) з двома електромоторами (загальна мощность.36 к.с.) встановив перший в світі абсолютний рекорд швидкості 63,149 км/год, а в 1899 р. електромобіль «Завжди незадоволена» бельгійця Каміля Женатци (потужність електромотора 40 л. с.) перевершив стокілометровий бар'єр - 105, 876 км/год. Однак електромобільні рекорди протрималися недовго. У 1902 р. француз Анрі Фурньє на автомобілі «Морс» з бензиновим двигуном в 60 к.с. підвищив абсолютний рекорд до 123,772 км/год.
Проходження автомобілями кордону швидкості 100 км/год не обійшлося без жертв. На перегонах Париж - Мадрид в 1903 р. з-за високої швидкості (більше 100 км/год), поганої дороги, пилу, низькою плавності ходу відбулися катастрофи, і французький уряд заборонив продовжувати перегони. Автомобілі кінною тягою були доставлені на залізницю.
У 1904 р. молодий Генрі Форд на своєму автомобілі «Стріла» досяг швидкості 147 км/год.
Про комфорту і плавності ходу перших рекордних автомобілів можна судити по машині Форда «Стріла», у якій ведучі колеса жорстко кріпляться до рами, а мотори не мали глушників. Чому водій не вилетів зі свого сидіння, тримаючись лише за рукоятку управління, абсолютно неясно. Найважливіше було - швидкість.
Швидкість 205,443 км/год у 1906 р. була досягнута на гоночному автомобілі «Ракета» американської фірми «Стенлі». Машина мала паровий двигун потужністю 150 к.с. Це була «лебедина пісня» парових автомобілів. В 1937 р. на автомобілі «Ауто-Уніон», всі колеса якого мали незалежну підвіску, з потужністю двигуна до 640 л.с. встановлено рекорд швидкості 406,3 км/год.
Які ж винаходи і удосконалення конструкції автомобіля дозволили так швидко нарощувати швидкість? Основними з них були збільшення потужності двигуна, використання обтічних форм кузова, вдосконалення рульового управління і гальм, і, звичайно, важливу роль зіграли винахід пневматичної шини та застосування незалежної підвіски коліс автомобіля.
З такою підвіскою на початку 20-х рр. почав випускатися в Італії автомобіль «Лямбда». В СРСР першим легковим автомобілем з незалежної підвіскою був знаменитий «ГАЗ М-20» («Перемога»). Застосування назависимой підвіски не тільки позбавило машину від небезпечних коливань керованих коліс (явище шиммі), але і сприяло істотному поліпшенню плавності ходу. У наші дні подальше підвищення плавності руху, стійкості та керованості легкового автомобіля немислимо без застосування керованих (регульованих) систем підвіски.
Очевидно, що плавність ходу потребує кількісної оцінки. Проте це не просте завдання, при вирішенні якої не можна покладатися тільки . на власні враження. Враження водія і пасажирів про плавності ходу можуть змінюватися в залежності від багатьох обставин: їх віку, здоров'я та ін. Покладатися на суб'єктивну оцінку не можна.
Давно відомо, що найкращою плавністю ходу мають автомобілі з м'якою підвіскою. Знизити жорсткість ресор (пружин) можна за рахунок збільшення їх прогину, а значить, і підвищення ходу коліс щодо кузова. Зробити підвіску м'якою і длинноходной не завжди можливо. Перешкодою для збільшення ходу коліс є не тільки необхідність в збільшення розмірів колісних ніш кузова, але і труднощі, пов'язані з розміщенням пристроїв трансмісії, гальм і рульового управління
Статичним називається прогинання ресор (або осаду пружин) при нерухомому автомобілі. За величиною статичного прогину можна оцінити жорсткість підвіски і плавність ходу.
Найбільш простим і доступним показником плавності ходу є частота власних коливань кузова автомобіля. Досвід показує, якщо частота цих коливань лежить у межах 0,5... 1,0 Гц, то машина володіє високою плавністю ходу. (Цікаво відзначити, що зазначені частоти збігаються з частотою поштовхів, які відчуває людина при ходьбі зі швидкістю 2... 4 км/год.)
На жаль, обидва названих показника плавності ходу придатні лише для приблизної, самій загальній її оцінки. Більш точне уявлення про плавності ходу дають прискорення кузова. Їх оцінюють в декількох характерних місцях: на сидіннях водія та пасажирів, на підлозі, над осями передніх і задніх коліс. На основі численних експериментальних досліджень запропоновано допустимі значення прискорень кузова і різні методи їх визначення. Допустимі прискорення представляють в залежності від частоти коливань кузова. У спеціальній літературі є таблиці і графіки допустимих значень прискорень, перевищення яких небажано. Наприклад, при вертикальних коливаннях кузова з частотами, близькими до 1 Гц, прискорення не повинні перевищувати 0,8... 1 м/с2. Якщо порівняти допустимі значення прискорень для вертикальних і горизонтальних коливань при частотах 1... 2 Гц, то допустимі вертикальні прискорення можуть бути в 1,8... 2,8 рази більше, ніж горизонтальні.
Перебуваючи в кузові легкового автомобіля, людина відчуває два основних види складних коливальних рухів: порівняно повільні коливання з великими амплітудами і швидкі коливання з малими переміщеннями. Від коливань з малими переміщеннями можна захиститися за допомогою сидінь, гумових опор, прокладок, віброізоляторів та інших пристроїв. Для захисту від коливань з низькими частотами і великими амплітудами служать пружні підвіски коліс.
6.Керованість автомобіля
Під керованістю розуміють здатність автомобіля зберігати або змінювати напрямок руху, заданих водієм, з мінімальною витратою фізичної енергії. Саме тому керованість автомобіля більше, ніж інші його експлуатаційні властивості, пов'язана з водієм. Для забезпечення гарної керованості автомобіля його конструктивні параметри повинні відповідати психофізіологічним особливостям водія.
Керовані колеса під впливом випадкових, ударів і поштовхів постійно відхиляються від нейтрального положення навіть під час прямолінійного руху автомобіля по дорозі з рівним асфальтобетонним покриттям. Властивість керованих коліс зберігати нейтральне положення і автоматично в нього вертатися називається стабілізацією. Автомобіль із поганою стабілізацією коліс довільно міняє напрямок свого руху, внаслідок чого водій змушений безупинно повертати кермове колесо то в одну, то в іншу сторону, щоб повернути керовані колеса у вихідне положення. Погана стабілізація вимагає значних витрат фізичної енергії водія, погіршує стійкість автомобіля, підвищує зношування шин і деталей кермового механізму.
В автомобіля з гарною стабілізацією колеса при виході з повороту автоматично вертаються в нейтральне положення, і автомобіль зберігає прямолінійний напрямок, навіть якщо водій не тримає кермове колесо.
Для досягнення гарної керованості конструкція автомобіля повинна задовольняти наступним вимогам:
- керовані колеса при повороті повинні котитися без бічного ковзання;
- кермовий привод повинен забезпечувати правильне співвідношення кутів повороту керованих коліс;
- розміри напрямних елементів підвісок і пружні характеристики підвісок і шин повинні бути підібрані таким чином, щоб кути відведення передньої і задньої осей перебували в певному співвідношенні;
- керовані колеса повинні мати гарну стабілізацію і відсутність довільних коливань;
- у рульовому керуванні обов'язкова наявність зворотнього зв'язку, що дозволяє водієві судити про величину і напрямок сил, що діють на керовані, колеса.
Значний вплив на керованість робить бічна еластичність шин. Цей вплив зростає зі збільшенням бічних сил, що діють на автомобіль і має істотне значення при русі автомобіля по криволінійній траєкторії.
Така еластичність характеризується кутом бічного відведення між площиною кочення диска колеса і віссю відбитка шини на дорозі, утвореним під дією бічної сили. Вона залежить від конструктивних особливостей шини: висоти і ширини профілю, кількості шарів кордної тканини, кута нахилу ниток корду, твердості боковини, навантаження на колесо, внутрішнього тиску в шині.
Відведення шин викликає відхилення траєкторії руху автомобіля від тої, котра визначається положенням керованих коліс, тобто задається водієм.
Кочення коліс із бічним відведенням впливає на рух автомобілів різних конструкцій залежно від розподілу їхньої маси по осях і величини опору відведенню передніх і задніх коліс. У випадку якщо кут відведення передніх коліс більше кута відведення задніх коліс, вважають, що автомобіль має недостатню поворотність. Такий автомобіль стійко зберігає прямолінійний напрямок руху. У протилежному випадку автомобіль характеризується зайвою поворотністю. Він більше схильний до втрати керованості і стійкості. Однак недостатня поворотність утрудняє роботу водія, тому що для зміни напряму руху автомобіля потрібна більша сила. Щоб одержати потрібне значення показника поворотності автомобілів, конструктори трохи зменшують тиск у передніх шинах у порівнянні із задніми і прагнуть розташувати центр ваги автомобіля ближче до передньої частини.
Керованість автомобіля залежить від технічного стану його ходової частини і рульового керування. Зменшення тиску однієї із шин збільшує її опір коченню і зменшує поперечну твердість. Тому автомобіль буде постійно відхилятися убік шини зі зменшеним тиском. Зношування деталей кермової трапеції і шкворневого з'єднання приводить до утворення зазорів, що порушують установлені кінематичні зв'язки і полегшують виникнення довільних коливань коліс. Більші зазори можуть настільки збільшити виляння і підскакування передніх коліс, що порушиться зчеплення їх з дорогою. Причиною коливань коліс може стати і їхній дисбаланс. Цей недолік особливо часто спостерігається при установці шин, відремонтованих методом накладення манжет. Як правило, відремонтоване місце має більшу масу в порівнянні із прилеглими ділянками шини, особливо помітне при русі з більшими швидкостями (більше 80 км/год), що утрудняє керування автомобілем.
Стабілізація може погіршитися і внаслідок неправильного регулювання рульового керування. Надмірне затягування пробок поздовжньої тяги, конічних підшипників і робочої пари кермового механізму збільшує момент тертя, утрудняючи повернення коліс у нейтральне положення, погіршуючи зворотний зв'язок і ускладнюючи керування автомобілем.
Керованість автомобіля і точність виконання маневру у великому ступені залежить від кваліфікації водія. Недостатньо досвідчені водії допускають при повороті багато помилок: виводять автомобіль за осьову лінію дороги або за межі займаного ряду, «зрізують» кути при маневруванні, розвивають швидкість руху, не відповідну кривизні дороги за умовами стійкості, і т.д. Точне виконання повороту можливо лише при правильному узгодженні швидкості автомобіля з кутовою швидкістю керованих коліс. Вводячи автомобіль у поворот і виходячи з нього, водій повинен правильно вибрати момент, у який варто почати обертання кермового колеса, а також визначити, яка повинна бути його кутова швидкість.
