يمكن القيادة دون الانزلاق إذا تم استيفاء الشروط التالية:
D с = a ∙ φ х ∙ cos α max / (L-Hd ∙ (φ х + f к)) ≥ D كحد أقصى.
د ج - عامل ديناميكي للالتصاق ؛
أ هي المسافة من مركز الكتلة إلى المحور الخلفيالسيارات؛
α max هي الزاوية المحددة للصعود الذي يجب التغلب عليه ؛
L- قاعدة عجلات السيارة.
Hd هو ارتفاع مركز الثقل ؛
معامل مقاومة التدحرج f إلى ؛
HD = 1/3 * hd ، حيث hd هو الارتفاع الكلي ؛
أ = (م 2 / م أ) * ل ، حيث م 2 هو وزن السيارة على محور القيادة ، م أ - الوزن الكليالسيارات.
φ х - معامل التصاق العجلة بالطريق (وفقًا للمواصفات ، معامل التصاق العجلة بالطريق هو φ х = 0.45.)
لسيارة GAZ:
أ = 1800/2800 * 2.76 = 1.77 م ؛
HD = 1/3 * 2.2 = 0.73 م ؛
د ج = 1.77 * 0.45 * كوس 27.45 درجة / (2.76-0.73 * (0.45 + 0.075)) = 0.31> د ماكس = 0.38.
بالانتقال إلى جواز السفر الديناميكي للسيارة ، سنرى أنه سيتم تنفيذ الحركة مع احتمال الانزلاق.
 |
تم الحصول على جدول مقارن للمعلمات المقدرة خصائص الجر والسرعة، الاستنتاجات.
| Aut 1 | Aut 2 | |||
| خاصية السرعة الخارجية | N e max = 70.8 كيلو واط (3800) م · كحد أقصى = 211.6 نانومتر (2200) | N e max = 74.6 kW (2400) M e max = 220 نانومتر (4000) | ||
| انتاج: | ||||
| توازن الجر والقوة | أقصى قوة جر للسيارة هي P t max = 10425N. عند النقطة التي يتقاطع فيها الرسم البياني Pt و (Pd + Pw) ، أي Рт = Рд + Рв ، تكون السرعة القصوى في ظل ظروف القيادة المعينة V max GAS = 22.3 m / s (في الترس الثالث). | أقصى قوة جر للسيارة هي P t max = 8502N عند النقطة التي يتقاطع فيها الرسم البياني لـ Pt و (Pd + Pw) ، أي Рт = Рд + Рв ، السرعة القصوى في ظل ظروف القيادة المعينة ، V maxFORD = 23.3 م / ث (في الترس الثالث). | ||
| انتاج: | ||||
| جواز سفر ديناميكي | Dmax = 0.38 سرعتها المقابلة V = 4.2 / s | Dmax = 0.3 السرعة المقابلة V = 5.6 / ثانية | ||
| انتاج: | ||||
| التسارع والوقت ومسار التسارع | أقصى تسارع j a = 0.45 m / s 2. | أقصى تسارع j a = 0.27 m / s 2 | ||
| وقت التسارع والمسار على الطريق: | 400 م 1000 م حتى 60 كم / ساعة | ر = 32 ثانية ر = 46.7 ثانية | ر = 25 ثانية ر = 47.8 ثانية | |
| انتاج: | ||||
| تحديد زاوية الصعود والتحقق من امكانية الحركة بشرط الانزلاق | زاوية الصعود المحددة = 27.4º | زاوية الصعود المحددة = 20.2º | ||
| انتاج: | ||||
10. الرسم التخطيطي الحركي نظام الفراملغاز السيارة 2752.
1،2 قرص الفرامل الأمامية.
مكابح أمامية بثلاث دوائر
4 اسطوانة الفرامل الرئيسية
5-فراغ مكبر للصوت
6 دواسات الفرامل
مكابح خلفية بسبع دوائر
8-منظم ضغط الفرامل
9.10 أسطوانة مكابح خلفية
11. رسم تخطيطي الكبح في حالات الطوارئ
الكبح ، والغرض منه هو التوقف في أسرع وقت ممكن ، يسمى حالة الطوارئ.
يتكون وقت الكبح للسيارة من المكونات التالية:
tрv - وقت رد فعل السائق - الوقت من لحظة ملاحظة الخطر حتى بدء الكبح. trv = 0.2-1.5s (trv = 0.8s) ؛
ملعقة شاي هي وقت استجابة محرك الفرامل.
ملعقة شاي = 0.2 ثانية (هيدروليكي) ، ملعقة صغيرة = 1 ثانية (هوائي)
tnz - تباطؤ وقت الصعود. يعتمد على نوع السيارة ومؤهلات السائق وحالة سطح الطريق ، حالة المرورحالة نظام الفرامل.
في حالة الكبح الطارئ ، tnz = 0.5s ؛
tuz - وقت تباطؤ الحالة المستقرة - الوقت الذي تظل فيه حالة نظام الكبح دون تغيير عمليًا ، وتكون السيارة مكبلة بالكامل (حتى التوقف).
tр - وقت التحرير (من بداية تحرير دواسة الفرامل حتى ظهور فجوات بين بطانات الاحتكاك). tp = 0.1 - 0.5c. نحن نقبل tp = 0.4s.
سرعة الكبح الأولية V 0 = 30 كم / ساعة = 8.3 م / ث ؛ طقم القابضالإطارات ذات الطريق φ x = 0.35.
مسافة الكبح للسيارة:
St = Ssp + Snz + Suz ؛
St = 0.004 * Ke * V 0 2 / φ x = 0.004 * (30 2 / 0.35) * 1.3 = 13.4 م ، حيث
كه - طقم الكفاءةنظام الفرامل ، Ke = 1.3 - 1.4.
في الحسابات ، نأخذ Ke = 1.3.
معدل التباطؤ:
j kn = (x + i) * g / Ke / bp = 0.35 * 10 / 1.3 / 1.68 = 1.6 م / ث 2 ، حيث
أنا = 0 - منحدر الطريق ،
ز = 10 م / ث 2 - تسارع الجاذبية ؛
وقت تباطؤ الحالة المستقرة:
وقت التباطؤ:
tt = ملعقة شاي + tnz + tz = 0.2 + 0.5 + 4.8 = 5.5 ثانية.
الذي - التي. السيارة مع V 0 = 30 km / h و φx = 0.35 لها مسافة فرملة St = 13.4 m في ذلك الوقت
لإنشاء رسم تخطيطي للفرملة في حالات الطوارئ ، نجد انخفاض السرعة في قسم tuz:
Vuz = Vo - 0.5 * juz * tnz = 8.3 - 0.5 * 1.6 * 0.5 = 7.9 م / ث.
12. حساب وبناء اعتماد مسافة الفرملة والتوقف للمركبة على السرعة الأولية للحركة أثناء الفرملة في حالات الطوارئ.
السرعة الأولية للمركبة عند الفرملة هي V0 = 30 كم / ساعة.
مسافة الكبح St - مسافة سالك بالسيارةمن لحظة تشغيل مشغل الفرامل إلى التوقف الكامل للمركبة.
St = 0.004 * (V 0 ^ 2) * Ke / φx.
مسار التوقف إذن - المسار الذي تقطعه السيارة من لحظة اكتشاف الخطر إلى التوقف التام.
لتحليل اعتماد مسافات الكبح والتوقف على سرعة السيارة في بداية الكبح أو على التصاق الإطارات بالطريق ، من الضروري استخدام مخطط فرملة الطوارئ الذي يشير إلى مراحل الكبح.
وبالتالي ، باستخدام صيغ مسافات الكبح والتوقف ، يمكننا إجراء حسابات يمكننا على أساسها بناء رسم بياني لاعتماد الفرامل ومسافات التوقف للسيارة على السرعة الأولية للحركة أثناء الكبح في حالات الطوارئ.
| الجدول 6 - قيم الرسم البياني لاعتماد مسافة الكبح والتوقف على السرعة الأولية للحركة | ||||
| φx = 0.35 | φx = 0.6 | |||
| V0 ، كم / ساعة | سانت ، م | سو ، م | سانت ، م | سو ، م |
| |
13. استنتاج عام عن خصائص الكبح للسيارة.
خصائص الكبح للسيارة - مجموعة من الخصائص التي تحدد الحد الأقصى للتباطؤ للسيارة عندما تتحرك على طرق مختلفة في وضع الكبح ، والقيم المحددة للقوى الخارجية التي يتم بموجبها تثبيت سيارة مكابح بشكل موثوق في مكانها أو لديه الحد الأدنى المطلوب من سرعة الحالة الثابتة عند القيادة على المنحدرات.
يوضح مخطط الكبح في حالات الطوارئ بوضوح مراحل الكبح ، وهي: وقت رد فعل السائق ، ووقت تشغيل المكابح ، ووقت زيادة سرعة التباطؤ ، ووقت تباطؤ الحالة المستقرة ، ووقت تحرير الفرامل.
في الممارسة العملية ، يحاولون تقليل هذه المراحل من خلال تحسين نظام الكبح ككل - ملعقة شاي (وقت استجابة محرك الفرامل) ، tz (وقت تباطؤ الحالة المستقرة) ، tp (وقت التحرير). مكونات trv (وقت رد فعل السائق) - من خلال التدريب المتقدم ، واكتساب خبرة القيادة ، tnz (وقت تراكم التباطؤ) - يعتمد على العوامل المذكورة ، بالإضافة إلى حالة سطح الطريق وحالة الطريق ، والتي لا يمكن تعديلها.
تعتبر مسافات الكبح والتوقف من المؤشرات الرئيسية لخصائص الكبح في السيارة. إنها تعتمد على سرعة بداية الكبح V 0 ومقدار التصاق العجلات بالطريق φ x. كيف أكثر إلى رφ x وكلما انخفضت السرعة V 0 ، كانت مسافات الكبح والتوقف أقصر.
باستخدام الرسم البياني لمسافات التوقف والفرملة مقابل السرعة ومعامل السحب ، يمكنك تحديد السرعة الآمنة المسموح بها ومسافة الكبح عند القيادة على سطح الطريق المقابل.
تم تقديم طرق وشروط فحص التحكم في الفرامل في السيارة أثناء اختبارات الطريق والمقاعد في GOST R 51709-2001.
14. الوقود المميز للحركة الثابتة للمركبة على الطريق مع
ψ 1 = (0.015) ؛ ψ 2 = 0.5 ψ كحد أقصى ؛ ψ 3 = 0.4 (ψ 1 + 2)
استهلاك وقود التحكم ، وخاصية الوقود للحركة الثابتة gp = f (va) على الطرق ذات الظروف المختلفة للرصيف ، واعتماد استهلاك الوقود الفعال المحدد على درجة استخدام الطاقة ge = f (U) والاعتماد على أداء المركبة المحدد على السرعة W y = f (va) على الطرق ذات ظروف الرصيف المختلفة.
لتحديد استهلاك الوقود بحركة ثابتة ، يمكنك استخدام معادلة استهلاك الوقود:
حيث g p - تتبع استهلاك الوقود ، لتر / 100 كم ؛
ψ 2 = 0.5 ψ كحد أقصى = 0.5 * 0.075 = 0.0375
ψ 3 = 0.4 (1 + 2) = 0.4 * (0.015 + 0.375) = 0.021
وبالمثل ، نحسب قيم الثورات المتبقية العمود المرفقي، كال. مقاومة الطريق والسيارة الثانية. ندخل القيم التي تم الحصول عليها في الجدول. وفقًا للجدول ، نبني رسمًا بيانيًا للوقود والخصائص الاقتصادية للسيارات ، ونقارن بواسطته السيارات.
15. الرسم البياني لاعتماد استهلاك الوقود المحدد الفعال g e على درجة استخدام الطاقة عند سرعات دوران العمود المرفقي: n 1 = 0.5n i ؛ ن 2 = ن أنا ؛ ن 3 = ن ن ؛
في وضع تردد محدد لتشغيل المحرك والقيم المعروفة للطاقة المستهلكة للتغلب على قوى مقاومة الطريق والهواء ، يتم تحديد استهلاك الوقود الفعال المحدد ، مع مراعاة كفاءة ناقل الحركة ، وفقًا للصيغة:
نحن نقبل n i = 1600 rpm لكلتا السيارتين ، ثم n 1 = 800.
وبالمثل ، نحسب قيم الدورات المتبقية للعمود المرفقي ، المعامل. مقاومة الطريق والسيارة الثانية. يتم إدخال القيم التي تم الحصول عليها في الجدول 8. وفقًا للجدول ، نقوم ببناء اعتماد استهلاك الوقود الفعال المحدد على قوة السيارة التي نقارن بها السيارات.
من المعروف أنه لضمان الحركة ، يجب أن يكون جهد الجر أكبر من المقاومة الكلية لحركة السيارة.
يتم توجيه القوة الأفقية Pk (جهد الجر) ، الناتجة عن تأثير عزم الدوران Mvr على العجلة في منطقة ملامستها للطلاء ، في الاتجاه المعاكس للحركة (انظر الشكل 5.1).
تسبب القوة Pk قوة رد فعل أفقية T ، وهي قوة الاحتكاك (الالتصاق) للعجلة مع الطلاء في منطقة تفاعلهما ، بينما T = Pk.
الشكل 5.1. شرط حركة ممكنةالسيارات
لكن لا يزال يتعين على العجلة التغلب على مقاومة التدحرج. يتم تحديد قوة مقاومة التدحرج Pf بالعلاقة المعروفة: ،
حيث Gk هي القوة المنقولة إلى عجلة القيادة ، Gk = (0.65: 0.7) G - لـ الشاحناتو (0.5: 0.55) G - للسيارات ، حيث G هو وزن السيارة ؛ - معامل مقاومة التدحرج.
أين أ- المسافة من المحور الرأسي للعجلة إلى موقع التفاعل R من الوزن Gk المنقول إلى العجلة ؛ - نصف قطر التدحرج للعجلة الهوائية ؛ = λ * r ، حيث r هو نصف قطر العجلة غير المشوهة ، λ هو عامل تقليل نصف قطر العجلة اعتمادًا على صلابة الإطارات (λ = 0.93 - 0.96).
وجد أن القيمة تبقى ثابتة عمليًا حتى السرعة V = 50 كم / ساعة وتعتمد على نوع التغطية ضمن النطاق = (0.01-0.06). مع زيادة السرعة ، تزداد ، لأن عندما تصطدم العجلة بمخالفات ، يتم إنفاق الطاقة الحركية ، التي تتناسب طرديًا مع V² ، بدرجة أكبر بكثير للتغلب على هذه العقبات.
عند V> 50 كم / ساعة ، يتم تحديد f بالاعتماد
الخامس-،
أين معامل مقاومة التدحرج عند V حتى 50 كم / ساعة.
باستخدام أحكام الميكانيكا النظرية والشكل. 5.1 ، يمكنك كتابة: T = Pk -
T = Pk - T = Pk - (5.4)
من الواضح أن حركة السيارة ممكنة عند T> Pk.
يتم تحديد أكبر قيمة لقوة الاحتكاك ، وبالتالي جهد الجر ، من خلال الاعتماد Tmax = φ ∙ Gsc ، حيث φ هي معامل الالتصاق ؛ Gsc وزن التصاق السيارة المنقولة إلى عجلة القيادة.
وبطبيعة الحال ، تصل قوة الاحتكاك (الالتصاق) إلى أكبر قيمة (بنفس وزن الالتصاق الذي يتم نقله إلى العجلة) عند الحد الأقصى لقيمة معامل الالتصاق φ.
معامل الالتصاق متغير ويعتمد على العديد من العوامل (حالة سطح الطريق ، ووضع الكبح ، ووجود القوى الجانبية ، وضغط الإطارات ، ونمط المداس ، والسرعة ، وما إلى ذلك). تتنوع φ ضمن حدود واسعة (φ = 0.1-0.7) وبالتالي لا يمكن اعتبارها إلا بشكل مشروط كمعامل يميز التغطية بشكل فريد.
تتوافق القيمة القصوى الممكنة φ أقصى قدر ممكن من عجلات القيادة مع طلاء في ظل هذه الظروف مع اللحظة التي تسبق بداية انزلاقها ، ولحظة الكبح - إلى الانتقال من احتكاك وسادات الفرامل على الأسطوانة إلى الانزلاق على طول الغلاف للعجلات المقفلة عن طريق الانزلاق.
التمييز بين معامل الالتصاق الطولي φ1 ، المقابل لبداية انزلاق العجلة أو انزلاقها أثناء التدحرج أو الكبح بدون قوة جانبية Yk ؛ ومعامل الاحتكاك الجانبي 2 هو المكون العرضي لمعامل الاحتكاك الناشئ عن إزاحة عجلة القيادة المتدحرجة بزاوية مع مستوى الحركة تحت تأثير القوة الجانبية Yk عندما تدور العجلة جانبياً.
يتم استخدام معامل الاحتكاك الجانبي φ2 لتقييم مقاومة الانزلاق للمركبات عند القيادة على منحنيات أفقية عندما تتعرض السيارة لقوة طرد مركزي جانبية ؛ φ2≈ (0.85-0.9) φ1.
معامل الالتصاق هو السمة الأساسيةصفات النقل والتشغيل للطريق. لا تعتمد فقط إمكانية تحقيق قوة جر السيارة على φ ، ولكن أيضًا على استقرار السيارة ضد الانزلاق على المنحنيات ، وإمكانية توقف السيارة في الوقت المناسب أمام عائق أو أحد المشاة. غالبًا ما يكون الالتصاق غير الكافي بين الإطارات هو السبب الجذري لحوادث المرور على الطرق (RTAs). لقد ثبت أن الزيادة المزدوجة في معامل الالتصاق تجعل من الممكن تقليل عدد الحوادث بمقدار 1.5 مرة.
تؤثر العديد من العوامل على قيم معامل الالتصاق. وجد أن قيمة معامل الالتصاق تتأثر بحالة سطح الطريق أكثر من نوعها. إنها مرتبطة
مع حقيقة أنه ، في ظل الظروف المثالية ، بالنسبة لجميع الأسطح ، يتم ضغط النتوءات الصلبة للجزيئات المعدنية في الإطار ، وبالتالي يمكن أن تنزلق العجلة بشكل أساسي نتيجة تشوه مطاط المداس.
مع تآكل الطلاء ، تقل خشونته ، وبالتالي يقل أيضًا التصاقه بالعجلة. معامل الالتصاق هو الأكثر ثباتًا للأرصفة الخرسانية الأسمنتية في حالة جافة مع مدة خدمتها تصل إلى 10-12 عامًا ، للأرصفة الخرسانية الإسفلتية - 5-8 سنوات. مع تآكل (تآكل) الطلاء بنسبة 50-60٪ ، ينخفض معامل الالتصاق بنسبة 30-40٪. بمعنى آخر ، يتناقص معامل الاحتكاك بمرور الوقت.
يعتمد معامل الالتصاق على: المادة التي صنع منها الإطار (يتم توفير أعلى معامل التصاق بواسطة إطارات مصنوعة من المطاط عالي التباطؤ) ؛ نوع نمط مداس الإطارات (على سطح مبلل ، توفر الإطارات ذات نمط المداس مع خلع كبير معامل التصاق أعلى) ؛ درجة تآكل مداس الإطار (مع التآكل الكامل لنمط المداس ، ينخفض معامل الالتصاق بنسبة 35-45٪ ، وعلى الأسطح الرطبة والمتسخة بنحو 20-25٪ أخرى).
يتم تقليل معامل الالتصاق بسبب وجود الأوساخ والغبار ومنتجات تآكل الإطارات وما إلى ذلك على السطح ، لأنها تملأ تجاويف أسطح طلاء مداس الإطارات ، مما يقلل من خشونتها.
أظهرت الدراسات أن معامل الالتصاق يتناقص مع زيادة السرعة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه عند السرعات العالية ، لا يتوفر للإطار وقت للتشوه تمامًا ، نظرًا لأن مدة التلامس مع الطلاء غير كافية لذلك ، وبالتالي ، يتم الضغط على تفاوت الطلاء في الإطار إلى ضحلة عمق. على الأسطح الجافة ، يكون الانخفاض في معامل الجر مع زيادة السرعة أقل وضوحًا.
تعمل الرطوبة ، التي ترطب منطقة التلامس بين الإطار والسطح ، كمواد تشحيم تفصل الأسطح الخشنة (الأسطح والعجلات) ، مما يقلل من معامل الجر. مع وجود طبقة من الماء على سطح بسمك عدة مليمترات وتآكل شديد للإطار وسرعة تقترب من 100 كم / ساعة ، قد تحدث ظاهرة الانزلاق المائي ، عندما يتشكل إسفين مائي بين الإطار والسطح ، مما يؤدي إلى تكوين هيدروديناميكي قوة الرفع ، تقلل بشكل حاد من ضغط العجلة على الطريق ، ونتيجة لذلك ، يمكن أن يتوقف ملامسة العجلات الأمامية مع الطلاء تمامًا مع فقدان التحكم في السيارة.
إذا كان هناك أوساخ ، وما إلى ذلك على السطح. φ يختلف اختلافا كبيرا عند هطول الأمطار. خلال فترة هطول الأمطار الأولى ، يتشكل فيلم سميك نسبيًا من الأوساخ ، والذي يعمل بمثابة مادة تشحيم تقلل من معامل الالتصاق. تدريجيًا ، يتم تخفيف الشحوم ، وغسلها جزئيًا بالمطر ويبدأ معامل الاحتكاك في الزيادة ، ومع ذلك ، فإنه لا يصل إلى القيمة على سطح جاف.
بشكل عام ، يختلف معامل الالتصاق بشكل كبير على مدار العام بسبب تغير الظروف المناخية. وبطبيعة الحال ، تكون φ هي الأعلى في الصيف وتنخفض في الشتاء. لذلك ، في فترة الشتاءالقيام بأنشطة مختلفة تزيد من معامل الالتصاق (تنظيف أسطح الطرقمن الثلج والجليد وإزالة الجليد وانزلاق الطلاءات بالرش بالرمل والخبث ومخاليط التذويب وما إلى ذلك).
القوى المؤثرة على السيارة
فرملة السيارة
استقرار السيارة
مناولة السيارة
مرور السيارة
تتحرك السيارة بسرعة معينة نتيجة تأثير القوى الدافعة والقوى التي تقاوم الحركة عليها (الشكل 1).
تشمل القوى التي تعرقل حركة السيارة: تدحرج قوى المقاومة ص، المقاومة التي خلقها صعود الطريق بنسلفانيا، مقاومة الهواء بي دبليو، مقاومة قوى القصور الذاتي Pj... للتغلب على هذه القوى ، تم تجهيز السيارة بمصدر للطاقة - محرك. ينتقل عزم الدوران الناتج عن تشغيل المحرك من خلال مجموعة نقل الحركة وأعمدة المحور إلى عجلات قيادة السيارة. يتم إعاقة دورانها بواسطة قوة الاحتكاك التي تظهر بين العجلات وسطح الطريق.
أثناء الدوران ، تخلق عجلات القيادة قوى محيطية تعمل على الطريق ، وتحاول دفعها للخلف ، كما كانت. ويمارس الطريق بدوره مقاومة متساوية (رد فعل عرضي) على العجلات ، مما يؤدي إلى تحرك السيارة.
القوة التي تقود السيارة تسمى قوة الجر ويشار إليها بواسطة Ph. يمكن التعبير عن العلاقة بين هذه الكميات أو الحالة المحددة لحركة السيارة ، والتي يتم فيها ضمان التوازن بين قوة الجر وقوى مقاومة الحركة ، من خلال الصيغة
Pk = Pf ± Pa + Pw + Pj.
هذه المعادلة تسمى معادلة توازن الجرويسمح لك بتحديد كيفية توزيع قوة السحب على أنواع مختلفةمقاومات.
مقاومة الطريق
إن مقاومة التدحرج للإطار على الطريق هي نتيجة للطاقة التي يتم إنفاقها على خسائر التباطؤ (الداخلية) في الإطار وعلى الخسائر (الخارجية) للتخلف. بالإضافة إلى ذلك ، يتم فقدان بعض الطاقة نتيجة الاحتكاك السطحي بين الإطارات والطريق ، والمقاومة في محامل محاور العجلات المدفوعة ومقاومة الهواء لدوران العجلات. نظرًا لتعقيد مراعاة جميع العوامل ، يتم تقدير مقاومة التدحرج لعجلات السيارة بالتكلفة الإجمالية ، مع الأخذ في الاعتبار قوة مقاومة التدحرج الخارجية للسيارة. عندما تتدحرج عجلة مرنة على طريق صعب ، فإن الخسائر الخارجية لا تكاد تذكر. طبقات الجزء السفلي من الإطار مضغوطة ومشدودة. يحدث الاحتكاك بين جزيئات الإطارات الفردية ، وتتولد الحرارة ، وتتبدد ، ولا يعود العمل المنفق على تشوه الإطار تمامًا أثناء الترميم اللاحق لشكل الإطار. عندما تتدحرج عجلة مرنة ، تزداد التشوهات في مقدمة الإطار ، وفي الخلف تقل.
عندما تتدحرج عجلة صلبة على طريق ناعم قابل للتشوه (أرضي ، ثلج) ، لا توجد عمليًا أي خسائر في تشوه الإطارات ويتم إنفاق الطاقة فقط على تشوه الطريق. تقطع العجلة الأرض ، وتضغطها على الجانب ، وتضغط على الجسيمات الفردية ، وتشكل شبقًا.
عندما تتدحرج عجلة قابلة للتشوه على طريق ناعم ، يتم إنفاق الطاقة للتغلب على الخسائر الداخلية والخارجية.
عندما تتدحرج عجلة مرنة على طريق ناعم ، يكون تشوهها أقل مما يحدث عند التدحرج على طريق صعب ، ويكون تشوه التربة أقل مما يحدث عند التدحرج على عجلة صلبة على نفس التربة.
يمكن تحديد قيمة قوة مقاومة التدحرج من الصيغة
Pf = Gf cos a ،
Pf - قوة مقاومة التدحرج ؛
G هو وزن السيارة ؛
أ - الزاوية التي تميز انحدار الصعود أو الهبوط ؛
f هو معامل مقاومة التدحرج ، والذي يأخذ في الاعتبار قوى تشوه الإطارات والأرصفة ، وكذلك الاحتكاك بينها في ظروف الطريق المختلفة.
تتراوح قيمة معامل مقاومة التدحرج من 0.012 (رصيف الأسفلت الخرساني) إلى 0.3 (الرمل الجاف).
أرز. 1. القوات المؤثرة على مركبة متحركة
مقاومة التسلق. تتكون الطرق السريعة من صعود وهبوط بالتناوب ونادرًا ما تحتوي على أقسام أفقية طويلة. يتميز انحدار الارتفاع بقيمة الزاوية أ (بالدرجات) أو قيمة منحدر الطريق t ، وهي نسبة الارتفاع H إلى موضع B (انظر الشكل 1):
أنا = H / B = tg a.
يمكن أن يتحلل وزن السيارة G التي تتحرك صعودًا إلى قوتين: G sina ، الموازية للطريق ، و Gcosa ، عموديًا على الطريق. تسمى القوة G sin a قوة مقاومة الصعود ويشار إليها بواسطة Ra.
تشغيل الطرق السريعةآه بسطح صلب ، زوايا الارتفاع صغيرة ولا تتجاوز 4-5 درجات. لمثل هذه الزوايا الصغيرة ، يمكننا أن نفترض
i = tg a ~ sin a ، ثم Pa - G sin a = Gi.
عند التحرك إلى أسفل ، فإن قوة رع لها الاتجاه المعاكس وتعمل كقوة دافعة. تعتبر الزاوية a والمنحدر i موجبين في الارتفاع وسالبين عند المنحدر.
لا تحتوي الطرق السريعة الحديثة على أقسام محددة بوضوح مع منحدر ثابت ؛ ملفهم الشخصي الطولي سلس. على مثل هذه الطرق ، يتغير المنحدر والقوة P باستمرار أثناء حركة السيارة.
مقاومة التفاوت.لا يوجد سطح طريق مسطح تمامًا. حتى الأرصفة الجديدة من الخرسانة والإسمنت والخرسانة الإسفلتية بها مخالفات يصل ارتفاعها إلى 1 سم ، وتحت تأثير الأحمال الديناميكية ، تزداد المخالفات بسرعة ، مما يقلل من سرعة السيارة ويقصر من عمرها التشغيلي ويزيد من استهلاك الوقود. المخالفات تخلق مقاومة إضافية للحركة.
عندما تصطدم العجلة بتجويف طويل ، فإنها تصطدم بأسفل العجلة وترمي إلى أعلى. بعد تأثير قوي ، يمكن أن تنفصل العجلة عن السطح وتضرب مرة أخرى (بالفعل من ارتفاع منخفض) ، مما يؤدي إلى حدوث اهتزازات رطبة. يرتبط القيادة فوق النتوءات والتلال القصيرة بتشوه إضافي للإطار بسبب القوة التي تحدث عندما يصطدم النتوء بالنتوء. وبالتالي ، فإن حركة السيارة على عدم استواء الطريق يصاحبها تأثيرات مستمرة للعجلات واهتزازات المحاور والجسم. نتيجة لذلك ، يحدث تبديد إضافي للطاقة في الإطارات وأجزاء التعليق ، تصل أحيانًا إلى قيم كبيرة.
يتم أخذ المقاومة الإضافية الناتجة عن مخالفات الطريق في الاعتبار عن طريق الزيادة التقليدية لمعامل مقاومة التدحرج.
قيم معامل مقاومة التدحرج f والمنحدر i معًا تميز جودة الطريق. لذلك ، غالبا ما يتحدثون عن مقاومة الطريق P ، يساوي مجموع القوى Pf و Ra:
P = Pf -f Pa = G (f cos a -f sin a) ~ G (f + i).
يتم استدعاء التعبير الموجود بين قوسين معامل السحب على الطريقويشير بالحرف F. ثم قوة مقاومة الطريق
P = G (f cos a -f sin a) = G f.
انحراف القذيفه بفعل الهواء.عندما تتحرك السيارة ، تقاومها البيئة الهوائية أيضًا. يتكون استهلاك الطاقة للتغلب على مقاومة الهواء من القيم التالية:
المقاومة الأمامية الناتجة عن فرق الضغط بين مقدمة ومؤخرة مركبة متحركة (حوالي 55-60٪ من إجمالي مقاومة الهواء) ؛
المقاومة الناتجة عن الأجزاء البارزة: مساند القدم ، المصدات ، لوحة الترخيص (12-18٪) ؛
المقاومة الناشئة عن مرور الهواء عبر المبرد و حجرة المحرك (10-15%);
احتكاك الأسطح الخارجية بطبقات الهواء المجاورة (8-10٪) ؛
المقاومة ناتجة عن فرق الضغط بين الجزء العلوي والسفلي للمركبة (5-8٪).
مع زيادة السرعة ، تزداد مقاومة الهواء أيضًا.
تتسبب المقطورات في زيادة قوة مقاومة الهواء بسبب الاضطراب الكبير في تدفقات الهواء بين الجرار والمقطورة ، وكذلك بسبب زيادة سطح الاحتكاك الخارجي. في المتوسط ، يمكن افتراض أن استخدام كل مقطورة يزيد هذه المقاومة بنسبة 25٪ مقارنة بمركبة واحدة.
قوة الجمود
بالإضافة إلى قوى المقاومة البرية والجوية ، تؤثر قوى القصور الذاتي P) على حركة السيارة. أي تغيير في سرعة الحركة يكون مصحوبًا بالتغلب على قوة القصور الذاتي ، وتكون قيمتها أكبر ، وكلما زاد حجم السيارة ، زادت مساحة السيارة:
عادةً ما يكون وقت تشغيل السيارة قصيرًا مقارنةً بإجمالي وقت التشغيل. لذلك ، على سبيل المثال ، عند العمل في المدن ، تتحرك السيارات بشكل متساوٍ بنسبة 15-25٪ من الوقت. من 30٪ إلى 45٪ من الوقت تشغلها الحركة المتسارعة للسيارة و 30-40٪ - بالهبوط والكبح. عند الانطلاق وزيادة السرعة ، تتحرك السيارة بالتسارع - سرعتها غير متساوية. كيف سيارة أسرعيزيد السرعة ، تزداد سرعة السيارة. يوضح التسارع كيف تزداد سرعة السيارة في كل ثانية. في الممارسة العملية ، يصل تسارع السيارة إلى 1-2 م / ث 2. هذا يعني أنه في كل ثانية ستزداد السرعة بمقدار 1-2 م / ث.
تتغير قوة القصور الذاتي مع تحرك السيارة وفقًا لتغير التسارع. للتغلب على قوة القصور الذاتي ، يتم استهلاك جزء من قوة الجر. ومع ذلك ، في الحالات التي تنحرف فيها السيارة بعد التسارع الأولي أو أثناء الكبح ، تعمل قوة القصور الذاتي في اتجاه حركة السيارة ، حيث تعمل على النحو التالي: القوة الدافعة... مع أخذ ذلك في الاعتبار ، يمكن التغلب على بعض الأجزاء الصعبة من الطريق من خلال التسارع الأولي للمركبة.
يعتمد حجم قوة مقاومة التسارع على تسارع الحركة. كلما زادت سرعة السيارة ، زادت هذه القوة. تتغير قيمته حتى عند البدء. إذا بدأت السيارة بسلاسة ، فإن هذه القوة تكاد تكون غائبة ، ومع بداية حادة يمكن أن تتجاوز قوة الجر. سيؤدي ذلك إما إلى توقف السيارة أو انزلاق العجلات (في حالة عدم كفاية قيمة معامل الالتصاق).
أثناء تشغيل السيارة ، تتغير ظروف القيادة باستمرار: نوع الطلاء وحالته ، وحجم المنحدرات واتجاهها ، وقوة الرياح واتجاهها. هذا يغير سرعة السيارة. حتى في أفضل الظروف (حركة المرور على الطرق السريعة المحسنة خارج المدن و المستوطناتنادرًا ما تظل سرعة السيارة وقوة الجر ثابتة لفترات طويلة من الزمن. متوسط سرعة الحركة (يُعرَّف بأنه نسبة المسافة المقطوعة إلى الوقت الذي يقضيه المرور في هذا المسار ، مع مراعاة وقت التوقف في الطريق) يتأثر ، بالإضافة إلى قوى المقاومة ، بتأثير عدد كبير جدا من العوامل. وتشمل هذه: عرض الطريق ، كثافة حركة المرور ، إضاءة الطريق ، الأحوال الجوية (الضباب ، المطر) ، وجود مناطق خطرة (معابر السكك الحديدية ، ازدحام المشاة) ، حالة السيارة ، إلخ.
في ظروف الطريق الصعبة ، قد يتجاوز مجموع قوى المقاومة قوة الجر ، ثم تتباطأ حركة السيارة وقد تتوقف إذا لم يتخذ السائق الإجراءات اللازمة.
التصاق عجلة السيارة بالطريق
من أجل تشغيل سيارة ثابتة ، لا يكفي الجر وحده. الاحتكاك ضروري أيضًا بين العجلات والطريق. بمعنى آخر ، يمكن للسيارة أن تتحرك فقط إذا التصقت عجلات القيادة بسطح الطريق. في المقابل ، تعتمد قوة الالتصاق على وزن قبضة السيارة Gv ، أي الحمل الرأسي على عجلات القيادة. كلما زاد الحمل الرأسي ، زادت قوة الالتصاق:
Psc = ФGk ،
حيث Psc هي قوة التصاق العجلات بالطريق ، kgf ؛ F - معامل الالتصاق. GK - وزن الالتصاق ، kgf. حالة القيادة بدون انزلاق العجلة
ك< Рсц,
أي ، إذا كانت قوة الجر أقل من قوة الجر ، فإن عجلة القيادة تتحرك دون انزلاق. إذا تم تطبيق قوة جر على عجلات القيادة ، وهي أكبر من قوة الجر ، فلا يمكن للسيارة أن تتحرك إلا مع انزلاق عجلات القيادة.
يعتمد معامل الالتصاق على نوع الطلاء وحالته. على الطرق المعبدة ، ترجع قيمة معامل الالتصاق بشكل أساسي إلى الاحتكاك المنزلق بين الإطار والطريق وتفاعل جزيئات المداس وعدم استواء السطح. عند ترطيب سطح صلب ، ينخفض معامل الالتصاق بشكل ملحوظ للغاية ، وهو ما يفسره تكوين طبقة من طبقة من جزيئات التربة والماء. يفصل الفيلم أسطح الاحتكاك ، مما يضعف التفاعل بين الإطار والطلاء ويقلل من معامل التماسك. عندما ينزلق الإطار على طول الطريق في منطقة التلامس ، يكون من الممكن تكوين أسافين هيدروديناميكية أولية ، مما يتسبب في ارتفاع عناصر الإطار فوق التآكل الدقيق للطلاء. يتم استبدال التلامس المباشر للإطار والطريق في هذه الأماكن باحتكاك السوائل ، حيث يكون معامل الالتصاق في حده الأدنى.
في حالة الطرق المشوهة ، يعتمد معامل الاحتكاك على مقاومة القص للتربة وكمية الاحتكاك الداخلي في التربة. نتوءات مداس عجلة القيادة ، التي تغرق في الأرض ، وتشوهها وضغطها ، مما يؤدي إلى زيادة مقاومة القص. ومع ذلك ، بعد حد معين ، يبدأ تدمير التربة ، وينخفض معامل الالتصاق.
يؤثر نمط مداس الإطار أيضًا على قيمة معامل الالتصاق. تحتوي إطارات سيارات الركاب على مداس مزخرف بدقة لتحكم جيد على الأسطح الصلبة. تتميز إطارات الشاحنات بنمط مداس كبير مع عروات عريضة وعالية. أثناء الحركة ، تقطع العروات الأرض ، مما يحسن من قدرة المركبة على الحركة. يقلل تآكل النتوءات أثناء الاستخدام من تماسك الإطار.
مع ارتفاع ضغط التضخم ، يزداد معامل القبضة أولاً ثم ينخفض. تتوافق القيمة القصوى لمعامل الالتصاق تقريبًا مع قيمة الضغط الموصى به للإطار المحدد.
مع انزلاق الإطار تمامًا على الطريق (انزلاق عجلات القيادة أو انزلاق عجلات الفرامل) ، يمكن أن تكون قيمة φ أقل بنسبة 10-25٪ من الحد الأقصى. يعتمد معامل الاحتكاك الجانبي على نفس العوامل ، وعادةً ما يُؤخذ مساويًا لـ 0.7F. يختلف متوسط قيم معامل الالتصاق بشكل كبير من 0.1 (رصيف جليدي) إلى 0.8 (أسفلت جاف وأرصفة خرسانية أسمنتية).
يعتبر التصاق الإطارات أمرًا بالغ الأهمية لسلامة الطريق ، لأنه يحد من قدرة السيارة على الفرامل بشكل مكثف وقيادة السيارة بأمان دون الانزلاق الجانبي.
إن القيمة غير الكافية لمعامل الالتصاق هي سبب متوسط 16 ٪ ، وفي فترات غير مواتية من العام - ما يصل إلى 70 ٪ من إجمالي عدد حوادث المرور على الطرق. أقرت اللجنة الدولية لمنع انزلاق الأسطح على الطرق أن قيمة معامل الالتصاق لظروف السلامة المرورية يجب ألا تقل عن 0.4.
فرملة السيارة
موثوقة و مكابح فعالةالسماح للسائق بقيادة السيارة بثقة بسرعة عالية وفي نفس الوقت توفير السلامة المرورية اللازمة.
في عملية الكبح ، يتم تحويل الطاقة الحركية للمركبة إلى عمل احتكاك بين وسادات الاحتكاك للوسادات وأسطوانات المكابح ، وكذلك بين الإطارات والطريق (الشكل 2).
يعتمد حجم عزم الكبح الذي طورته آلية الكبح على تصميمه والضغط في المحرك. بالنسبة للأنواع الأكثر شيوعًا من مشغلات الفرامل ، الهيدروليكية والهوائية ، فإن قوة الضغط على الوسادة تتناسب طرديًا مع الضغط المتولد في المشغل أثناء الكبح.
الفرامل سيارات حديثةيمكن أن تتطور لحظة أكبر بكثير من عزم الجر للإطار مع الطريق. لذلك ، غالبًا ما يتم ملاحظة الانزلاق في الممارسة العملية ، عندما يتم ، مع الكبح المكثف ، انسداد عجلات السيارة وتنزلق على طول الطريق دون الدوران. قبل قفل العجلة بين بطانات الفرامل والأسطوانات ، تعمل قوة الاحتكاك المنزلقة ، وفي منطقة التلامس بين الإطار والطريق - قوة الاحتكاك الساكن. بعد السد ، على العكس من ذلك ، تعمل قوة الاحتكاك الساكن بين أسطح الاحتكاك بالفرامل ، وتعمل قوة الاحتكاك المنزلقة في منطقة التلامس بين الإطار والطريق. عندما تكون العجلة مقفلة ، فإن الاحتكاك في الفرامل والدوران لم يعد مستهلكًا ، وتقريبًا كل الحرارة المكافئة للطاقة الحركية الممتصة للسيارة تنطلق عند نقطة ملامسة الإطار للطريق. تؤدي زيادة درجة حرارة الإطارات إلى تليين المطاط وتقليل تماسكه. لذلك ، يتم تحقيق أكبر كفاءة للفرملة عندما تتدحرج العجلة عند حد المنع.
مع الفرملة المتزامنة للمحرك والفرامل ، تتحقق قوة الالتصاق على عجلات القيادة بضغط أقل على الدواسة مقارنة بالفرملة بالفرامل وحدها. الكبح لفترات طويلة (على سبيل المثال ، أثناء القيادة نزول طويل) نتيجة لتسخين براميل المكابح ، فإنها تقلل بشكل حاد من معامل الاحتكاك لبطانات الاحتكاك ، وبالتالي من عزم الكبح. وبالتالي ، فإن الكبح باستخدام محرك غير مفصول ، يستخدم كطريقة إضافية لتقليل السرعة ، يمكن أن يزيد من عمر الفرامل. بالإضافة إلى ذلك ، عند الكبح باستخدام محرك غير مفصول ، فإن الاستقرار الجانبيالسيارات.
أرز. 2. القوى المؤثرة على عجلة السيارة أثناء الفرملة
فرّق بين فرملة الطوارئ وفرملة الخدمة.
خدمةيسمى الكبح لإيقاف السيارة أو تقليل سرعة حركتها في مكان يحدده السائق مسبقاً. يتم تقليل السرعة في هذه الحالة بسلاسة ، وفي كثير من الأحيان عن طريق الكبح المشترك.
طارئيسمى الكبح ، والذي يتم إجراؤه لمنع الاصطدام بعائق ظهر بشكل غير متوقع أو تم ملاحظته (جسم ، سيارة ، مشاة ، إلخ). يمكن أن يتسم هذا الكبح بمسافة التوقف ومسافة توقف السيارة.
تحت طريقة التوقففهم المسافة التي سوف تمر السيارةمن اللحظة التي يكتشف فيها السائق الخطر حتى لحظة توقف السيارة.
طريقة الكبحيسمى الجزء من مسافة التوقف التي تمر بها السيارة من اللحظة التي تبدأ فيها العجلات في الكبح حتى تتوقف السيارة تمامًا.
يمكن تمثيل الوقت الإجمالي t0 المطلوب لإيقاف السيارة من لحظة ظهور العائق ("وقت التوقف") على أنه مجموع عدة مكونات:
t0 = tр + tпр + tу + tT ،
حيث tр هو وقت رد فعل السائق ، s ؛
tпр - الوقت بين بداية الضغط على دواسة الفرامل وبداية حركة الفرامل ، s ؛
tу هو وقت زيادة التباطؤ ، s ؛
tT - وقت التباطؤ الكامل ، s.
كمية tnp + tyغالبًا ما يشار إليه بوقت استجابة مشغل الفرامل.
خلال كل من الفترات الزمنية المكونة ، تنتقل السيارة في مسار معين ، ويكون مجموعها هو مسار التوقف (الشكل 3):
S0 = S1 + S2 + S3 ، م ،
حيث S1 ، S2 ، S3 - على التوالي ، المسارات التي تغطيها السيارة خلال الوقت tр ، tПр + tу ، tт.
خلال الوقت ، يدرك السائق الحاجة إلى الكبح وينقل قدمه من دواسة الوقود إلى دواسة الفرامل. يعتمد الوقت tp على مؤهلات السائق وعمره وتعبه وعوامل ذاتية أخرى. يتراوح من 0.2 إلى 1.5 ثانية أو أكثر. عند الحساب ، عادةً ما تأخذ tp = 0.8 s.
يعد وقت tnp ضروريًا لتحديد الخلوص وتحريك جميع أجزاء المحرك (الدواسات أو مكابس أسطوانات الفرامل أو أغشية حجرة الفرامل أو وسادات الفرامل). تعتمد هذه المرة على تصميم محرك الفرامل وحالته الفنية.
أرز. 3. مسافة الكبح ومسافة أمان السيارة
في المتوسط للخدمة محرك هيدروليكييمكنك أن تأخذ tp = 0.2 s ، وللهوائي - 0.6 ثانية.لقطارات الطرق ذات الفرامل الهوائية ، يمكن أن يصل الوقت tp إلى 2 ثانية. يميز المقطع tу وقت الزيادة التدريجية في التباطؤ من الصفر (بداية عمل الفرامل) إلى القيمة القصوى. هذه المرة في المتوسط 0.5 ثانية.
خلال الوقت tp + tpp ، تتحرك السيارة بشكل موحد بالسرعة الأولية Vа. خلال الوقت ، تنخفض السرعة قليلاً. خلال الوقت tt ، يظل التباطؤ ثابتًا تقريبًا. في اللحظة التي تتوقف فيها السيارة ، ينخفض التباطؤ إلى الصفر على الفور تقريبًا.
يمكن تحديد مسافة التوقف للسيارة دون مراعاة قوة مقاومة الطريق من خلال الصيغة
S = (t * V0 / 3.6) + كه (Va2 / 254Фх)
حيث S0 - مسافة التوقف ، م ؛
VA - سرعة السيارة في اللحظة الأولى للفرملة ، كم / ساعة ؛
ke - معامل كفاءة الكبح ، والذي يوضح عدد المرات التي يكون فيها التباطؤ الفعلي للسيارة أقل من الحد الأقصى النظري الممكن على طريق معين. ل سيارات الركاب ke ~ 1.2 ، للشاحنات والحافلات ke ~ 1.3 - 1.4 ؛
Фх - معامل التصاق الإطارات بالطريق ،
ر = tр + tпр + 0.5tу.
يمثل التعبير ke = V2 / (254 yx) - مسافة الكبح ، والتي تتناسب قيمتها ، كما يتضح من الصيغة ، مع مربع السرعة التي كانت السيارة تتحرك بها قبل بدء الكبح. لذلك ، إذا تمت مضاعفة سرعة الحركة ، على سبيل المثال ، من 20 إلى 40 كم / ساعة ، فإن مسافة الكبح ستزداد بمقدار 4 مرات.
ترد في الجدول معايير فعالية فرامل القدم في ظروف التشغيل. 1 (سرعة الكبح الأولية 30 كم / ساعة).
عند الكبح على طرق ثلجية أو زلقة ، تصل قوى الفرملة لجميع عجلات السيارة إلى قيمة الجر في وقت واحد تقريبًا. لذلك ، في Фх<0,4 следует принимать кэ= 1 для всех автомобилей.
مع كل تعقيدات قيادة السيارة ، يتم تقليل عمل السائق في النهاية إلى ثلاثة معايير: سرعة الحركة والجهد والاتجاه المطلوبان للحركة. وينشأ تعقيد التحكم من تنوع الظروف التي تحدث فيها الحركة ، والعديد من الخيارات لتوليفات السرعة والجهد والاتجاه. في كل خيار من هذه الخيارات ، يكون لسلوك السيارة خصائصه الخاصة ويخضع لقوانين معينة في الميكانيكا ، تسمى مجموعة منها نظرية السيارة. كما يأخذ في الاعتبار وجود وسيط الحركة ، أي السطح الذي تدور عليه العجلات ووسط الهواء.
وهكذا ، فإن هذه النظرية تغطي اثنين من الروابط الثلاثة لنظام "سائق - سيارة - طريق" التي تهمنا. لكن حركة السيارة لا تنشأ (وتدخل قوانين الحركة حيز التنفيذ) إلا بعد إجراء واحد أو آخر ، سواء كان فعلًا صحيحًا أو خاطئًا للسائق. للأسف ، نهمل أحيانًا تأثير هذا الإجراء على سلوك السيارة. لذلك ، لا نأخذ دائمًا في الاعتبار عند فحص التسارع ، أن شدته تعتمد ، بالإضافة إلى خصائص السيارة والطريق ، أيضًا على المدى الذي يأخذها السائق في الاعتبار ، على سبيل المثال ، عدد الثواني ينفق على تغيير التروس. وهناك العديد من هذه الأمثلة.
الغرض من محادثاتنا هو مساعدة السائق على فهم ومراعاة قوانين سلوك السيارة بشكل صحيح. وبالتالي ، من الممكن ، على أساس علمي ، ضمان أقصى استفادة من صفات السيارة المتأصلة في خصائصها التقنية ، والسلامة المرورية بأقل استهلاك للطاقة - الميكانيكية (السيارة) والبدنية والعقلية (السائق).
من المعتاد تجميع قوانين سلوك السيارة حول الصفات التالية:
ديناميكية الحركة ، أي خصائص السرعة ؛
المباح ، أي القدرة على التغلب على (أو تجاوز) العقبات ؛
الاستقرار والقدرة على التحكم ، أي القدرة على اتباع المسار الذي حدده السائق بطاعة ؛
التشغيل السلس ، أي ضمان خصائص اهتزاز مواتية للركاب والبضائع في الجسم (يجب عدم الخلط بينه وبين التشغيل السلس للمحرك وناقل الحركة الأوتوماتيكي!) ؛
الكفاءة ، أي القدرة على أداء أعمال نقل مفيدة بأقل استهلاك للوقود والمواد الأخرى.
قوانين سلوك السيارة التي تنتمي إلى مجموعات مختلفة مترابطة إلى حد كبير. على سبيل المثال ، إذا كانت سيارة معينة لا تحتوي على مؤشرات جيدة للنعومة والاستقرار ، فمن الصعب على السائق ، وفي ظروف أخرى يستحيل الحفاظ على السرعة المطلوبة ، حتى لو كانت السيارة ذات أداء ديناميكي عالٍ. حتى العوامل التي تبدو ثانوية مثل البيانات الصوتية ، تؤثر مرة أخرى على الديناميكيات: يفضل العديد من السائقين التسارع البطيء على المكثف ، إذا كان الأخير مصحوبًا بمحرك قوي وضوضاء ناقل الحركة في هذا النموذج.
هناك روابط ربط بين عناصر نظام "السائق - السيارة - الطريق". بين الطريق والسائق ، هذه هي المعلومات التي يدركها بصره وسمعه. "بين السائق والسيارة ، هناك عناصر تحكم تؤثر على آلياتها ، ويتم إدراك ردود الفعل من قبل العضلات ، وأجهزة توازن السائق ، ومرة أخرى ، الرؤية (الأجهزة) والسمع. بين السيارة والطريق (البيئة) - سطح تلامس الإطارات مع الطريق (وكذلك سطح الجسم وأجزاء أخرى من السيارة ملامسة للهواء).
ترابط عناصر نظام "السائق - السيارة - الطريق".
دعنا نحد من عدد قليل من المشكلات التي ندرسها: سنفترض أن السائق يتلقى معلومات كافية وصحيحة ، ولا شيء يمنعه من معالجتها بسرعة وبدقة واتخاذ القرارات الصحيحة. ثم يخضع كل قانون لسلوك السيارة للدراسة وفقًا للمخطط: تتحرك السيارة في ظل هذه الظروف ومثل هذه الظروف - تحدث مثل هذه الظواهر عند نقاط تماس الإطارات مع الطريق وسطح السيارة بالهواء - يعمل السائق على الحفاظ على طابع الحركة هذا أو تغييره - تنتقل تصرفات السائق من خلال أدوات التحكم إلى آليات السيارة ، ومنها إلى العجلات - عند نقاط الاتصال ، تحدث ظواهر جديدة - طبيعة حركة تبقى السيارة أو تتغير.
يبدو أن كل هذا معروف جيدًا لسائقي السيارات ، ولكن ليس دائمًا ولا يفسر جميعهم مفاهيم معينة بنفس الطريقة. والعلم يتطلب الدقة والصرامة. لذلك ، من الضروري ، قبل دراسة سلوك السيارة في المواقف المختلفة ، التذكير والاتفاق على شيء ما. وبالتالي ، سوف نتحدث عما لدى السائق على الطريق.
بادئ ذي بدء ، حول وزن السيارة. سنكون مهتمين فقط بحالتين من حالات الوزن المزعومة - "الكتلة الكلية" والحالة التي نسميها بشكل مشروط الجري. تسمى الكتلة ممتلئة عندما تكون السيارة - مع السائق والركاب (حسب عدد المقاعد في الجسم) والبضائع ، ومليئة بالكامل بالوقود والشحوم والسوائل الأخرى ، مزودة بعجلة احتياطية وأداة. يفترض أن يكون وزن الراكب 76 كجم ، والأمتعة - 10 كجم للفرد. في حالة التشغيل ، يكون السائق على متن الطائرة ، ولكن لا يوجد ركاب أو حمولة: أي أن السيارة يمكن أن تتحرك ، لكن لا يتم تحميلها. لن نتحدث عن "امتلاك" (بدون سائق وحمولة) بل عن كتلة "جافة" أكثر (بالإضافة إلى ذلك ، بدون وقود أو تزييت ، إلخ) ، حيث لا يمكن للسيارة في هذه الحالات التحرك.
إن توزيع كتلتها على العجلات ، أو ما يسمى بالحمل المحوري ، والحمل على كل عجلة وإطار ، لهما تأثير كبير على سلوك السيارة. في سيارات الركاب الحديثة في حالة التشغيل ، تشكل العجلات الأمامية 45-60٪ من الكتلة ، والعجلات الخلفية تمثل 55-40٪. تشير الأرقام الأولى إلى السيارات ذات المحرك الخلفي ، بينما تشير الأرقام الثانية إلى المركبات ذات المحرك الأمامي. مع الحمل الكامل ، تتغير النسبة تقريبًا إلى العكس (عند "Zaporozhets" ، على الرغم من ذلك ، بشكل ضئيل). في الشاحنات ، يتم توزيع الكتلة في حالة التشغيل بين العجلات بشكل متساوٍ تقريبًا ، في حين أن الكتلة الإجمالية تكون بنسبة حوالي 1: 2 ، أي أن العجلات الخلفية يتم تحميلها مرتين مثل العجلات الأمامية. لذلك ، يتم تثبيت منحدرات مزدوجة عليها.
بدون مصدر للطاقة ، وكذلك بدون سائق ، لا يمكن لـ "Moskvich" أو ZIL التحرك. فقط عند النزول أو بعد التسارع يمكن للسيارة أن تقطع مسافة معينة دون مساعدة المحرك ، مما يؤدي إلى استهلاك الطاقة المتراكمة. تعمل معظم السيارات بمحرك احتراق داخلي (ICE). فيما يتعلق بنظرية السيارة ، يحتاج السائق إلى معرفة القليل عنها نسبيًا ، أي ما الذي تعطيه للحركة. سوف نكتشف ذلك من خلال النظر في خصائص السرعة. بالإضافة إلى ذلك ، عليك أن تتخيل مقدار استهلاك المحرك للوقود ، أي معرفة خصائصه الاقتصادية ، أو خصائص الوقود.
خاصية السرعة الخارجية(ВСХ) للمحرك يظهر التغير في القوة (ني - في حصان و كيلوواط) وعزم الدوران (عزم الدوران) (مي - بالكيلو جرام) تم تطويرهما بسرعات مختلفة للعمود وعند فتح الخانق بالكامل. يوجد في الجزء السفلي من الرسم البياني خاصية اقتصادية: اعتماد استهلاك الوقود المحدد (g - in G / l. S. - hour) على عدد الدورات في الدقيقة.
خصائص السرعة عبارة عن رسوم بيانية للتغيرات في القوة والعزم (عزم الدوران) التي طورها المحرك ، اعتمادًا على عدد الثورات في عمودها (سرعة الدوران) مع الفتح الكامل أو الجزئي لصمام الخانق (هنا نتحدث عن المكربن) محرك). تذكر أن اللحظة تميز الجهد الذي يمكن للمحرك "تقديمه" للسيارة والسائق للتغلب على مقاومة معينة ، والقوة هي نسبة الجهد (العمل) إلى الوقت. الأهم هو خاصية السرعة المأخوذة ، كما يقولون ، "بأقصى سرعة دواسة الوقود". يطلق عليه الخارجية. تعتبر النقاط العلوية للمنحنيات ضرورية فيه ، حيث تتوافق مع أعلى قوة وعزم دوران ، والتي يتم تسجيلها عادةً في الخصائص التقنية للسيارات والمحركات. على سبيل المثال ، لمحرك VAZ-2101 Zhiguli - 62 لترًا. مع. (47 كيلوواط) عند 5600 دورة في الدقيقة و 8.9 كجم عند 3400 دورة في الدقيقة.
تُظهر خاصية السرعة الجزئية للمحرك التغيير في الطاقة التي تم تطويرها عند الفتحات المختلفة للصمام الخانق للمكربن.
كما ترى ، فإن عدد الثورات ذات العدد الأكبر من "kgm" أقل بكثير من عدد الدورات المقابل للحد الأقصى "l". مع". هذا يعني أنه إذا كان صمام خانق المكربن \ u200b \ u200b مفتوحًا بالكامل ، فسيكون عزم الدوران عند قوة المحرك المنخفضة نسبيًا وسرعة السيارة أكبر ، ومع انخفاض أو زيادة عدد الثورات ، سينخفض عزم الدوران. ما هو المهم في هذا المنصب لسائق السيارة؟ من المهم أن يتغير جهد الجر على عجلات السيارة أيضًا بما يتناسب مع اللحظة. عند القيادة باستخدام دواسة الوقود غير المفتوحة بالكامل (انظر الرسم البياني) ، يمكنك دائمًا زيادة القوة وعزم الدوران عن طريق الضغط على دواسة الوقود بقوة أكبر.
هنا ، بالنظر إلى الأمام ، من المناسب التأكيد على أن الطاقة المنقولة إلى عجلات القيادة لا يمكن أن تكون أكبر من تلك المستلمة من المحرك ، بغض النظر عن الأجهزة المستخدمة في نظام النقل. شيء آخر هو عزم الدوران ، والذي يمكن تغييره عن طريق إدخال زوج من التروس في ناقل الحركة بنسب تروس مناسبة.
الخصائص الاقتصادية للمحرك مع فتحة دواسة الوقود المختلفة.
تعكس الخاصية الاقتصادية للمحرك استهلاك الوقود المحدد ، أي استهلاكه بالجرام لكل حصان (أو كيلو واط واحد) في الساعة. يمكن تصميم هذه الخاصية ، مثل خاصية السرعة ، بحيث يعمل المحرك عند التحميل الكامل أو الجزئي. خصوصية المحرك هي أنه مع انخفاض فتحة الخانق ، يجب استهلاك المزيد من الوقود للحصول على كل وحدة من وحدات الطاقة.
وصف خصائص المحرك هنا مبسط إلى حد ما ، لكنه كاف لإجراء تقييم عملي للأداء الديناميكي والاقتصادي للسيارة.
خسائر في تشغيل آليات النقل. هنا ني وأنا هما قوة وعزم دوران المحرك ، NK و Mk هما القوة وعزم الدوران اللذين يتم توفيرهما لعجلات القيادة.
لا يتم استخدام كل طاقة المحرك مباشرة لدفع السيارة. هناك أيضا "النفقات العامة" - لتشغيل آليات النقل. كلما انخفض معدل التدفق هذا ، زادت كفاءة الإرسال ، المشار إليه بالحرف اليوناني η (eta). الكفاءة هي نسبة القدرة المنقولة إلى عجلات القيادة إلى قوة المحرك المقاسة عند الحدافة والمسجلة في مواصفات النموذج.
لا تنقل الآليات الطاقة من المحرك فحسب ، بل تستهلكها أيضًا جزئيًا - للاحتكاك (الانزلاق) لأقراص القابض ، واحتكاك أسنان التروس ، وكذلك في المحامل ومفاصل الكردان ولهز الزيت (في حالة علبة التروس ، محور القيادة). من الاحتكاك وإثارة الزيت ، يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى حرارة وتبديدها. هذا "التدفق العلوي" ليس ثابتًا - يزداد عندما يتم تضمين زوج إضافي من التروس في العمل ، عندما تعمل الوصلات العامة بزاوية كبيرة ، عندما يكون الزيت شديد اللزوجة (في الطقس البارد) ، عندما تكون التروس التفاضلية يعملون بنشاط على زاوية (عند القيادة في خط مستقيم ، عملهم صغير).
كفاءة النقل تقارب:
- لسيارات الركاب 0.91-0.97 ،
للشحن - 0.85 0.89.
عند الانعطاف ، تتدهور هذه القيم ، أي أنها تنخفض بنسبة 1-2 ٪. عند القيادة على طريق غير مستوٍ للغاية (عمل كاردان) - بنسبة 1-2٪ أخرى. في الطقس البارد - بنسبة 1-2٪ أخرى ، عند القيادة في تروس منخفضة - بنسبة 2٪ أكثر. لذلك ، إذا حدثت كل ظروف القيادة هذه في نفس الوقت ، فإن "النفقات العامة" تضاعف تقريبًا ، ويمكن أن تنخفض قيمة الكفاءة إلى 0.83-0.88 لسيارة ركاب ، و 0.77-0.84 لشاحنة.
رسم تخطيطي للأبعاد الرئيسية للعجلة والإطار.
تكمل العجلات قائمة الأشياء الموجودة تحت تصرف السائق لأداء أعمال نقل معينة. تعتمد جميع صفات السيارة على خصائص العجلة: الديناميكية ، والاقتصاد ، والنعومة ، والاستقرار ، والسلامة المرورية. بالحديث عن العجلة ، فإننا نعني ، أولاً وقبل كل شيء ، عنصرها الرئيسي - الإطار.
يتم أخذ الحمولة الرئيسية من كتلة السيارة عن طريق الهواء الموجود في حجرة الإطارات. يجب أن يسقط عدد معين من الكيلوجرامات من الحمل دائمًا على وحدة من الهواء. بمعنى آخر ، يجب أن تكون نسبة حمل العجلة إلى كمية الهواء المضغوط في حجرة الإطارات ثابتة. بناءً على هذا الموقف ومع مراعاة صلابة الإطار ، وتأثير قوة الطرد المركزي أثناء دوران العجلة ، وما إلى ذلك ، تم العثور على علاقة تقريبية بين أبعاد الإطار ، والضغط الداخلي ص فيه والمسموح به. الحمل على الإطار G k -
حيث W هو معامل القدرة الاستيعابية المحددة للإطار.
بالنسبة للإطارات الشعاعية ، فإن معامل W يساوي - 4.25 ؛ للشاحنات ذات الحجم الأكبر - 4. بالنسبة للإطارات ذات التعيينات المترية ، تكون قيمة W ، على التوالي ، 0.00775 ؛ 0.007 ؛ 0.0065 و 0.006. يتم إدخال أحجام الإطارات في المعادلة حيث يتم تثبيتها في GOSTs للإطارات - بالبوصة أو المليمترات.
وتجدر الإشارة إلى أن حجم قطر الحافة مدرج في معادلتنا من الدرجة الأولى ، وحجم (قطر) مقطع الملف الشخصي في الدرجة الثالثة ، أي في مكعب. ومن هنا الاستنتاج: المقطع العرضي للملف الجانبي ، وليس قطر الحافة ، له أهمية حاسمة بالنسبة للقدرة الاستيعابية للإطار. يمكن أن تكون هذه الملاحظة أيضًا بمثابة تأكيد: قيم الحمل المسموح به على الإطار المسجل في GOST تتناسب تقريبًا مع مربع حجم القسم.
من أبعاد الإطار ، سنكون مهتمين بشكل خاص بنصف القطر r لعجلة التدحرج ، وما يسمى بالديناميكية ، أي عندما يتم قياسها عندما تتحرك السيارة ، عندما يزداد هذا الشعاع مقارنةً بنصف القطر الثابت للعربة. العجلة مع الإطار ، من تسخينها ومن تأثير قوة الطرد المركزي. لمزيد من الحسابات ، يمكن اعتبار r يساوي نصف قطر الإطار الوارد في GOST.
لخص. يتم إعطاء السائق: سيارة ذات كتلة معينة ، والتي يتم توزيعها على العجلات الأمامية والخلفية ؛ محرك ذو خاصية معروفة للقدرة وعزم الدوران والثورات ؛ انتقال بكفاءة ونسب تروس معروفة ؛ أخيرًا ، عجلات ذات إطارات ذات حجم معين وسعة حمولة وضغط داخلي معين.
تتمثل مهمة السائق في استخدام كل هذه الثروة بالطريقة الأكثر فائدة: تحقيق هدف الرحلة بشكل أسرع وأكثر أمانًا وبأقل التكاليف مع توفير أكبر قدر من الراحة للركاب وسلامة البضائع.
حركة موحدة
من غير المحتمل أن يقوم السائق بإجراء حسابات أثناء التنقل ، مستقاة من هذه الصيغ البسيطة. لن يكون هناك وقت كافٍ لإجراء العمليات الحسابية ، لكنها لن تؤدي إلا إلى تشتيت الانتباه عن تشغيل الجهاز. لا ، سيعمل على أساس خبرته ومعرفته. ولكن مع ذلك ، من الأفضل إضافة فهم عام للقوانين الفيزيائية التي تحكم تشغيل السيارة إليها على الأقل.
القوى المؤثرة على العجلة:
G ك - الحمل الرأسي ؛
M k هو عزم الدوران المطبق على العجلة ؛
P k - جهد الجر ؛
R في - رد فعل عمودي ؛
R g - رد فعل أفقي.
لنأخذ العملية التي تبدو أبسط - حركة موحدة على طول طريق مستقيم ومستوٍ. هنا ، تتأثر عجلة القيادة بما يلي: عزم الدوران M k ، الذي ينتقل من المحرك ويخلق قوة جر P k ؛ يساوي رد الفعل الأفقي الأخير R k ، الذي يعمل في الاتجاه المعاكس ، أي على طول مسار السيارة ؛ قوة الجاذبية (الكتلة) المقابلة للحمل G k على العجلة ، والتفاعل الرأسي المتساوي R c.
يمكن حساب قوة الجر P k عن طريق قسمة عزم الدوران المقدم لعجلات القيادة على نصف قطر التدحرج. تذكر أن العزم القادم من المحرك إلى العجلات والصندوق والترس الرئيسي يزداد عدة مرات وفقًا لنسب التروس الخاصة بهم. وبما أن الخسائر أمر لا مفر منه في ناقل الحركة ، فيجب مضاعفة قيمة هذا العزم المتزايد في كفاءة ناقل الحركة.
قيم معامل الالتصاق (φ) لرصف الأسفلت في ظروف مختلفة.
في كل لحظة يتم أخذها على حدة ، تكون النقاط الأقرب للطريق في منطقة التلامس بين العجلة والطريق ثابتة بالنسبة لها. إذا تحركوا بالنسبة لسطح الطريق ، فإن العجلة ستنزلق ولن تتحرك السيارة. لكي تكون نقاط التلامس بين العجلة والطريق ثابتة (تذكر - في كل لحظة يتم أخذها على حدة!) ، يلزم وجود التصاق جيد للإطار بسطح الطريق ، ويتم تقييمه من خلال معامل الاحتكاك φ ("phi"). على الطريق الرطب ، مع زيادة السرعة ، تقل القبضة بشكل حاد ، نظرًا لأن الإطار ليس لديه الوقت للضغط على الماء في منطقة التلامس مع الطريق ، كما أن طبقة الرطوبة المتبقية تجعل من السهل على الإطار الانزلاق.
لكن العودة إلى قوة الجر P k. إنه يمثل تأثير عجلات القيادة على الطريق ، والتي يستجيب لها الطريق بقوة رد فعل مساوية ومعاكسة R r. إن قوة التلامس (أي التصاق) العجلة بالطريق ، ومن ثم حجم رد الفعل R r ، تتناسب (دورة فيزياء المدرسة) مع القوة G k (وهذا هو الجزء من كتلة السيارة لكل عجلة) تضغط على العجلة على الطريق. وبعد ذلك ، ستكون القيمة القصوى الممكنة لـ R r مساوية لمنتج φ وجزء من كتلة السيارة الساقط على عجلة القيادة (أي G k). φ - معامل الالتصاق ، الألفة التي حدثت للتو.
والآن يمكننا التوصل إلى استنتاج بسيط: إذا كانت قوة الجر P k أقل من رد الفعل R r أو ، في الحالات القصوى ، مساوية لها ، فلن تنزلق العجلة. إذا كانت هذه القوة أكبر من رد الفعل ، فسيكون هناك انزلاق.
للوهلة الأولى ، يبدو أن معامل الالتصاق ومعامل الاحتكاك مفهومان متكافئان. بالنسبة للطرق المعبدة ، فإن هذا الاستنتاج قريب جدًا من الواقع. على الأرض اللينة (الطين ، الرمل ، الثلج) الصورة مختلفة ، ولا يحدث الانزلاق من قلة الاحتكاك ، بل من تدمير طبقة التربة بواسطة العجلة الملامسة لها.
دعونا نعود ، مع ذلك ، إلى أرضية صلبة. عندما تتدحرج عجلة على الطريق ، فإنها تواجه مقاومة للحركة. بأي وسيلة؟
النقطة المهمة هي أن الإطار مشوه. عندما تتدحرج العجلة إلى نقطة التلامس ، تظهر العناصر المضغوطة للإطار طوال الوقت ، والعناصر الممتدة تتحرك بعيدًا. تؤدي الحركة المتبادلة لجزيئات المطاط إلى حدوث احتكاك بينها. يتطلب تشوه التربة بواسطة الإطارات أيضًا طاقة.
تدل الممارسة على أن مقاومة التدحرج يجب أن تزداد مع انخفاض ضغط الإطارات (تزداد تشوهها) ، مع زيادة السرعة المحيطية للإطار (تمدها قوى الطرد المركزي) ، وكذلك على سطح طريق غير مستوٍ أو خشن وفي وجود نتوءات وأخاديد كبيرة من فقي.
إنه على طريق صلب. وينهار الإطار لينًا أو ليس شديد الصعوبة ، حتى الأسفلت يلين من الحرارة ، كما يتم إنفاق جزء من قوة الجر على هذا.
يزيد معامل مقاومة التدحرج على الأسفلت مع زيادة السرعة وانخفاض ضغط الإطارات.
تقدر مقاومة دوران العجلة بالعامل f. تزداد قيمتها مع زيادة سرعة القيادة وتقليل ضغط الإطارات وزيادة عدم استواء الطريق. لذلك ، على الطريق السريع المرصوف بالحصى أو الحصى ، للتغلب على مقاومة التدحرج ، هناك حاجة إلى قوة ونصف مرة أكثر من الإسفلت ، وعلى طريق ريفي - مرتين ، على الرمال - عشرة أضعاف!
تُحسب القوة P f لمقاومة التدحرج للسيارة (عند سرعة معينة) بطريقة مبسطة إلى حد ما ، كمنتج للكتلة الكلية للسيارة ومعامل f لمقاومة التدحرج.
قد يبدو أن قوى الالتصاق P φ ومقاومة التدحرج P f متطابقة. علاوة على ذلك ، سيتأكد القارئ من وجود اختلافات بينهما.
لكي تتحرك السيارة ، يجب أن تكون قوة الجر ، من ناحية ، أقل من قوة التصاق العجلات بالأرض أو ، في الحالات القصوى ، مساوية لها ، ومن ناحية أخرى ، يجب أن تكون أكبر من مقاومة الحركة (والتي ، عند القيادة بسرعة منخفضة ، عندما تكون مقاومة الهواء ضئيلة ، يمكن اعتبارها مساوية لقوة مقاومة التدحرج) أو مساوية لها.
اعتمادًا على سرعة المحرك وفتح الخانق ، يتغير عزم دوران المحرك. من الممكن دائمًا العثور على مثل هذا المزيج من قيم عزم دوران المحرك (عن طريق ضغط التسريع المقابل) واختيار التروس في الصندوق بحيث تكون دائمًا في إطار ظروف القيادة المذكورة للتو.
للقيادة السريعة بشكل معتدل على الأسفلت (على النحو التالي من الجدول) ، يتطلب الأمر طاقة جر أقل بكثير مما يمكن للسيارات تطويره حتى في حالة التروس القصوى. لذلك ، تحتاج إلى استخدام صمام خانق نصف مغلق. في ظل هذه الظروف ، يُقال إن السيارات تتمتع بكمية كبيرة من الجر. هذا الهامش ضروري للتسريع والتجاوز والتسلق.
في الأسفلت الجاف ، يكون الجر ، مع استثناءات نادرة ، أكبر من الجر في أي ترس في مجموعة الدفع. إذا كانت رطبة أو جليدية ، فإن التحرك في تروس منخفضة (وبدء التشغيل) دون الانزلاق ممكن فقط مع الفتح غير الكامل لصمام الخانق ، أي بعزم دوران صغير نسبيًا للمحرك.
الرسم البياني لتوازن الطاقة. تتوافق نقاط تقاطع المنحنيات مع أعلى سرعات على طريق مستوية (يمينًا) وصاعدًا (نقطة يسار).
كل سائق ، كل مصمم يريد أن يعرف قدرات سيارة معينة. أدق المعلومات ، بالطبع ، يتم توفيرها من خلال اختبارات شاملة في ظل ظروف مختلفة. من خلال معرفة قوانين حركة السيارة ، يمكن الحصول على إجابات دقيقة بشكل مرض عن طريق الحساب. للقيام بذلك ، يجب أن يكون لديك: الخصائص الخارجية للمحرك ، وبيانات عن نسب التروس في ناقل الحركة ، وكتلة السيارة وتوزيعها ، والمنطقة الأمامية ، وتقريبًا ، شكل السيارة ، وحجم الاطارات والضغط الداخلي فيها. من خلال معرفة هذه المعلمات ، سنتمكن من تحديد عناصر استهلاك الطاقة وإنشاء رسم بياني لما يسمى بميزان الطاقة.
أولاً ، نرسم مقياس السرعة من خلال الجمع بين القيم المقابلة لعدد الدورات n e لعمود المحرك والسرعة V a ، والتي نستخدم معادلة خاصة لها.
ثانيًا ، بطرح بيانًا (قياس المقاطع الرأسية المقابلة لأسفل) من منحنى الخاصية الخارجية لفقدان الطاقة (0 ، lN e) ، نحصل على منحنى آخر يوضح القدرة N k المقدمة للعجلات (أخذنا كفاءة النقل متساوية إلى 0.9).
يمكن الآن رسم منحنيات استهلاك الطاقة. دعنا نضع جانبًا من المحور الأفقي للرسم البياني المقاطع المقابلة لاستهلاك الطاقة N f لمقاومة التدحرج. نحسبهم وفقًا للمعادلة:
ارسم منحنى N f من خلال النقاط التي تم الحصول عليها. نضع جانباً المقاطع المقابلة لاستهلاك الطاقة N w لمقاومة الهواء. نحسب قيمتها ، بدورها ، وفقًا للمعادلة التالية:
حيث F هي المنطقة الأمامية للسيارة بالمتر 2 ، K هي معامل مقاومة الهواء.
لاحظ أن الأمتعة الموجودة على السطح تزيد من مقاومة الهواء بمقدار 2 - 2.5 مرة ، في حين أن الكوخ الصيفي المتأخر 4 مرات.
تميز المقاطع بين المنحنيات N w و N k ما يسمى بالطاقة الزائدة ، والتي يمكن استخدام احتياطيها للتغلب على المقاومة الأخرى. تتوافق نقطة تقاطع هذه المنحنيات (أقصى اليمين) مع أسرع سرعة تستطيع السيارة تطويرها على طريق أفقي.
من خلال تغيير نسب أو مقاييس مقاييس السرعة (اعتمادًا على نسب التروس) ، يمكنك إنشاء رسوم بيانية لميزان القوة للقيادة على الطرق ذات الأسطح المختلفة وفي تروس مختلفة.
علاوة على ذلك ، إذا تأجلنا لأعلى من المنحنى N w الأجزاء المقابلة ، على سبيل المثال ، للقوة التي يجب إنفاقها للتغلب على ارتفاع معين ، فإننا نحصل على منحنى جديد ونقطة تقاطع جديدة. هذه النقطة تقابل أعلى سرعة يمكن من خلالها أخذ الارتفاع المعطى بدون تسارع.
في الارتفاع ، يزداد الحمل على العجلات. يوضح الخط المنقط (لقياس) قيمته لطريق أفقي ، وأسهم سوداء - عند القيادة صعودًا:
α هي زاوية الصعود.
Н - ارتفاع الرفع ؛
S هو طول الرفع.
هنا يجب ألا يغيب عن البال أنه في المرتفعات ، تضاف قوة الجاذبية إلى القوى التي تعارض حركة السيارة. لكي تتحرك السيارة صعودًا ، سيتم الإشارة إلى زاويتها بالحرف α ("ألفا") ، يجب ألا تقل قوة الجر عن قوة مقاومة الدحرجة والرفع مجتمعة.
على سبيل المثال ، يجب على سيارة Zhiguli أن تتغلب على مقاومة التدحرج بحوالي 25 كجم على الأسفلت الأملس ، GAZ-53A - حوالي 85 كجم. هذا يعني أنه للتغلب على الارتفاع في السرعة القصوى بسرعة 88 أو 56 كم / ساعة ، على التوالي (أي عند أعلى عزم دوران للمحرك) ، مع مراعاة قوى مقاومة الهواء التي تبلغ حوالي 35 و 70 كجم قوة جر تبلغ بقايا 70 و 235 كجم. نقسم هذه القيم على قيم الكتلة الكلية للسيارات ونحصل على منحدرات من 5 - 5.5 ومن 3 - 3.5٪. في الترس الثالث (هنا تكون السرعة أقل ، ويمكن إهمال مقاومة الهواء) ، ستكون زاوية الصعود القصوى حوالي 12 و 7٪ ، في الثانية - 20 و 15٪ ، في الأول - 33 و 33٪.
احسب مرة واحفظ قيم الرفع التي يمكن لسيارتك تحملها! بالمناسبة ، إذا كان مزودًا بمقياس سرعة الدوران ، فتذكر أيضًا عدد الثورات المقابلة لأعظم لحظة - يتم تسجيله في الخصائص التقنية للسيارة.
تختلف قوى التصاق العجلات بالطريق على طريق صعود وعلى طريق مسطح. في الارتفاع ، يتم تفريغ العجلات الأمامية وتحميل العجلات الخلفية بشكل إضافي. يزداد شد عجلات الدفع الخلفية ويقل احتمال حدوث انزلاق. تتمتع سيارات الدفع الأمامي بقوة جر أقل عند الصعود ومن المرجح أن تنزلق.
قبل الرفع ، من المفيد إعطاء السيارة تسارعًا ، لتجميع الطاقة ، مما يجعل من الممكن أخذ المصعد دون تقليل كبير في السرعة ، وربما أيضًا دون التغيير إلى ترس أقل.
تأثير نسبة القيادة النهائية على السرعة واحتياطي الطاقة
يجب التأكيد على أن كلاً من نسب ناقل الحركة وعدد التروس في الصندوق لهما تأثير كبير على ديناميكيات السيارة. من الرسم البياني ، الذي يوضح منحنيات قوة المحرك (على التوالي ، يتم إزاحتها اعتمادًا على نسب التروس المختلفة للمحرك النهائي) ومنحنى المقاومة ، يمكن ملاحظة أنه مع التغيير في نسبة الترس ، تتغير السرعة القصوى بشكل طفيف فقط ، ولكن يزداد احتياطي الطاقة بشكل حاد مع زيادته. هذا ، بالطبع ، لا يعني أنه يمكن زيادة نسبة التروس إلى أجل غير مسمى. تؤدي الزيادة المفرطة في ذلك إلى انخفاض ملحوظ في سرعة السيارة ، (خط متقطع) ، وتآكل المحرك وناقل الحركة ، والاستهلاك المفرط للوقود.
هناك طرق حسابية أكثر دقة من تلك التي وصفناها (الخاصية الديناميكية التي اقترحها الأكاديمي إي إيه تشوداكوف وآخرون) ، لكن استخدامها مسألة معقدة نوعًا ما. في الوقت نفسه ، هناك طرق حساب تقريبية بسيطة تمامًا.
العمليات الفيزيائية في رقعة التلامس لجرار القيادة وعجلات السيارات مع الطريق هي نفسها. ومع ذلك ، على عكس السيارة ، فإن الجرار عبارة عن آلة جر. يتم تحميل عجلة الجرار بلحظة قيادة أكبر من عجلة السيارة ، وتعمل على خلفيات زراعية تختلف اختلافًا كبيرًا عن ظروف الطريق. لذلك ، فإن عملية انزلاق عجلة الجرار هي القاعدة وليس الاستثناء.
أثناء دوران العجلة من خلال الزاوية βk ، في حالة عدم وجود تشوهات في سحق التربة وإزاحتها ، يجب أن يكون المسار الذي تقطعه العجلة مساويًا للمسافة LП بين النجوم. ومع ذلك ، بسبب تشوه التربة ، يكون مسار SP الحقيقي أصغر من المسار النظري بواسطة ΔSmax. سوف يتحرك محور العجلة ، جنبًا إلى جنب مع الحركة الأمامية ، كما كان ، للخلف (في الاتجاه المعاكس لحركتها) بمقدار مساوٍ لتشوه إزاحة التربة Δ الحد الأقصى تحت خطاف التربة الأخير. هذا هو الجوهر المادي للانزلاق: Δ = (Ln - Sn) / Ln = Smax / Ln .. يتم تقييم الانزلاق (كعامل حركي) بواسطة معامل الانزلاق ، والذي يُعرّف على أنه نسبة انخفاض السرعة إلى احتماله القيمة النظرية في النسبة المئوية أو الكسور: δ = (vt - vk) / vt أو vk = vt (1 - δ) ، حيث vt ، vk هي السرعات النظرية والفعلية للحركة الانتقالية للعجلة. كفاءة الانزلاق: ηδ = vk / vt ؛ δ = (vt- vk) / vt = 1- ηδ.
من الناحية النظرية ، يحدث الانزلاق عندما يبدأ الجرار في التحرك ، عندما تظهر لحظة القيادة وقوة الجر العرضية Pk على العجلة. يتمثل التحديد التجريبي لانزلاق مراوح الجرار في مقارنة العدد الإجمالي لدورات عجلات القيادة في القسم المقاس من الحقل عندما يكون الجرار في وضع الخمول nkx وتحت حمولة nk. يجب ضبط حمل الخطاف بخطوات من الحد الأدنى للقيمة إلى القيمة التي يحدث عندها انزلاق العجلة المكثف. نظرًا لأن المسار هو نفسه في جميع الحالات ، يمكن العثور على الانزلاق من نسبة العدد الإجمالي لدورات عجلات القيادة عندما يتحرك الجرار بدون حمل والحمل على الخطاف ، أي δ = (1- nk. x / nk) 100٪. يتم قياس عدد دورات عجلات القيادة أثناء اختبارات الجر التي تنظمها GOST 7057-81. نظرًا لأن المسار الذي تم اجتيازه في كل تجربة قد يكون مختلفًا ، فإن صيغة تحديد الانزلاق لها الشكل δ = 100٪ ، حيث n΄kx ، n˝kx هي إجمالي عدد الدورات ، على التوالي ، لعجلات القيادة اليمنى واليسرى في جرار عند القيادة بدون تحميل على المسار Sk.x ؛ n΄к ، n˝к - إجمالي عدد الثورات ، على التوالي ، لعجلات القيادة اليمنى واليسرى على المسار Sк عندما يتحرك الجرار تحت الحمل. وتجدر الإشارة إلى أن طريقة تحديد القسيمة المستخدمة بشكل شائع كمعيار غير صحيحة. يتم فيه وضع الافتراضات التالية: عند القيادة بدون حمولة ، لا يوجد انزلاق لعجلات القيادة ؛ لا يعتمد نصف قطر عجلات القيادة على الحمل على خطاف الجرار وظروف الاختبار الأخرى. ومع ذلك ، فإن خطأ الافتراضات المقبولة صغير ، وبالتالي ، يتم إهماله في التقييم التشغيلي للجرار.
