Řízení bez uklouznutí je možné, pokud jsou splněny následující podmínky:
D с = a ∙ φ х ∙ cos α max / (L-Hd ∙ (φ х + f к)) ≥ D max.
D c - dynamický faktor adheze;
a je vzdálenost od těžiště k zadní náprava auto;
α max - mezní úhel překonaného stoupání;
L- rozvor vozu;
Hd je výška těžiště;
f to - součinitel valivého odporu;
Hd = 1/3 * hd, kde hd je celková výška;
a = (m 2 / m a) * L, kde m 2 je hmotnost vozu na hnací nápravě, m a - Celková váha auto.
φ x - součinitel adheze kola na vozovku (Podle specifikace je součinitel adheze kola na vozovku φ x = 0,45.)
Pro vůz GAZ:
a = 1800/2800 * 2,76 = 1,77 m;
Hd = 1/3 * 2,2 = 0,73 m;
D c = 1,77 * 0,45 * cos 27,45 ° / (2,76-0,73 * (0,45 + 0,075)) = 0,31> D max = 0,38.
Pokud jde o dynamický pas automobilu, uvidíme, že pohyb bude proveden s možným uklouznutím.
 |
Byla získána srovnávací tabulka odhadovaných parametrů trakční a rychlostní vlastnosti, závěry.
| Aut 1 | Aut 2 | |||
| Externí rychlostní charakteristika | N e max = 70,8 kW (3800) M e max = 211,6 Nm (2200) | N e max = 74,6 kW (2400) M e max = 220 Nm (4000) | ||
| Výstup: | ||||
| Trakce a rovnováha výkonu | Maximální tažná síla vozu je P t max = 10425N. V místě, kde se protíná graf Pt a (Pd + Pw), tj. Рт = Рд + Рв, rychlost je za daných jízdních podmínek maximální V max GAS = 22,3 m / s (na třetím rychlostním stupni). | Maximální tažná síla vozu je P t max = 8502N V místě, kde se protíná graf Pt a (Pd + Pw), tj. Рт = Рд + Рв, rychlost je za daných jízdních podmínek maximální, V maxFORD = 23,3 m / s (na třetím rychlostním stupni). | ||
| Výstup: | ||||
| Dynamický pas | Dmax = 0,38 odpovídající rychlost V = 4,2 / s | Dmax = 0,3 odpovídající rychlost V = 5,6 / s | ||
| Výstup: | ||||
| Zrychlení, čas a dráha zrychlení | Maximální zrychlení j a = 0,45 m / s 2. | Maximální zrychlení j a = 0,27 m / s 2 | ||
| Čas a cesta zrychlení na cestě: | 400 m 1000 m Až 60 km / h | t = 32 s t = 46,7 s | t = 25 s t = 47,8 s | |
| Výstup: | ||||
| Omezení úhlu stoupání a kontrola možnosti pohybu za podmínky uklouznutí | Mezní úhel stoupání = 27,4 ° | Mezní úhel stoupání = 20,2 ° | ||
| Výstup: | ||||
10. Kinematický diagram brzdový systém auto Gas 2752.
Přední brzdy 1,2 kotoučové.
3okruhové přední brzdy
4-hlavní brzdový válec
5-vakuový zesilovač
6-pedálová brzda
7okruhové zadní brzdy
8-brzdný regulátor tlaku
9,10-bubnové zadní brzdy
11. Schéma nouzové brzdění
Brzdění, jehož účelem je co nejrychlejší zastavení, se nazývá nouzové.
Dobu brzdění vozu tvoří následující komponenty:
tрv - doba reakce řidiče - čas od okamžiku, kdy je nebezpečí zaznamenáno, do začátku brzdění. trv = 0,2-1,5 s (trv = 0,8 s);
tsp je doba odezvy pohonu brzdy.
tsp = 0,2 s (hydraulický), tsp = 1 s (pneumatický)
tnz - doba náběhu zpomalení. Záleží na typu auta, kvalifikaci řidiče, stavu povrchu vozovky, dopravní situace, stav brzdového systému.
V případě nouzového brzdění tnz = 0,5 s;
tuz - doba zpomalení v ustáleném stavu - doba, během níž se stav brzdového systému prakticky nezmění, a provede se úplné brzdění (až do zastavení) automobilu.
tр - čas uvolnění (od začátku uvolnění brzdového pedálu do vzniku mezer mezi třecími obložkami). tp = 0,1 - 0,5 s. Přijímáme tp = 0,4 s.
Počáteční rychlost brzdění V 0 = 30 km / h = 8,3 m / s; spojková sada pneumatiky se silnicí φ x = 0,35.
Brzdná dráha vozu:
St = Ssp + Snz + Suz;
St = 0,004 * Ke * V 0 2 / φ x = 0,004 * (30 2 / 0,35) * 1,3 = 13,4 m, kde
Ke - souprava účinnosti brzdový systém, Ke = 1,3 - 1,4.
Ve výpočtech vezmeme Ke = 1,3.
Rychlost zpomalení:
j kn = (φ x + i) * g / Ke / δ bp = 0,35 * 10 / 1,3 / 1,68 = 1,6 m / s 2, kde
i = 0 - sklon silnice,
g = 10 m / s 2 - gravitační zrychlení;
Doba zpomalení v ustáleném stavu:
Doba zpomalení:
tt = tsp + tnz + tz = 0,2 + 0,5 + 4,8 = 5,5 s.
Že. auto s V 0 = 30 km / h a φx = 0,35 má na danou dobu brzdnou dráhu St = 13,4 m
Abychom vytvořili diagram nouzového brzdění, najdeme pokles rychlosti v sekci tuz:
Vuz = Vo - 0,5 * juz * tnz = 8,3 - 0,5 * 1,6 * 0,5 = 7,9 m / s.
12. Výpočet a konstrukce závislosti brzdné a brzdné dráhy vozidla na počáteční rychlosti pohybu při nouzovém brzdění.
Počáteční rychlost vozidla při brzdění je V0 = 30 km / h.
Brzdná dráha St - vzdálenost sjízdné autem od okamžiku, kdy se aktivuje brzdový pohon, až do úplného zastavení vozidla.
St = 0,004 * (V 0 ^ 2) * Ke / φx.
Zastavovací dráha So - cesta, kterou ujede auto od okamžiku, kdy je zjištěno nebezpečí, až do úplného zastavení.
K analýze závislosti brzdné a brzdné dráhy na rychlosti vozidla na začátku brzdění nebo na přilnavosti pneumatik k vozovce je nutné použít diagram nouzového brzdění, který udává fáze brzdění.
Pomocí vzorců brzdné a brzdné dráhy tedy můžeme provést výpočty, na jejichž základě pak můžeme sestavit graf závislosti brzdné a brzdné dráhy vozu na počáteční rychlosti pohybu při nouzovém brzdění.
| Tabulka 6. hodnoty pro graf závislosti brzdné a brzdné dráhy na počáteční rychlosti pohybu | ||||
| φx = 0,35 | φx = 0,6 | |||
| V0, km / h | St, m | Sо, m | St, m | Sо, m |
| |
13. Obecný závěr o brzdných vlastnostech vozu.
Brzdné vlastnosti automobilu - soubor vlastností, které určují maximální zpomalení automobilu při jeho pohybu na různých silnicích v režimu brzdění, mezní hodnoty vnějších sil, při jejichž působení je brzděné auto spolehlivě drženo na místě nebo má požadovanou minimální rychlost v ustáleném stavu při jízdě z kopce.
Diagram nouzového brzdění jasně ukazuje fáze brzdění, a to: reakční dobu řidiče, dobu aktivace brzdy, dobu náběhu zpomalení, dobu zpomalení v ustáleném stavu a dobu uvolnění brzdy.
V praxi se tyto fáze snaží omezit vylepšením brzdového systému jako celku - tsp (doba odezvy brzdového pohonu), tz (doba zpomalení v ustáleném stavu), tp (doba uvolnění). Komponenty trv (reakční doba řidiče) - prostřednictvím pokročilého školení, získání řidičských zkušeností, tnz (doba náběhu zpomalení) - závisí na uvedených faktorech a stavu povrchu vozovky a stavu vozovky, které nelze upravit.
Brzdná a brzdná dráha je jedním z hlavních ukazatelů brzdných vlastností automobilu. Závisí na rychlosti začátku brzdění V 0 a míře adheze kol na vozovku φ x. Jak více stavebniceφ x a čím nižší je rychlost V 0, tím kratší jsou brzdné a brzdné dráhy.
Pomocí grafu brzdných a brzdných vzdáleností versus rychlost a součinitel odporu můžete určit bezpečnou přípustnou rychlost a brzdnou dráhu při jízdě na odpovídajícím povrchu vozovky.
Metody a podmínky pro kontrolu ovládání brzdění automobilu během silničních a zkušebních zkoušek jsou uvedeny v GOST R 51709-2001.
14. Palivo charakteristické pro stálý pohyb vozidla po silnici s
ψ 1 = (0,015); ψ 2 = 0,5 ψ max; ψ 3 = 0,4 (ψ 1 + ψ 2)
Kontrolní spotřeba paliva, charakteristika paliva při ustáleném pohybu gp = f (va) na silnicích s různými podmínkami vozovky, závislost měrné efektivní spotřeby paliva na stupni využití energie ge = f (U) a závislost specifický výkon vozidla při rychlosti W y = f (va) na silnicích s různými podmínkami pokrytí.
K určení spotřeby paliva ustáleným pohybem můžete použít rovnici spotřeby paliva:
kde g p - sleduje spotřebu paliva, l / 100 km;
ψ 2 = 0,5 ψ max = 0,5 * 0,075 = 0,0375
ψ 3 = 0,4 (ψ 1 + ψ 2) = 0,4 * (0,015 + 0,375) = 0,021
Podobně vypočítáme hodnoty pro zbývající otáčky klikový hřídel, kal. odpor silnice a druhého auta. Získané hodnoty zapíšeme do tabulky. Podle tabulky sestavíme graf palivových a ekonomických charakteristik automobilů, podle kterého porovnáváme automobily.
15. Graf závislosti efektivní měrné spotřeby paliva g e na stupni využití energie při otáčkách klikového hřídele: n 1 = 0,5n i; n 2 = n i; n 3 = n N;
Při konkrétním frekvenčním režimu provozu motoru a známých hodnotách výkonu spotřebovaného k překonání sil odporu a vzduchu je specifická efektivní spotřeba paliva stanovena s přihlédnutím k účinnosti převodu podle vzorce:
Přijímáme n i = 1600 ot / min pro oba vozy, pak n 1 = 800.
Podobně vypočítáme hodnoty pro zbývající otáčky klikového hřídele, coeff. odpor silnice a druhého auta. Získané hodnoty jsou zapsány do tabulky 8. Podle tabulky stavíme závislosti měrné efektivní spotřeby paliva na výkonu vozu, podle kterého vozy porovnáváme.
Je známo, že k zajištění pohybu musí být tažná síla větší než celkový odpor pohybu vozidla.
Horizontální síla Pk (tažná síla), vznikající v důsledku působení točivého momentu Mvr na kolo v zóně jeho kontaktu s povlakem, je směrována ve směru opačném k pohybu (viz obr. 5.1).
Síla Pk způsobuje horizontální reakční sílu T, což je třecí (adhezní) síla kola s povlakem v zóně jejich interakce, zatímco T = Pk.
Obrázek 5.1. Stav možný pohyb auto
Kolo ale stále musí překonávat valivý odpor. Síla valivého odporu Pf je určena známým vztahem :,
kde Gk je síla přenášená na hnací kolo, Gk = (0,65: 0,7) G - pro kamiony a (0,5: 0,55) G - pro automobily, kde G je hmotnost automobilu; - součinitel valivého odporu.
kde A- vzdálenost od svislé osy kola k místu reakce R od hmotnosti Gk přenesené na kolo; - poloměr odvalování pneumatického kola; = λ * r, kde r je poloměr nedeformovaného kola, λ je redukční faktor poloměru kola v závislosti na tvrdosti pneumatik (λ = 0,93 - 0,96).
Bylo zjištěno, že prakticky hodnota zůstává konstantní až do rychlosti V = 50 km / h a závisí na typu pokrytí v rozsahu = (0,01-0,06). Jak se rychlost zvyšuje, zvyšuje se, protože když kolo narazí na nepravidelnosti, kinetická energie, která je přímo úměrná V², je vynaložena v mnohem větší míře k překonání těchto překážek.
Při V> 50 km / h je f určeno závislostí
PROTI-,
kde je součinitel valivého odporu při V do 50 km / h.
Pomocí ustanovení teoretické mechaniky a obr. 5.1, můžete napsat: T = Pk -
T = Pk - T = Pk - (5,4)
Je zřejmé, že pohyb vozu je možný při T> Pk.
Největší hodnota třecí síly, a tedy tažné síly, je určena závislostí Tmax = φ ∙ Gsc, kde φ je součinitel adheze; Gsc Hmotnost přilnavosti vozidla přenášená na hnací kolo.
Síla tření (adheze) přirozeně dosahuje největší hodnoty (se stejnou adhezní hmotností přenášenou na kolo) při maximální hodnotě součinitele adheze φ.
Součinitel adheze je variabilní a závisí na mnoha faktorech (stav povrchu vozovky, režim brzdění, přítomnost bočních sil, tlak v pneumatikách, dezén, rychlost atd.). φ se pohybuje v širokých mezích (φ = 0,1-0,7), a proto jej lze považovat pouze podmíněně za parametr, který jedinečně charakterizuje pokrytí.
Maximální možná hodnota φmax hnacích kol s povlakem za těchto podmínek odpovídá okamžiku předcházejícímu začátku jejich prokluzu a brzdných kol - k přechodu od brzdění tření brzdových destiček o buben ke sklouznutí po povlaku zablokovaných kol smykem.
Rozlište součinitel podélné adheze φ1, který odpovídá začátku prokluzu nebo prokluzu kola při odvalování nebo brzdění bez boční síly Yk; a součinitel příčného tření φ2 je příčnou složkou součinitele tření vznikajícího při posunutí valivého hnacího kola pod úhlem vůči rovině pohybu pod vlivem příčné síly Yk, když kolo při otáčení klouže do strany.
Součinitel příčného tření φ2 se používá k posouzení stability smyku vozidel při jízdě po horizontálních křivkách, když je vozidlo vystaveno příčné odstředivé síle; φ2≈ (0,85-0,9) φ1.
Součinitel adheze je základní charakteristika dopravní a provozní vlastnosti silnice. Na φ závisí nejen možnost realizace tažné síly vozu, ale také stabilita vozu proti smyku v zatáčkách, možnost včasného zastavení vozu před překážkou nebo chodcem. Nedostatečná adheze pneumatik na kola je často hlavní příčinou dopravních nehod (RTA). Bylo zjištěno, že dvojnásobné zvýšení součinitele adheze umožňuje snížit počet nehod 1,5krát.
Hodnoty součinitele adheze ovlivňuje mnoho faktorů. Bylo zjištěno, že hodnota součinitele adheze je více ovlivněna stavem povrchu vozovky než jeho typem. To spolu souvisí
s tím, že za ideálních podmínek jsou na všechny povrchy do pneumatiky vtlačeny tvrdé výběžky minerálních částic a proto může kolo prokluzovat hlavně v důsledku deformace běhounu.
Jak se povlaky opotřebovávají, snižuje se jejich drsnost a v důsledku toho se také snižuje jejich přilnavost ke kolu. Koeficient adheze je nejstabilnější u cementobetonových vozovek v suchém stavu s dobou jejich provozu až 10-12 let, u asfaltobetonových vozovek-5-8 let. Při opotřebení (oděru) povlaků o 50-60%se součinitel adheze snižuje o 30-40%. Jinými slovy, koeficient tření se v průběhu času snižuje.
Koeficient adheze závisí: na materiálu, ze kterého je pneumatika vyrobena (nejvyšší koeficient adheze zajišťují pneumatiky vyrobené z vysoce hysterézních kaučuků); typ dezénu pneumatik (na mokrém povrchu poskytují pneumatiky s dezénem s velkou disekcí vyšší součinitel adheze); stupeň opotřebení běhounu pneumatiky (s úplným oděrem dezénu se součinitel adheze sníží o 35-45%a na mokrých a špinavých površích asi o dalších 20-25%).
Součinitel adheze klesá v důsledku přítomnosti nečistot, prachu, výrobků z opotřebení pneumatik atd. Na povrchu, protože vyplňují dutiny povrchů povlaku běhounů pneumatik, což snižuje jejich drsnost.
Studie ukázaly, že součinitel adheze klesá s rostoucí rychlostí. To je způsobeno skutečností, že při vysokých rychlostech pneumatika nemá čas se úplně deformovat, protože doba kontaktu s povlakem je k tomu nedostatečná, a proto je nerovnost povlaku vtlačena do pneumatiky na mělčí hloubka. Na suchých površích je pokles součinitele trakce se zvyšující se rychlostí méně patrný.
Vlhkost zvlhčující kontaktní oblast mezi pneumatikou a povrchem působí jako mazivo oddělující drsné povrchy (povrchy a kola), čímž se snižuje součinitel trakce. Při vrstvě vody na povrchu o tloušťce několika milimetrů a silném opotřebení pneumatiky a rychlosti blízké 100 km / h může dojít k fenoménu aquaplaningu, kdy se mezi pneumatikou a povrchem vytvoří vodní klín, který vytváří hydrodynamický zvedací síla, prudce snižuje tlak kola na vozovku, kvůli Proto může kontakt předních kol s povlakem úplně přestat se ztrátou kontroly nad vozidlem.
Pokud jsou na povrchu nečistoty atd. φ se velmi liší, když prší. Během prvního období deště se vytvoří poměrně silný film nečistot, který působí jako mazivo, které snižuje koeficient adheze. Postupně se tuk ředí, částečně smývá deštěm a součinitel tření se začíná zvyšovat, na suchém povrchu však nedosahuje hodnoty φ.
Obecně se koeficient adheze v průběhu roku velmi mění v důsledku měnících se klimatických podmínek. Přirozeně je φ nejvyšší v létě a klesá v zimě. Proto v zimní období provádět různé činnosti, které zvyšují koeficient adheze (čištění povrchy vozovek ze sněhu, ledu, odstranění ledu a kluzkosti povlaků posypem pískem, struskami, rozmrazovacími směsmi atd.).
Síly působící na auto
Brzdění auta
Stabilita vozidla
Manipulace s vozidlem
Průjezd auta
Vůz se pohybuje určitou rychlostí v důsledku působení hnacích sil a sil, které pohybu brání (obr. 1).
Mezi síly, které brání pohybu vozidla, patří: síly valivého odporu Pf, odpor vytvořený stoupáním silnice Pa, odpor vzduchu Pw, odpor setrvačných sil Pj... K překonání těchto sil je vůz vybaven zdrojem energie - motorem. Točivý moment vyplývající z provozu motoru se přenáší přes hnací ústrojí a hřídele náprav na hnací kola vozidla. Jejich otáčení je bráněno třecí silou, která se objevuje mezi koly a povrchem vozovky.
Hnací kola během otáčení vytvářejí obvodové síly, které působí na silnici a snaží se je jakoby odtlačit zpět. Silnice zase klade na kola stejný odpor (tangenciální reakce), což způsobí, že se auto pohne.
Síla, která pohání vozidlo, se nazývá tažná síla a je označena Ph. Vztah mezi těmito veličinami nebo mezní stav pohybu vozu, při kterém je zajištěna rovnováha mezi tažnou silou a silami odporu vůči pohybu, lze vyjádřit vzorcem
Pk = Pf ± Pa + Pw + Pj.
Tato rovnice se nazývá rovnice trakční rovnováhy a umožňuje určit, jak je tažná síla rozložena na odlišné typy odpory.
Odpor na silnici
Valivý odpor pneumatiky na silnici je důsledkem energie vynaložené na ztráty hysterezí (vnitřní) v pneumatice a na ztráty v důsledku vyjíždění (vnější). Kromě toho se část energie ztrácí v důsledku povrchového tření pneumatik na silnici, odporu v ložiscích nábojů hnaných kol a odporu vzduchu vůči otáčení kol. Vzhledem ke složitosti zohlednění všech faktorů se valivý odpor kol automobilu odhaduje podle celkových nákladů s ohledem na sílu valivého odporu vně vozu. Když se na tvrdé silnici valí elastické kolo, vnější ztráty jsou zanedbatelné. Vrstvy spodní části pneumatiky jsou stlačeny a nataženy. Mezi jednotlivými částicemi pneumatiky dochází k tření, generuje se teplo, které se odvádí a práce vynaložená na deformaci pneumatiky se během následné obnovy tvaru pneumatiky nevrátí úplně. Když se elastické kolo odvaluje, deformace v přední části pneumatiky se zvětšují a v zadní části se zmenšují.
Když se tvrdé kolo valí na měkké deformovatelné vozovce (zem, sníh), prakticky nedochází ke ztrátám na deformaci pneumatiky a energie se vynakládá pouze na deformaci vozovky. Kolo narazí do země, stiskne ho na stranu, přitlačí jednotlivé částice a vytvoří říji.
Když se na měkké silnici valí deformovatelné kolo, vynakládá se energie na překonání vnitřních i vnějších ztrát.
Když se elastické kolo valí na měkké silnici, je jeho deformace menší než při odvalování na tvrdé silnici a deformace půdy je menší než při odvalování na tvrdém na stejné půdě.
Hodnotu síly valivého odporu lze určit ze vzorce
Pf = Gf cos a,
Pf - síla valivého odporu;
G je hmotnost vozidla;
a - úhel charakterizující strmost stoupání nebo klesání;
f je součinitel valivého odporu, který zohledňuje působení deformačních sil pneumatik a povrchu, jakož i tření mezi nimi v různých podmínkách vozovky.
Hodnota součinitele valivého odporu se pohybuje od 0,012 (asfaltobetonová dlažba) do 0,3 (suchý písek).
Rýže. 1. Síly působící na jedoucí vozidlo
Lezecký odpor. Dálnice se skládají ze střídání stoupání a klesání a jen zřídka mají dlouhé horizontální úseky. Strmost stoupání je charakterizována hodnotou úhlu a (ve stupních) nebo hodnotou sklonu silnice t, což je poměr nadmořské výšky H k poloze B (viz obr. 1):
i = H / B = tg a.
Váha auta G jedoucího do kopce může být rozložena na dvě složky síly: G sina, směřující rovnoběžně se silnicí, a Gcosa, kolmo na vozovku. Síla G sin a se nazývá síla odporu vůči výstupu a je označena Ra.
Na dálnice ah s tvrdým povrchem, úhly stoupání jsou malé a nepřesahují 4 - 5 °. U takto malých úhlů můžeme předpokládat
i = tg a ~ sin a, pak Pa - G sin a = Gi.
Při pohybu z kopce má síla Ra opačný směr a působí jako hnací síla. Úhel a a sklon i jsou považovány za kladné při stoupání a záporné při sjezdu.
Moderní dálnice nemají jasně definované úseky s konstantním sklonem; jejich podélný profil je hladký. Na takovýchto silnicích se sklon a síla P během pohybu vozidla neustále mění.
Odolnost vůči nerovnostem.Žádný povrch vozovky není zcela rovný. I nové cementobetonové a asfaltobetonové vozovky mají nerovnosti vysoké až 1 cm. Vlivem dynamického zatížení se nepravidelnosti rychle zvětšují, snižují rychlost vozidla, zkracují jeho životnost a zvyšují spotřebu paliva. Nepravidelnosti vytvářejí další odolnost vůči pohybu.
Když kolo narazí na dlouhou dutinu, narazí na dno a je vyhozeno nahoru. Po silném nárazu se kolo může oddělit od povrchu a znovu zasáhnout (již z nižší výšky), což způsobí tlumené kmity. Přejíždění krátkých důlků a hřebenů je spojeno s další deformací pneumatiky v důsledku síly, která vzniká při nárazu na náraz. Pohyb auta po nerovnostech vozovky je tedy doprovázen nepřetržitými nárazy kol a vibracemi náprav a karoserie. V důsledku toho dochází k dalšímu odvodu energie v částech pneumatiky a odpružení, které někdy dosahují významných hodnot.
Dodatečný odpor způsobený nerovnostmi vozovky je brán v úvahu konvenčním zvýšením součinitele valivého odporu.
Hodnoty součinitele valivého odporu f a sklonu i společně charakterizují kvalitu vozovky. Proto často mluví o odpor na silnici P, rovnající se součtu sil Pf a Ra:
P = Pf -f Pa = G (f cos a -f sin a) ~ G (f + i).
Výraz v závorkách se nazývá součinitel aerodynamického odporu a označte písmenem F. Potom odporová síla silnice
P = G (f cos a -f sin a) = G f.
Vítr. Když se auto pohybuje, odolává mu i vzdušné prostředí. Spotřeba energie pro překonání odporu vzduchu se skládá z následujících hodnot:
Čelní odpor vyplývající z tlakového rozdílu mezi přední a zadní částí jedoucího vozidla (asi 55 - 60% celkového odporu vzduchu);
Odpor vytvořený vyčnívajícími částmi: stupačky, blatníky, SPZ (12 - 18%);
Odpor vznikající průchodem vzduchu chladičem a motorový prostor (10-15%);
Tření vnějších povrchů o okolní vzduchové vrstvy (8 - 10%);
Odpor způsobený tlakovým rozdílem mezi horní a spodní částí vozidla (5 - 8%).
S rostoucí rychlostí jízdy se zvyšuje i odpor vzduchu.
Přívěsy způsobují zvýšení síly odporu vzduchu v důsledku značné turbulence proudů vzduchu mezi tahačem a přívěsem, jakož i v důsledku zvýšení vnější třecí plochy. V průměru lze předpokládat, že použití každého přívěsu zvyšuje tento odpor o 25% ve srovnání s jediným autem.
Síla setrvačnosti
Pohyb vozu ovlivňují kromě odporových sil na silnici a ve vzduchu i setrvačné síly P). Jakákoli změna rychlosti pohybu je doprovázena překonáním síly setrvačnosti a její hodnota je tím větší, čím je čalouněná m, aeea automobilu:
Provozní doba vozidla je obvykle krátká ve srovnání s celkovou dobou provozu. Například při práci ve městech se auta pohybují rovnoměrně 15 - 25% času. Z 30% na 45% času je věnováno zrychlení pohybu auta a 30-40% - dojezdem a brzděním. Při rozjezdu a zvyšování rychlosti se auto pohybuje se zrychlením - jeho rychlost je nerovnoměrná. Jak rychlejší auto zvyšuje rychlost, čím více vozidlo zrychluje. Zrychlení ukazuje, jak se rychlost vozidla zvyšuje každou sekundu. V praxi dosahuje zrychlení automobilu 1 - 2 m / s2. To znamená, že každou sekundu se rychlost zvýší o 1 - 2 m / s.
Síla setrvačnosti se mění při pohybu vozidla v souladu se změnou zrychlení. K překonání setrvačné síly je spotřebována část tažné síly. Avšak v případech, kdy vůz po předběžné akceleraci nebo během brzdění dojíždí, setrvačná síla působí ve směru pohybu vozu, přičemž působí jako hnací silou... S ohledem na to lze některé obtížné úseky silnice překonat předběžným zrychlením vozidla.
Velikost síly odporu vůči zrychlení závisí na zrychlení pohybu. Čím rychleji auto zrychluje, tím je tato síla větší. Jeho hodnota se mění i při rozjezdu. Pokud se auto rozjíždí plynule, pak tato síla téměř chybí a při prudkém rozjezdu může dokonce překročit tažnou sílu. To povede buď k zastavení vozu, nebo k prokluzu kol (v případě nedostatečné hodnoty součinitele adheze).
Během provozu vozu se podmínky jízdy neustále mění: typ a stav povlaku, velikost a směr svahů, síla a směr větru. Tím se mění rychlost vozidla. I za nejpříznivějších podmínek (provoz na vylepšených dálnicích mimo města a osady) rychlost vozidla a tažná síla zůstávají po dlouhou dobu zřídka konstantní. Průměrná rychlost pohybu (definovaná jako poměr ujeté vzdálenosti k času strávenému průjezdem této trasy, s přihlédnutím k času zastávek na cestě) je kromě silových sil ovlivněna také vlivem velmi velký počet faktorů. Patří sem: šířka vozovky, intenzita provozu, osvětlení vozovky, meteorologické podmínky (mlha, déšť), přítomnost nebezpečných oblastí (železniční přejezdy, přetížení chodců), stav vozidla atd.
V obtížných silničních podmínkách se může stát, že součet všech odporových sil překročí tažnou sílu, pak se pohyb auta zpomalí a může se zastavit, pokud řidič neprovede potřebná opatření.
Přilnavost kol automobilu k vozovce
Aby se nepohybující auto dalo do pohybu, nestačí jen trakce. Rovněž je zapotřebí tření mezi koly a vozovkou. Jinými slovy, auto se může pohybovat pouze tehdy, pokud hnací kola přilnou k povrchu vozovky. Síla adheze zase závisí na hmotnosti přilnavosti vozidla Gv, tj. Na svislém zatížení hnacích kol. Čím větší je svislé zatížení, tím větší je adhezní síla:
Psc = ФGk,
kde Psc je adhezní síla kol k vozovce, kgf; F - koeficient adheze; GK - adhezní hmotnost, kgf. Jízdní stav bez prokluzu kol
Pk< Рсц,
to znamená, že pokud je tažná síla menší než tažná síla, pak se hnací kolo valí bez uklouznutí. Pokud na hnací kola působí tažná síla, která je větší než tažná síla, pak se vůz může pohybovat pouze s prokluzem hnacích kol.
Součinitel adheze závisí na typu a stavu nátěru. Na zpevněných vozovkách je hodnota součinitele adheze dána především kluzným třením mezi pneumatikou a vozovkou a interakcí částic běhounu a drsností povrchu. Při smáčení tvrdého povrchu se součinitel adheze velmi znatelně snižuje, což se vysvětluje vytvořením filmu z vrstvy částic půdy a vody. Fólie odděluje třecí plochy, oslabuje interakci mezi pneumatikou a povlakem a snižuje koeficient přilnavosti. Když pneumatika klouže po silnici v kontaktní zóně, je možný vznik elementárních hydrodynamických klínů, což způsobí, že se prvky pneumatiky zvednou nad mikroprotruze povlaku. Přímý kontakt pneumatiky a vozovky v těchto místech nahrazuje tekuté tření, při kterém je součinitel adheze minimální.
Na deformovatelných vozovkách závisí koeficient tření na smykovém odporu půdy a množství vnitřního tření v půdě. Výčnělky běhounu hnacího kola, zanořené do země, jej deformují a zhutňují, což způsobuje zvýšení smykového odporu. Po určité hranici však začíná destrukce půdy a koeficient adheze klesá.
Dezén pneumatiky také ovlivňuje hodnotu součinitele adheze. Pneumatiky osobních automobilů mají jemně vzorovaný dezén pro dobrou přilnavost na tvrdém povrchu. Nákladní pneumatiky mají velký dezén se širokými a vysokými výstupky. Během pohybu se oka zařezávala do země, čímž se zlepšila průjezdnost vozidla. Oděr výčnělků během používání snižuje přilnavost pneumatiky.
Se stoupajícím tlakem inflace se součinitel přilnavosti nejprve zvyšuje a poté klesá. Maximální hodnota součinitele adheze odpovídá přibližně hodnotě tlaku doporučeného pro danou pneumatiku.
Když pneumatika zcela klouže po silnici (prokluz hnacích kol nebo smyk brzdných kol), může být hodnota φ o 10 - 25% menší než maximum. Součinitel příčného tření závisí na stejných faktorech a obvykle se rovná 0,7F. Průměrné hodnoty součinitele adheze se velmi liší od 0,1 (zledovatělý povrch) do 0,8 (suchý asfalt a cementobetonový povrch).
Přilnavost pneumatik má zásadní význam pro bezpečnost silničního provozu, protože omezuje schopnost vozidla intenzivně brzdit a bezpečně řídit vozidlo bez bočního prokluzu.
Nedostatečná hodnota součinitele adheze je v průměru příčinou 16% a v nepříznivých obdobích roku až 70% z celkového počtu dopravních nehod. Mezinárodní komise pro prevenci kluzkých povrchů silnic stanovila, že hodnota součinitele adheze pro podmínky bezpečnosti provozu by neměla být nižší než 0,4.
BRZDĚNÍ VOZIDLA
Spolehlivý a účinné brzdy umožnit řidiči sebevědomé řízení auta vysokou rychlostí a zároveň zajistit potřebnou bezpečnost provozu.
V procesu brzdění je kinetická energie vozidla přeměněna na práci tření mezi třecími destičkami destiček a brzdových bubnů, jakož i mezi pneumatikami a vozovkou (obr. 2).
Velikost brzdného momentu vyvinutého brzdovým mechanismem závisí na jeho konstrukci a tlaku v pohonu. U nejběžnějších typů brzdových pohonů, hydraulických a pneumatických, je přítlačná síla na destičku přímo úměrná tlaku vyvíjenému v ovladači při brzdění.
Brzdy moderní auta může vyvinout moment mnohem vyšší než točivý moment adheze pneumatiky. Proto je v praxi velmi často pozorován smyk, kdy se při intenzivním brzdění zablokují kola auta a klouzají po silnici bez otáčení. Než se kolo zablokuje mezi brzdovým obložením a bubny, působí kluzná třecí síla a v kontaktní oblasti pneumatiky s vozovkou - statická třecí síla. Po zablokování naopak působí statická třecí síla mezi třecími plochami brzdy a kluzná třecí síla působí v kontaktní zóně pneumatiky s vozovkou. Když je kolo zablokováno, tření v brzdě a odvalování již není vynakládáno a v místě kontaktu mezi pneumatikou a vozovkou se uvolní téměř veškeré teplo ekvivalentní absorbované kinetické energii vozidla. Zvýšení teploty pneumatiky změkčí gumu a sníží přilnavost. Největší účinnosti brzdění je tedy dosaženo, když se kolo odvalí na hranici blokování.
Při současném brzdění motorem a brzdami je adhezní síly na hnacích kolech dosaženo nižším tlakem na pedál než při brzdění samotnými brzdami. Prodloužené brzdění (například při jízdě dál dlouhé sjezdy) v důsledku zahřívání brzdových bubnů prudce snižuje součinitel tření třecích obložení a v důsledku toho brzdný moment. Brzdění s odpojeným motorem, používané jako dodatečný způsob snížení rychlosti, může prodloužit životnost brzd. Při brzdění odpojeným motorem navíc boční stabilita auto.
Rýže. 2. Síly působící na kolo automobilu při brzdění
Rozlišujte mezi nouzovým a provozním brzděním.
Servis se nazývá brzdění k zastavení vozu nebo snížení rychlosti pohybu na místě předem určeném řidičem. Snížení rychlosti se v tomto případě provádí hladce, častěji kombinovaným brzděním.
Nouzový se nazývá brzdění, které se provádí za účelem zabránění srážce s neočekávaně objevenou nebo zaznamenanou překážkou (předmět, auto, chodec atd.). Toto brzdění lze charakterizovat brzdnou dráhou a brzdnou dráhou vozidla.
Pod zastavovací cesta pochopit tu vzdálenost auto projede od chvíle, kdy řidič detekuje nebezpečí, do okamžiku, kdy auto zastaví.
Brzdná dráha se nazývá část brzdné dráhy, kterou auto ujede od okamžiku, kdy kola začnou brzdit, dokud se vůz zcela nezastaví.
Celkový čas t0 potřebný k zastavení vozu od okamžiku, kdy se překážka objeví („doba zastavení“), lze vyjádřit jako součet několika složek:
t0 = tр + tпр + tу + tT,
kde tр je reakční doba řidiče, s;
tпр - doba mezi začátkem sešlápnutí brzdového pedálu a začátkem působení brzd, s;
tу je doba rostoucího zpomalení, s;
tT - doba úplného zpomalení, s.
Množství tnp + tyčasto označována jako doba odezvy brzdového ovladače.
Během každého z konstantních časových intervalů auto jede určitou cestou a jejich součet je brzdnou dráhou (obr. 3):
S0 = S1 + S2 + S3, m,
kde S1, S2, S3 jsou cesty, kterými auto prošlo v čase tр, tПр + tу, tт.
Během doby tp si řidič uvědomí potřebu brzdění a přenese nohu z pedálu přívodu paliva na brzdový pedál. Čas tp závisí na kvalifikaci řidiče, jeho věku, únavě a dalších subjektivních faktorech. Pohybuje se od 0,2 do 1,5 s nebo více. Při výpočtu se obvykle bere tp = 0,8 s.
Čas tnp je nutný k výběru vůlí a pohybu všech částí pohonu (pedály, písty brzdových válců nebo membrány brzdové komory, brzdové destičky). Tato doba závisí na konstrukci pohonu brzdy a jejím technickém stavu.
Rýže. 3. Brzdná dráha a bezpečná vzdálenost vozidla
V průměru za servisní hydraulický pohon je možné trvat tp = 0,2 s, a pro pneumatické - 0,6 s. U silničních vlaků s pneumatickými brzdami může čas tp dosáhnout 2 s. Segment charakterizuje dobu postupného zvyšování zpomalení z nuly (začátek působení brzd) na maximální hodnotu. Tato doba je v průměru 0,5 s.
Během doby tp + tpp se vůz pohybuje rovnoměrně s počáteční rychlostí Vа. V průběhu času rychlost mírně klesá. Během doby tt zůstává zpomalení přibližně konstantní. V okamžiku, kdy auto zastaví, zpomalení klesne na nulu téměř okamžitě.
Dráhu zastavení vozu bez zohlednění odporové síly vozovky lze určit podle vzorce
S = (t * V0 / 3,6) + ke (Va2 / 254Фх)
kde S0 - brzdná dráha, m;
VA - rychlost vozidla v počátečním okamžiku brzdění, km / h;
ke - koeficient účinnosti brzdění, který ukazuje, kolikrát je skutečné zpomalení automobilu menší než teoretické maximum možné na dané silnici. Pro osobní vozy ke ~ 1,2, pro nákladní automobily a autobusy ke ~ 1,3 - 1,4;
Фх - koeficient adheze pneumatik na vozovku,
t = tр + tпр + 0,5 tу.
Výraz ke = V2 / (254 yx) - představuje brzdnou dráhu, jejíž hodnota, jak je patrné z vzorce, je úměrná druhé mocnině rychlosti, kterou se vůz pohyboval před začátkem brzdění. Pokud se tedy rychlost pohybu zdvojnásobí, například z 20 na 40 km / h, brzdná dráha se prodlouží 4krát.
Normy pro účinnost nožní brzdy automobilů v provozních podmínkách jsou uvedeny v tabulce. 1 (počáteční rychlost brzdění 30 km / h).
Při brzdění na zasněžených nebo kluzkých vozovkách dosahují brzdné síly všech kol vozidla téměř současně hodnoty trakce. Proto v Фх<0,4 следует принимать кэ= 1 для всех автомобилей.
Při vší složitosti řízení auta je práce řidiče nakonec omezena na regulaci tří parametrů: rychlosti pohybu, úsilí a směru potřebného pro pohyb. A složitost ovládání vyplývá z různých podmínek, ve kterých dochází k pohybu, a z mnoha možností kombinací rychlosti, úsilí a směru. V každé z těchto možností má chování automobilu své vlastní vlastnosti a řídí se určitými zákony mechaniky, jejichž kód se nazývá teorie automobilu. Zohledňuje také přítomnost pohybového média, tj. Povrchu, na kterém se kola valí, a vzduchového média.
Tato teorie tedy pokrývá dva ze tří odkazů systému, který nás zajímá, „řidič-auto-silnice“. Pohyb auta však vzniká (a pohybové zákony vstupují v platnost) až po jednom nebo druhém, správném nebo špatném jednání řidiče. Bohužel někdy zanedbáváme vliv této akce na chování auta. Při zkoumání zrychlení tedy nebereme vždy v úvahu, že jeho intenzita závisí kromě charakteristik vozu a vozovky také na tom, do jaké míry je řidič bere v úvahu, například kolik sekund utrácí za přeřazení. Takových příkladů je mnoho.
Účelem našich rozhovorů je pomoci řidiči porozumět zákonům chování auta a správně je zohlednit. Na vědeckém základě je tedy možné zajistit maximální využití vlastností automobilu spojených s jeho technickými vlastnostmi a bezpečnost pohybu s nejmenším vynaložením energie - mechanické (auto), fyzické a duševní (řidič) ).
Zákony chování auta jsou obvykle seskupeny podle následujících vlastností:
dynamika pohybu, tj. rychlostní vlastnosti;
průchodnost, to znamená schopnost překonávat (nebo obcházet) překážky;
stabilita a ovladatelnost, to znamená schopnost poslušně sledovat kurz stanovený řidičem;
hladký chod, to znamená zajištění příznivých vibračních charakteristik cestujících a nákladu v těle (nezaměňovat s hladkým chodem motoru a automatické převodovky!);
účinnost, to znamená schopnost provádět užitečné přepravní práce s minimální spotřebou paliva a dalších materiálů.
Zákony chování automobilu patřícího do různých skupin do značné míry spolu souvisí. Pokud například určité auto nemá dobré ukazatele plynulosti a stability, pak je pro řidiče obtížné a za jiných podmínek není možné udržet požadovanou rychlost, i když má vozidlo vysoký dynamický výkon. I takové zdánlivě drobné faktory, jako jsou akustická data, opět ovlivňují dynamiku: mnoho řidičů upřednostní pomalé zrychlení před intenzivním, pokud je v tomto modelu doprovázen silným hlukem motoru a převodovky.
Mezi prvky systému „řidič - auto - silnice“ jsou spojovací články. Mezi silnicí a řidičem jsou to informace vnímané jeho zrakem a sluchem. “Mezi řidičem a autem jsou ovládací prvky ovlivňující jeho mechanismy a zpětná reakce vnímaná svaly, orgány rovnováhy řidiče a opět zrak (zařízení) a sluch. Mezi autem a vozovkou (prostředí) - styčná plocha pneumatik s vozovkou (stejně jako povrch karoserie a dalších částí vozu ve styku se vzduchem).
Vzájemný vztah prvků systému „řidič - auto - silnice“.
Omezme několik okruhů problémů, které zvažujeme: budeme předpokládat, že řidič dostává dostatečné a správné informace, nic mu nebrání v rychlém a přesném zpracování a správném rozhodování. Poté je každý zákon chování vozu podroben zvážení podle schématu: auto se pohybuje za takových a takových podmínek - v místech kontaktu pneumatik se silnicí a povrchu vozu se vzduchem dochází k takovým a takovým jevům - řidič jedná tak, aby zachoval nebo změnil tuto povahu pohybu, - akce řidiče se přenášejí prostřednictvím ovládacích prvků na mechanismy automobilu a z nich na kola - v místech dotyku se objevují nové jevy - povaha pohybu zůstává nebo se mění.
To vše se zdá být motoristům dobře známé, ale ne vždy a ne všichni interpretují určité pojmy stejným způsobem. A věda vyžaduje přesnost a přísnost. Proto je nutné si před studiem chování auta v různých situacích něco připomenout a dohodnout se. Budeme tedy hovořit o tom, co má řidič na silnici.
Předně o váze auta. Nás budou zajímat pouze dva jeho takzvané váhové stavy - „celková hmotnost“ a stav, který podmíněně nazveme běh. Hmota se nazývá plná, když je vůz - s řidičem, cestujícími (podle počtu sedadel v karoserii) a nákladem, plně naplněný palivem, tukem a jinými kapalinami, vybaven rezervním kolem a nástrojem. Hmotnost cestujícího se předpokládá 76 kg, zavazadla - 10 kg na osobu. V běžícím stavu je řidič na palubě, ale nejsou tam žádní cestující ani náklad: to znamená, že se auto může pohybovat, ale není naložené. Nebudeme mluvit o „vlastní“ (bez řidiče a nákladu) a ještě „suché“ hmotě (navíc bez paliva, mazání atd.), Protože v těchto stavech se auto nemůže pohnout.
Rozložení jeho hmotnosti na kola nebo takzvané axiální zatížení a zatížení každého kola a pneumatiky má velký vliv na chování vozu. V moderních osobních automobilech v provozním stavu tvoří přední kola 45–60% hmotnosti a zadní kola 55–40%. První čísla se vztahují na vozidla se zadním motorem, druhá na vozidla s motorem vpředu. Při plném zatížení se poměr mění přibližně na opačný (u „Zaporožců“ však bezvýznamně). U nákladních vozidel je hmotnost v jízdním stavu rozložena mezi kola téměř rovnoměrně, zatímco hrubá hmotnost je v poměru asi 1: 2, to znamená, že zadní kola jsou zatížena dvakrát tolik než přední. Proto jsou na ně instalovány dvojité svahy.
Bez zdroje energie a bez řidiče by se náš „Moskvič“ nebo ZIL nemohli pohnout. Pouze při sjezdech nebo po zrychlení může auto urazit určitou vzdálenost bez pomoci motoru a spotřebovat nahromaděnou energii. Většina automobilů je poháněna spalovacím motorem (ICE). Pokud jde o teorii automobilu, řidič o něm musí vědět relativně málo, konkrétně co dává pohybu. Zjistíme to zvážením rychlostních charakteristik. Kromě toho si musíte představit, jak moc motor spotřebovává palivo, to znamená znát jeho ekonomické nebo palivové vlastnosti.
Externí rychlostní charakteristika(ВСХ) motoru ukazuje změnu výkonu (Ne - v hp a kW) a točivého momentu (Me - v kgm) vyvinutých při různých rychlostech hřídele a při plném otevření plynu. Ve spodní části grafu je ekonomická charakteristika: závislost měrné spotřeby paliva (g - v G / l. S. -hodina) na počtu otáček za minutu.
Rychlostní charakteristiky jsou grafy změn výkonu a točivého momentu (točivého momentu) vyvinutých motorem v závislosti na počtu otáček jeho hřídele (otáčky) s plným nebo částečným otevřením škrticí klapky (zde mluvíme o karburátoru motor). Připomeňme si, že okamžik charakterizuje úsilí, které může motor „poskytnout“ autu a řidiči k překonání určitých odporů a výkon je poměrem úsilí (práce) k času. Nejdůležitější je rychlostní charakteristika, braná, jak se říká, „na plný plyn“. Říká se tomu externí. Zásadní jsou v něm nejvyšší body křivek, odpovídající nejvyššímu výkonu a točivému momentu, které se obvykle zaznamenávají do technických charakteristik automobilů a motorů. Například pro motor VAZ -2101 Zhiguli - 62 litrů. s. (47 kW) při 5600 ot./min a 8,9 kgm při 3400 ot./min.
Charakteristiky částečných otáček motoru ukazují změnu výkonu vyvinutou v různých otvorech škrticí klapky karburátoru.
Jak vidíte, počet otáček s největším počtem „kgm“ je mnohem menší než počet otáček odpovídajících maximu „l. s". To znamená, že pokud je škrticí ventil karburátoru plně otevřený, pak točivý moment při relativně nízkém výkonu motoru a rychlosti vozidla bude největší a s poklesem nebo zvýšením počtu otáček se hodnota točivého momentu sníží. Co je v této pozici pro motoristu důležité? Je důležité, aby se úměrně momentu změnila i tažná síla na kolech vozu. Při jízdě se škrtící klapkou, která není zcela otevřená (viz graf), můžete vždy zvýšit výkon a točivý moment silnějším sešlápnutím plynového pedálu.
Zde je při pohledu do budoucna vhodné zdůraznit, že výkon přenášený na hnací kola nemůže být větší než ten, který je přijímán z motoru, bez ohledu na to, jaká zařízení jsou v převodové soustavě použita. Další věcí je točivý moment, který lze změnit zavedením dvojice převodových stupňů s příslušnými převodovými poměry do převodovky.
Ekonomické vlastnosti motoru s různým otevřením škrticí klapky.
Ekonomická charakteristika motoru odráží měrnou spotřebu paliva, tj. Jeho spotřebu v gramech na koňskou sílu (nebo jeden kilowatt) za hodinu. Tuto charakteristiku, stejně jako charakteristiku otáček, lze vytvořit tak, aby motor pracoval při plném nebo částečném zatížení. Zvláštnost motoru je taková, že s poklesem otvoru škrticí klapky je třeba spotřebovat více paliva k získání každé jednotky výkonu.
Popis charakteristik motoru je zde uveden poněkud zjednodušeně, ale pro praktické posouzení dynamických a ekonomických výkonů automobilu je dostačující.
Ztráty v provozu přenosových mechanismů. Zde Ne a Me jsou síla a točivý moment motoru, NK a Mk jsou výkon a točivý moment dodávaný hnacím kolům.
Ne všechna energie z motoru je použita přímo k pohonu vozidla. Existuje také „režie“ - pro provoz přenosových mechanismů. Čím nižší je tento průtok, tím vyšší je účinnost přenosu, označovaná řeckým písmenem η (eta). Účinnost je poměr výkonu přenášeného na hnací kola k výkonu motoru měřenému na jeho setrvačníku a zaznamenaném ve specifikaci pro model.
Mechanismy energii nejen přenášejí z motoru, ale také ji samy částečně spotřebovávají - na tření (prokluzování) kotoučů spojky, tření zubů ozubených kol, jakož i v ložiscích a kloubech a na protřepávání oleje (v případě převodovka, hnací náprava). Z tření a míchání oleje se mechanická energie přemění na teplo a rozptýlí se. Tento „horní tok“ není konstantní - zvyšuje se, když je do práce zahrnut další pár ozubených kol, když univerzální klouby pracují pod velkým úhlem, když je olej velmi viskózní (v chladném počasí), když jsou diferenciály aktivní práce v zatáčce (při jízdě v přímém směru je jejich práce malá).
Účinnost přenosu je přibližně:
- pro osobní automobily 0,91-0,97,
pro nákladní dopravu - 0,85 0,89.
Při zatáčení se tyto hodnoty zhoršují, to znamená, že klesají o 1-2%. při jízdě na velmi nerovném povrchu (práce s kardanem) - o dalších 1–2%. v chladném počasí - o další 1–2%, při jízdě na nižší rychlostní stupně - zhruba o 2% více. Pokud tedy všechny tyto jízdní podmínky nastanou současně, „režie“ se téměř zdvojnásobí a hodnota účinnosti se může snížit na 0,83–0,88 u osobního automobilu a 0,77–0,84 u nákladního vozu.
Schéma hlavních rozměrů kola a pneumatiky.
Kola doplňují seznam toho, co má řidič k dispozici při provádění určitých přepravních prací. Všechny vlastnosti vozu závisí na vlastnostech kola: dynamika, hospodárnost, plynulost, stabilita, bezpečnost provozu. Když mluvíme o kole, máme na mysli především jeho hlavní prvek - pneumatiku.
Hlavní zatížení z hmotnosti vozu je odebíráno vzduchem v komoře pneumatiky. Na jednotku vzduchu musí dopadnout určitý, vždy stejný počet kilogramů nákladu. Jinými slovy, poměr zatížení kola k množství stlačeného vzduchu v komoře pneumatiky musí být konstantní. Na základě této polohy a s přihlédnutím k tuhosti pneumatiky, působení odstředivé síly při otáčení kola atd. Byl nalezen přibližný vztah mezi rozměry pneumatiky, vnitřním tlakem p v ní a přípustným zatížení pneumatiky G k -
kde W je koeficient měrné nosnosti pneumatiky.
U radiálních pneumatik je koeficient W roven - 4,25; u nákladních vozidel větší velikosti - 4. U pneumatik s metrickým označením je hodnota W 0,00775; 0,007; 0,0065 a 0,006. Velikosti pneumatik se zadávají do rovnice tak, jak jsou stanoveny v GOST pro pneumatiky - v palcích nebo milimetrech.
Je třeba poznamenat, že velikost průměru ráfku je zahrnuta v naší rovnici v prvním stupni a velikost (průměr) profilové části je ve třetím, tj. V krychli. Z toho plyne závěr: rozhodující význam pro nosnost pneumatiky má průřez profilu, nikoli průměr ráfku. Toto pozorování může také sloužit jako potvrzení: hodnoty přípustného zatížení pneumatiky zaznamenané v GOST jsou téměř úměrné druhé mocnině velikosti průřezu.
Z velikosti pneumatiky nás bude zajímat zejména poloměr r až odvalování kola a takzvaná dynamika, tedy měřeno při pohybu auta, kdy se tento poloměr zvětšuje ve srovnání se statickým poloměrem kola s pneumatikou, jejím zahříváním a působením odstředivé síly. Pro další výpočty lze r považovat za polovinu průměru pneumatiky uvedeného v GOST.
Shrnout. Řidič dostane: auto s určitou hmotností, které je rozděleno na přední a zadní kola; motor se známou charakteristikou výkonu, točivého momentu a otáček; převodovka se známou účinností a převodovými poměry; konečně kola s pneumatikami určité velikosti, nosnosti a vnitřního tlaku.
Úkolem řidiče je využít toto bohatství nejziskovějším způsobem: dosáhnout cíle cesty rychleji, bezpečněji, s nejnižšími náklady, s největším pohodlím pro cestující a bezpečností nákladu.
Rovnoměrný pohyb
Je nepravděpodobné, že řidič bude provádět výpočty na cestách, shromážděné z těchto jednoduchých vzorců. Na výpočty nebude dostatek času, ale pouze odvedou pozornost od obsluhy stroje. Ne, bude jednat na základě svých zkušeností a znalostí. Ale přesto je lepší, když se k nim přidá alespoň obecné porozumění fyzikálním zákonům, které řídí provoz automobilu.
Síly působící na kolo:
G k - svislé zatížení;
M k je točivý moment působící na kolo;
P k - tažné úsilí;
R in - vertikální reakce;
R g - horizontální reakce.
Vezměme si zdánlivě nejjednodušší postup - rovnoměrný pohyb po rovné a rovné silnici. Zde je hnací kolo ovlivněno: točivým momentem M k, přenášeným z motoru a vytvářením tažné síly P k; rovnající se posledně uvedené horizontální reakci R k, působící v opačném směru, to znamená v průběhu vozu; gravitace (hmotnost) odpovídající zatížení G k na kolo a stejná vertikální reakce R c.
Tažnou sílu P k lze vypočítat vydělením točivého momentu dodávaného hnacím kolům jejich poloměrem odvalování. Připomeňme, že točivý moment přicházející z motoru na kola převodovky a hlavního převodového stupně se několikrát zvyšuje podle jejich převodových poměrů. A protože ztráty jsou v převodovce nevyhnutelné, musí být hodnota tohoto zvýšeného točivého momentu vynásobena účinností převodovky.
Hodnoty součinitele adheze (φ) pro asfaltové vozovky v různých podmínkách.
V každém samostatně pořízeném okamžiku jsou body nejblíže silnici v kontaktní zóně kola se silnicí vůči ní nehybné. Pokud by se pohybovaly vzhledem k povrchu vozovky, kolo by dostalo smyk a auto by se nehýbalo. Aby byly body kontaktu kola se vozovkou nehybné (odvolání - v každém zvlášť zachyceném okamžiku!), Je nutná dobrá přilnavost pneumatiky k povrchu vozovky, posuzovaná součinitelem tření φ („phi“). Na mokré vozovce se zvyšující se rychlostí prudce klesá přilnavost, protože pneumatika nemá čas vytlačit vodu v kontaktní oblasti s vozovkou a zbývající vlhkostní film usnadňuje sklouznutí pneumatiky.
Ale zpět k tažné síle P k. Představuje dopad hnacích kol na vozovku, na kterou silnice reaguje stejnou a opačnou reakční silou R r. Síla kontaktu (tj. Adheze) kola s vozovkou, a tedy velikost reakce R r, je úměrná (kurz školní fyziky) síle G k (a to je část hmotnosti auto padající na kolo) přitlačením kola na silnici. A pak bude maximální možná hodnota R r rovna součinu φ a části hmotnosti vozu dopadajícího na hnací kolo (tedy G k). φ - koeficient adheze, se kterým se seznámení právě proběhlo.
A nyní můžeme učinit jednoduchý závěr: pokud je tažná síla P k menší než reakce R r nebo je jí v extrémních případech rovna, pak kolo neklouže. Pokud se tato síla ukáže být větší než reakce, pak dojde k uklouznutí.
Na první pohled se zdá, že součinitel adheze a součinitel tření jsou ekvivalentní pojmy. U zpevněných silnic je tento závěr docela blízko realitě. Na měkkém podkladu (hlína, písek, sníh) je obraz jiný a k uklouznutí nedochází kvůli nedostatku tření, ale kvůli zničení vrstvy půdy kolem kola v kontaktu s ním.
Vraťme se však na pevnou zem. Když se kolo valí po silnici, zažívá odpor k pohybu. Jakými prostředky?
Jde o to, že je pneumatika zdeformovaná. Když se kolo odvalí do kontaktního bodu, stlačené prvky pneumatiky se neustále objevují a natažené se vzdalují. Vzájemný pohyb částic gumy způsobuje tření mezi nimi. Deformace půdy pneumatikou také vyžaduje energii.
Praxe ukazuje, že valivý odpor by se měl zvyšovat s klesajícím tlakem v pneumatikách (zvyšují se jeho deformace), se zvyšováním obvodové rychlosti pneumatiky (roztahují ji odstředivé síly), dále na nerovném nebo drsném povrchu vozovky a za přítomnosti velkých výčnělků a drážek běhounu.
Je to na pevné silnici. A pneumatika se rozpadá měkká nebo ne příliš tvrdá, dokonce i asfalt změkl teplem a část tažné síly je na to také vynaložena.
Součinitel valivého odporu na asfaltu se zvyšuje s rostoucí rychlostí a snižováním tlaku v pneumatikách.
Valivý odpor kola se odhaduje faktorem f. Jeho hodnota roste s rostoucí rychlostí jízdy, snižováním tlaku v pneumatikách a zvyšováním nerovností vozovky. Na dlážděné nebo štěrkové magistrále je tedy k překonání valivého odporu potřeba jeden a půlkrát větší síla než na asfaltu a na venkovské silnici - dvakrát, na písku - desetkrát více!
Síla P f valivého odporu automobilu (při určité rychlosti) se vypočítá poněkud zjednodušeně jako součin celkové hmotnosti vozu a součinitele valivého odporu f.
Může se zdát, že síly adheze P φ a valivý odpor P f jsou totožné. Dále se čtenář ujistí, že mezi nimi existují rozdíly.
Aby se vůz mohl pohybovat, musí být tažná síla na jedné straně menší než přilnavost kol k zemi nebo v extrémních případech stejná a na druhé straně musí být větší než je síla odporu pohybu (kterou lze při jízdě nízkou rychlostí, kdy je odpor vzduchu zanedbatelný, považovat za rovnou síle valivého odporu) nebo rovnou ní.
V závislosti na otáčkách motoru a otevření škrticí klapky se točivý moment motoru mění. Téměř vždy je možné v boxu najít takovou kombinaci hodnot točivého momentu motoru (odpovídajícím tlakem plynu) a výběru rychlostního stupně tak, aby byl neustále v rámci právě zmíněných jízdních podmínek.
Pro středně rychlou jízdu po asfaltu (jak vyplývá z tabulky) je vyžadován výrazně menší tažný výkon, než jaký jsou auta schopna vyvinout i na nejvyšší rychlostní stupeň. Proto musíte jít s polouzavřeným škrticím ventilem. Za těchto podmínek mají auta údajně velkou zásobu trakce. Tato rezerva je nezbytná pro zrychlení, předjíždění, stoupání.
Na suchém asfaltu je trakce, až na vzácné výjimky, větší než trakce při jakémkoli převodu v hnacím ústrojí. Pokud je mokrý nebo ledový, pak je pohyb na nízkých rychlostních stupních (a rozjezd) bez prokluzu možný pouze s neúplným otevřením škrticí klapky, tedy s relativně malým točivým momentem motoru.
Graf rovnováhy výkonu. Průsečíky křivek odpovídají nejvyšším rychlostem na rovné silnici (vpravo) a do kopce (levý bod).
Každý řidič, každý designér chce znát schopnosti daného auta. Nejpřesnější informace jsou samozřejmě poskytovány důkladnými testy za různých podmínek. Se znalostí zákonů pohybu automobilu lze uspokojivě přesné odpovědi získat výpočtem. K tomu potřebujete: vnější charakteristiku motoru, údaje o převodových poměrech v převodovce, hmotnost vozu a jeho rozdělení, čelní plochu a přibližně tvar vozu, velikost pneumatiky a vnitřní tlak v nich. Když budeme znát tyto parametry, budeme schopni určit položky spotřeby energie a sestavit graf takzvané energetické bilance.
Nejprve vykreslíme stupnici otáček kombinací odpovídajících hodnot počtu otáček n e hřídele motoru a rychlosti V a, pro kterou použijeme speciální vzorec.
Za druhé, graficky odečteme (měřením svislých odpovídajících segmentů) od křivky vnější charakteristiky ztráty výkonu (0, lN e), dostaneme další křivku ukazující výkon N k dodávaný na kola (účinnost přenosu jsme vzali rovnou až 0,9).
Nyní lze vykreslit křivky spotřeby energie. Ponechme stranou od vodorovné osy grafu segmenty odpovídající spotřebě energie N f pro valivý odpor. Počítáme je podle rovnice:
Získanými body nakreslete křivku N f. Odložíme z něj segmenty odpovídající spotřebě energie N w pro odpor vzduchu. Jejich hodnotu vypočítáme podle následující rovnice:
kde F je čelní plocha vozu v m 2, K je součinitel odporu vzduchu.
Pamatujte, že zavazadla na střeše zvyšují odpor vzduchu 2 - 2,5krát, tažená letní chata 4krát.
Segmenty mezi křivkami N w a N k charakterizují takzvaný přebytečný výkon, jehož rezervu lze použít k překonání ostatních odporů. Průsečík těchto křivek (zcela vpravo) odpovídá nejvyšší rychlosti, kterou je vůz schopen vyvinout na vodorovné silnici.
Změnou poměrů nebo stupnic rychlostních stupnic (v závislosti na převodových poměrech) můžete vytvářet grafy výkonové rovnováhy pro jízdu po silnicích s různým povrchem a na různých rychlostních stupních.
Dále, pokud odložíme nahoru z křivky N w segmenty odpovídající například síle, kterou je třeba vynaložit k překonání určitého vzestupu, pak dostaneme novou křivku a nový průsečík. Tento bod odpovídá nejvyšší rychlosti, se kterou lze daný vzestup provést bez zrychlení.
Na vzestupu se zvyšuje zatížení kol. Tečkovaná čára ukazuje (v měřítku) její hodnotu pro vodorovnou silnici, černé šipky - při jízdě do kopce:
α je úhel stoupání;
Н - výška zvedání;
S - délka zdvihu.
Zde je třeba mít na paměti, že na vzestupu se gravitační síla přičítá k silám proti pohybu auta. Aby se vůz mohl pohybovat do kopce, jehož úhel bude označen písmenem α („alfa“), nesmí být tažná síla menší než síly odporu odvalování a zvedání dohromady.
Například automobil Zhiguli musí překonat valivý odpor asi 25 kgf na hladkém asfaltu, GAZ -53A - asi 85 kgf. To pro ně znamená, že při rychlosti 88 nebo 56 km / h (tj. Při nejvyšším točivém momentu motoru) překonají nárůst nejvyššího rychlostního stupně, s přihlédnutím k silám odporu vzduchu asi 35 a 70 kgf, trakci zůstává síla asi 70 a 235 kgf. Tyto hodnoty vydělíme hodnotami celkové hmotnosti vozů a dostaneme svahy 5 - 5,5 a 3 - 3,5%. Na třetím rychlostním stupni (zde je rychlost nižší a odpor vzduchu lze zanedbávat) bude maximální úhel stoupání asi 12 a 7%, na druhém - 20 a 15%, na prvním - 33 a 33%.
Vypočítejte jednou a zapamatujte si hodnoty zdvihu, které vaše vozidlo zvládne! Mimochodem, pokud je vybaven tachometrem, pamatujte také na počet otáček odpovídajících největšímu momentu - je zaznamenán v technických vlastnostech vozu.
Síly přilnavosti kol k vozovce ve svahu a na rovné silnici jsou různé. Na vzestupu jsou přední kola odlehčena a zadní kola dodatečně zatěžována. Trakce zadních hnacích kol je zvýšena a prokluz je méně pravděpodobný. Vozidla s pohonem předních kol mají menší trakci při jízdě do kopce a je větší pravděpodobnost, že uklouznou.
Před zvedáním je výhodné dát vozu zrychlení, akumulovat energii, která umožní vyjet výtahem bez výrazného snížení rychlosti a možná také bez přeřazení na nižší rychlostní stupeň.
Vliv konečného převodového poměru na rychlost a výkonovou rezervu
Je třeba zdůraznit, že jak převodové poměry, tak i počet převodových stupňů v boxu mají velký vliv na dynamiku vozu. Z grafu, na kterém jsou vyneseny křivky výkonu motoru (respektive posunuté v závislosti na různých převodových poměrech hlavního převodu) a křivky odporu je vidět, že se změnou převodového poměru se nejvyšší otáčky mění jen nepatrně , ale výkonová rezerva s jejím nárůstem prudce roste. To samozřejmě neznamená, že lze převodový poměr neomezeně zvyšovat. Jeho nadměrné zvýšení vede ke znatelnému snížení rychlosti vozidla (přerušovaná čára), opotřebení motoru a převodovky, nadměrné spotřebě paliva.
Existují přesnější metody výpočtu, než jaké jsme popsali (dynamické charakteristiky navržené akademikem E.A. Chudakovem a dalšími), ale jejich použití je poměrně komplikovaná záležitost. Přitom existují zcela jednoduché přibližné metody výpočtu.
Fyzické procesy v kontaktní ploše hnacího traktoru a automobilových kol se silnicí jsou stejné. Na rozdíl od auta je však traktor trakčním strojem. Kolo traktoru je zatíženo větším hnacím momentem než kolo automobilu a pracuje na zemědělském pozadí, které se výrazně liší od stavu vozovky. Proces prokluzování kola traktoru je proto normou, nikoli výjimkou.
Během otáčení kola úhlem βk by při absenci deformací rozdrcení a posunutí půdy měla být dráha ujetá kolem rovna vzdálenosti LП mezi hvězdami. V důsledku deformace půdy je však skutečná dráha SP o ΔSmax menší než teoretická. Osa kola se spolu s pohybem vpřed bude jakoby pohybovat dozadu (ve směru opačném k jeho pohybu) o částku rovnající se deformaci posunutí půdy ΔSmax pod posledním hákem na půdu. Toto je fyzikální podstata skluzu: Δ = (Ln - Sn) / Ln = ΔSmax / Ln .. Uklouznutí (jako kinematický faktor) se hodnotí součinitelem skluzu, který je definován jako poměr snížení rychlosti k jeho možnému teoretická hodnota v% nebo zlomcích: δ = (vt - vk) / vt nebo vk = vt (1 - δ), kde vt, vk jsou teoretické a skutečné rychlosti translačního pohybu kola. Účinnost uklouznutí ηδ: ηδ = vk / vt; δ = (vt- vk) / vt = 1- ηδ.
Teoreticky ke uklouznutí dochází, když se traktor začne pohybovat, když se na kole objeví hnací moment a tangenciální tažná síla Pk. Experimentálním stanovením prokluzu vrtulí traktoru je porovnat celkový počet otáček hnacích kol na měřeném úseku pole, když je traktor na volnoběh nkx a při zatížení nk. Zatížení háku by mělo být nastaveno v krocích od minimální hodnoty po hodnotu, při které dochází k intenzivnímu prokluzu kol. Protože je dráha ve všech případech stejná, prokluz lze zjistit z poměru celkových počtů otáček hnacích kol, když se traktor pohybuje bez zatížení a se zatížením na háku, tj. Δ = (1- nk. x / nk) 100%. Počet otáček hnacích kol se měří během trakčních zkoušek, regulovaných GOST 7057-81. Protože dráha procházená v každém experimentu může být odlišná, má vzorec pro určení prokluzu tvar δ = 100%, kde n΄kx, n˝kx je celkový počet otáček levého a pravého hnacího kola traktor při jízdě bez nákladu na trati Sk.x; n΄к, n˝к - celkový počet otáček levého a pravého hnacího kola na dráze Sк, když se traktor pohybuje pod zatížením. Je třeba poznamenat, že tento způsob určování skluzu, který se běžně používá jako standard, je nesprávný. Vycházejí z něj následující předpoklady: při jízdě bez nákladu nedochází k prokluzu hnacích kol; poloměr hnacích kol nezávisí na zatížení háku traktoru a dalších zkušebních podmínkách. Chyba přijatých předpokladů je však malá, proto je při provozním hodnocení traktoru opomíjena.
