Розвиток науки про експлуатаційні властивості АТС

Тема 1.

Зміст

Розвиток науки про експлуатаційні властивості АТС.

Основні експлуатаційні властивості і параметри автомобіля

Розвиток науки про експлуатаційні властивості АТС.

Трохи історії.

1770 р.. Француз Николя Жозеф Кюньо сконструював, виготовив і випробував перший в історії людства автомобіль ‑ 3-х колісну коляску з приводом на переднє колесо від парового двигуна.

Тільки у кінці ХIХ ст. у Франції були створені дуже вдалі зразки самохідних екіпажів з паровими двигунами. Починаючи з 1873 р. французький конструктор Адеме Більш побудував декілька вдалих парових двигунів. У 1882 р. з'явилися парові автомобілі Дион-бутона. А в 1887 - автомобілі Леона Серполе, якого називали "апостолом пари". Створений котел Серполе з плоскими трубками представляв дуже досконалий парогенератор з майже миттєвим випаром води. Парові автомобіля Серполе конкурували з бензиновими автомобілями на багатьох перегонах і швидкісних состязниях аж до 1907 г

1885 рік. Карл Бенц виготовив мотоколяску, витонченіший виріб, також з паровим двигуном, вона розвивала швидкість 16 км/годину.

1895г. Карл Бенц виготовив мотоколяску з бензиновим двигуном власної конструкції.

1908г. Генрі Форд організував серійне виробництво автомобілів власної конструкції "Форд Т" (Tin Lizzy - бляшана Лизи). Таких автомобілів з 1908 р. по 1928 р. було продано 15000000 шт. Практично з Генрі Форда почався бум автомобілів, який триває по теперішній час.

Російський конструктор Е. А. Яковлєв спроектував і побудував моторний екіпаж з гасовим двигуном. Успішно працювали над створенням екіпажів і двигунів до них російські винахідники і конструктори: Ф.А. Млинців, Хайданов, Гурьев, Махчансквй і багато інших.

Практичне автомобілебудування в Росії почалося з С.-Петербурсокої компанії " Русо-Балт" напередодні 1-ої Світової війни. Найбільш інтенсивний розвиток Автопром отримав в роки перших п'ятирічок. Це ‑ ГАЗ, ЯМЗ(ЯАЗ), ЗиЛ(ЗиС), під час війни УралАЗ(ЗиС), після ВВВ ‑ АЗЛК, КрАЗ, МАЗ, ВАЗ, КамАЗ.

Днем відродження автомобілебудування можна вважати 7 квітня 1921 р., коли був здійснений перший випуск російських автомобільних двигунів. Їх випуск дозволив вже в листопаді 1924 р. зібрати перші 10 машин вітчизняного виробництва АМО-Ф- 15. Через рік потім амовцев, в листопаді 1925 г, були зібрані перші дві вантажівки Я- 3 на Ярославському заводі. У 1927 р.. Московський завод "Спартак" приступив до виробництва першого вітчизняного малолітражного автомобіля НАМИ1. У серпні 1929 р. почалося будівництво нового найбільшого автозаводу в Нижньому Новгороді, а в січні 1932 р., т е. менш ніж через три роки, з конвеєра заводу зійшов перший вантажний автомобіль ГАЗ-АА грузопдъемностью 1,5 т. У 1931 р. була закінчена реконструкція Москов-ского автозаводу АМО, який став щорічно випускати 15 тис. вантажних автемобилей АМО- 3 вантажопідйомністю 2,5 т. На урочистому мітингу 1 жовтня 1931 р., присвяченому пуску автозаводу після реконструкції, директор заводу Іван Алекссеввч Лихачев говорив: "Ми з вами видам величезні знову побудовані корпуси і частково використані старі приміщення, які складають тільки 1/20 частина усієї виробничої площі заводу. А якщо вважати по витраченому капіталу, то можна сказати, що ми до гудзика пришили пальто".

Так народжувалося автомобілебудування і успішно розвивалося до Великої Вітчизняної війни 1941 - 1945 рр. Військовий період став другим серйозним гальмом в розвитку автотракторобудування в Росія. Усе виробництво було перебудоване на постачання армії усіма необхідними засобами і машинами.

Дещо більше ста років назад, в 80-х роках ХIХ ст., з'явилися і перші електричні автомобілі. Їх поява пов'язана із створенням в 1860-і роки свинцевих акумуляторів. Проте занадто велика питома маса і недостаточна місткість не дозволяли електромобілям взяти участь в конкуренцію з паровими машинами і газобензиновими двигунами. Електромобілі з легшими і енергоємнішими срібно - цинковими акумуляторами також не знайшли широкого застосування. У Росії талановитий конструктор И. В. Романів створив у кінці ХIХ ст. декілька типів електромобілів з досить легкими акумуляторами. Електромобілі мають досить високі переваги. Передусім вони екологічно чисті, оскільки взагалі не мають вихлопних газів, мають дуже хорошу тягову характеристику і великі прискорення за рахунок зростаючого крутящого моменту при зниження числа оборотів; використовують дешеву електроенергію, прості в управління, надійні в експлуатації і т. д. Сьогодні електромобілі і тролейбуси мають серйозні перспективи їх розвитку і застосування на міському і приміському транспорті у зв'язку з необхідністю корінного рішення проблем по зниженню забруднення довкілля.

Питання теорії автомобілів розвивалися паралельно з розвитком АТС.У 1912 р. німецьким ученим Ридли був побудований стенд з біговими барабанами для випробування автомобілів.

Дослідження Н.Е.Жуковского про коливання паровоза на ресорах було використано автомобілістами в створенні теорії коливань автомобіля. Їм же були проведені дослідження стійкості автомобіля на повороті із змінним радіусом.

Створена К.Е. Циолковским в 80-і роки 19-го століття аеродинамічна труба, значно вдосконалена Жуковським і сьогодні допомагає вирішувати питання дослідження аеродинаміки АТС, що дуже актуально і сьогодні, у зв'язку із зростанням їх швидкісних властивостей.

Окремі питання теоретичних досліджень плідно вивчалися у ряді європейських країн і в США.

Проте початок теорії в сучасному представленні вона належить творцем радянської автомобільної школи академіком Чудаковым Е. А ‑ монографіями "Динамічні і економічні дослідження автомобіля" (1928 р.) і "Тяговий розрахунок автомобіля" (1930 р.). Їм же був випущений перший у світі підручник "Теорія автомобіля" (1935г).

1932-1939 рр. профессори Зимелев Г.В. і Фалькович Б.С. розвинули і поглибили теоретичні дослідження по АТС.

Ці дослідження тривають і сьогодні, перейшовши в площину поглибленого вивчення окремих властивостей і особливостей реальної експлуатації, з оцінкою їх в комплексі і оптимізацією окремих показників і технічних параметрів.

Сучасний етап розвитку теорії експлуатаційних властивостей автомобілів характеризується системним підходом до вивчення окремих особливостей експлуатаційних характеристик, оптимізацією показників експлуатаційних і технічних параметрів.

Автомобіль є частиною системи “водій-автомобіль-дорожнє середовище” (ВАДС), і його властивості виявляються у взаємодії з елементами цієї системи. Отже, системність при оцінюванні якості чи ефективності застосування автомобіля залежить від умов, у яких ця властивість виявляється. Умови експлуатації в цілому визначаються сполученням дорожніх, транспортних і природно-кліматичних факторів.

До дорожніх умов, що впливають на технічні параметри, конструкцію й експлуатаційні властивості автомобілів, відносять: характеристики профілю і плану доріг, рельєф місцевості, вид і рівність дорожнього покриття, інтенсивність руху, перешкоди руху, стабільність дорожнього стану, режими руху. Усі дороги поділяються на п ять категорій, вимоги до яких відповідно до ДБН В 2.3-4-2000 наведені в табл. 1.

На дорогах застосовуються покриття таких основних типів: для доріг І-IV категорії ‑ цементобетонні й асфальтобетонні; для доріг III-IV категорії ‑ асфальтобетонні і дьогтебетонні; для доріг ІV-V категорії ‑ щебеневі і гравійні; для доріг V категорії - із ґрунтів, укріплених чи поліпшених додаванням покриття.

Залежно від міцності покриття дороги загального користування допускають навантаження на одну вісь автомобіля від 11,5 кН (категорії І—II), 10 кН ‑ на дорогах III-IV категорій і 6 кН ‑ на дорогах V категорії. Тип покриття і стан її поверхні впливає на опір кочення, зчіпні властивості, плавність ходу, а також термін служби автомобіля.

Коефіцієнт зчеплення коліс з опорною поверхнею має бути не менше ніж 0,45 (при легких умовах руху); 0,50 (при ускладнених умовах руху) і 0,55 (при небезпечних умовах руху).

До транспортних належить ціла низка специфічних умов, що характеризують організацію і перебіг транспортного процесу [6]. Вони визначаються видом перевезеного вантажу, обсягом і відстанню перевезень, партіонністю відправлень, способами навантаження і розвантаження, організацією перевезень, спеціалізацією рухомого складу і збереженням вантажу, що перевозиться.

Ці умови визначають вибір типу і конструкцію рухомого складу, вантажно-розвантажувальних засобів, їх кількість, організацію перевезень і технічної експлуатації.

Усього нараховують до двадцяти видів вантажних перевезень (перевезення промислових, будівельних, сільськогосподарських та інших вантажів). Номенклатура основних видів вантажів велика і сягає близько 350 найменувань.

Таблиця 1 ‑ Основні технічні показники автомобільних доріг загальної мережі

Примітка:

‑ Значення ухилу в % відповідає тангенсу нахилу дороги до горизонту, помноженому на 1000.

‑ У чисельнику наведено норми для рівнинної місцевості, у знаменнику ‑ для складних ділянок пересіченої (гірської) місцевості.

Важливою характеристикою транспортних умов є інтенсивність руху рухомого складу і щільність потоку. Інтенсивність і щільність руху впливають на швидкість руху машини.

Дорожні і транспортні умови більшою мірою впливають на середні технічні швидкості й ефективність роботи автомобілів.

Атмосферно-кліматичні умови також справляють значний вплив на роботу автомобіля. За низької температури ускладнюється запуск двигуна, відбувається його переохолодження, підвищення в’язкості палива, загустіння мастила, більш інтенсивне зношення двигуна й інших агрегатів. Основними структурними параметрами атмосфери є температура, тиск і щільність повітря. Найбільший вплив на роботу автомобіля чинить температура навколишнього повітря.

Атмосферно-кліматичні умови класифікуються з урахуванням середньомісячної температури на найбільш холоднії (січень) і найбільш теплі (липень) місяці.

Встановлено чотири кліматичні райони: холодний, помірний, помірно-теплий і жаркий. Україна належить до помірного кліматичного району із середньомісячною температурою повітря в січні -15 С (-14 С) і в липні +8 °С... +25 °С.

Загалом, це свідчить про важливість і необхідність урахування впливу умов експлуатації на експлуатаційні властивості автомобілів.