Эксплуатационные свойства автотранспортных средств

Содержание и задачи теории эксплуатационных свойств. Условия эксплуатации

Эксплуатационными свойствами автомобиля называются свойства, характеризующие выполнение им транспортных и специальных работ: перевозки пассажиров, грузов и специального оборудования. эти свойства определяют приспособленность автомобиля к условиям эксплуатации, а также эффективность и удобство его использования.

Автомобиль обладает целым рядом эксплуатационных свойств, которые составляют две группы, связанные и не связанные с дорожным движением.

Тягово-скоростные и тормозные свойства, топливная экономичность, управляемость, поворачиваемость, маневренность, устойчивость, проходимость, плавность хода, экологичность и безопасность обеспечивают движение автомобиля и определяют его закономерности.

Вместимость, прочность, долговечность, приспособленность к техническому обслуживанию и ремонту, погрузо-разгрузочным работам, посадке и высадке пассажиров во многом определяют эффективность и удобство использования автомобиля.

Тягово-скоростные – свойства автомобиля, определяющие диапазоны изменения скоростей движения и максимальные ускорения разгона в различных дорожных условиях при работе в тяговом режиме.

Тормозные – свойства автомобиля, определяющие максимальные замедления при торможении в различных дорожных условиях и обеспечивающие неподвижное удержание его относительно поверхности дороги.

Топливная экономичность – свойство автомобиля, определяющее расходы топлива при выполнении транспортной работы.

Управляемость – свойство автомобиля изменять или сохранять параметры движения при воздействии водителя на рулевое управление.

Поворачиваемость – свойство автомобиля отклоняться вследствие увода колёс от направления движения, заданного рулевым управлением.

Маневренность – свойство автомобиля поворачиваться на минимальной площадке и вписываться в дорожные габариты.

Устойчивость – свойство автомобиля сохранять направление движения силам, стремящимся вызвать занос и опрокидывание автомобиля.

Проходимость – свойство автомобиля двигаться по плохим дорогам и вне дорог.

Плавность хода – свойство автомобиля обеспечивать защиту перевозимых пассажиров и грузов, а также систем и механизмов автомобиля от воздействия неровностей дороги.

Экологичность – свойство автомобиля минимально загрязнять окружающую среду отработавшими газами и шумом.

Вместимость – свойство автомобиля, определяющее количество грузов и пассажиров, которые могут быть перевезены одновременно.

Долговечность – свойство автомобиля работать без интенсивного изнашивания отдельных деталей, механизмов и систем, вызывающего прекращение эксплуатации автомобиля.

Приспособленность к техническому обслуживанию и ремонту – свойство автомобиля, определяющее простоту и трудоёмкость этих работ, а также время простоя при их выполнении.

Приспособленность к погрузочно-разгрузочным работам – свойство автомобиля обеспечивать выполнение этих работ с наименьшими затратами времени и труда.

Условиями эксплуатации автомобиля называются условия, в которых осуществляются перевозку пассажиров и грузов, специального оборудования и которые характеризуются различными внешними факторами. К условиям эксплуатации относятся дорожные, транспортные и природно-климатические условия.

Дорожные условия характеризуются рельефом местности, продольным профилем дороги и извилистостью в плане, шириной проезжей части, числом полос движения, ровностью и прочностью дорожного покрытия.

Транспортные условия эксплуатации характеризуются видом и количеством перевозимого груза, дальностью перевозок, способами погрузки и выгрузки грузов и пассажиров, видом маршрутов, техническим обслуживанием и ремонтом автомобиля.

Природно- климатические условия эксплуатации определяются температурой окружающего воздуха, атмосферным давлением и осадками.

Разнообразие условий эксплуатации обусловило широкую специализацию автотранспортных средств, которые отличаются специфическими свойствами, обеспечивающими их использование в конкретных целях, условиях и с наибольшей эффективностью.

Эксплуатационные свойства автомобиля включают следующие более мелкие групповые свойства, обеспечивающие движение: тягово-скоростные, тормозные свойства, топливную экономичность, управляемость, устойчивость, маневренность, плавность хода и проходимость.

Автомобиль является частью системы «автомобиль – дорога - среда», и его свойства проявляются во взаимодействии с элементами этой системы. Поэтому значимость определённого эксплуатационного свойства в оценке качества или эффективности применения автомобиля зависит от условий эксплуатации. Условия эксплуатации в целом определяются дорожными, транспортными и природно-климатическими условиями, каждое из которых характеризуется определёнными факторами:

- дорожные условия – элементом профиля и плана дорог, рельефом местности, видом и ровностью дорожного покрытия, интенсивностью движения, помехами движению, стабильностью дорожного состояния, режимами движения;

- транспортные условия – видом груза, объёмом перевозок, партионностью отправок, расстоянием перевозок, способами погрузки и выгрузки, режимом работы, видами маршрутов и организации перевозок, условиями хранения, технического обслуживания и ремонта;

- природно – климатические условия – особенностями зон умеренного, холодного, жаркого и высокогорного климата.

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

Тяговым принято считать режим, при котором от двигателя к ведущим колёсам подводится мощность, достаточная для преодоления сопротивления движению.

Методы оценки тягово-скоростных свойств могут быть использованы для решения двух задач: анализа – определения скоростей, ускорений и предельных дорожных условий, в которых возможно движение автомобиля с заданными коструктивными параметрами, и синтеза – определения конструктивных параметров, которые могут обеспечить заданные значения скоростей и ускорений в заданных дорожных условиях движения, а также нахождения предельных дорожных условий.

Используют различные единичные показатели тягово-скоростных свойств, каждый из которых позволяет оценивать их в какой-либо ситуации движения, принимаемой за типичную.

Наиболее употребительными и достаточными для сравнительной оценки являются следующие показатели:

- максимальная скорость;

- условная максимальная скорость;

- время разгона на пути 400 и 1000 метров;

- время разгона до заданной скорости;

- скоростная характеристика разгон-выбег;

- скоростная характеристика разгона на высшей передаче;

- скоростная характеристика на дороге с переменным продольным профилем;

- минимальная устойчивая скорость;

- максимальный преодолеваемый подъём;

- установившаяся скорость на затяжных подъёмах;

- ускорение при разгоне;

- сила тяги на крюке;

- длина динамически преодолеваемого подъёма.

Максимальная скорость – движение на высшей передаче по специальному измерительному участку с наибольшей скоростью при полной подаче топлива.

для автопоездов > 80 км/ч,

для одиночного автомобиля > 100 км/ч.

Условная максимальная скорость () – средняя скорость автомобиля на последних 400 м при его разгоне с места на участке 2000 м с полной подачей топлива и начале переключения передач при .

Время разгона на заданном пути определяют в тех же условиях, в которых измеряют .

Скоростная характеристика разгон-выбег – определяется графиками и , полученными при разгоне с места с полной подачей топлива до на пути 2000 м и выбеге до остановки.

- Скоростная характеристика разгона на высшей передаче – графические зависимости и на высшей передаче определяют эту характеристику. Разгон происходит от до скорости, соответствующей при резком и полном нажатии на акселератор до конца разгона.

- Скоростная характеристика на дороге с переменным продольным профилем – используется характеристика, которая является частью комплексной топливо – скоростной характеристики. Она представляет зависимость средней скорости от заданной максимально допускаемой при движении на специальном полигоне.

- Минимальная устойчивая скорость () – определяется на высшей передаче.

- Максимальный подъём () – подъём преодолевается на низшей передаче основной коробки передач и дополнительной коробки, при и полной подаче топлива. Для грузовых одиночных автомобилей с полной нагрузкой >25 %, для автопоездов – 18 %.

- Установившаяся скорость на затяжных подъёмах () определяется на затяжных подъёмах.

Где:

С – центр тяжести масс;

L – база автомобиля;

С_х – продольная ось;

С_у – поперечная ось;

С_z – нормальная ось.

Принимаем, что все внешние силы, действующие на автомобиль, лежат в плоскости движения.

- модуль сил тяжести автомобиля, стоящего на горизонтальной плоскости;

- модуль сил тяжести автомобиля при снаряжённой массе;

- полная масса автомобиля;

- собственная (снаряжённая) масса (без груза, заправленная топливом и маслом);

- продольные и нормальные составляющие;

- моменты, действующие в плоскости вращения колёс;

- нормальная реакция;

, - реакция дороги;

- составляющая результирующей силы, действующей в плоскости движения;

- составляющие результирующих моментов, действующих в плоскости движения.

Исходными для получения реакций являются скоростные характеристики двигателя.

Изучая тягово-скоростные свойства автомобиля, пренебрегают взаимными перемещениями всех отдельных масс, кроме относительного вращения деталей двигателя, трансмиссии и колёс.

Считается, что центр масс автомобиля совершает плоское движение, копируя продольный профиль дороги без колебаний, вызываемых её неровностями.

Скоростью и ускорением автомобиля называют скорости и ускорения их центров масс. Для их определения достаточно знать, внешние силы, действующие на автомобиль. К внешним силам относятся: сила тяжести, реакция дороги и аэродинамические реакции.

При изучении тягово-скоростных свойств, главным образом определяются показатели, соответствующие работе двигателя с полной подачей топлива, т.е. по внешней скоростной характеристике, которую получают стендовыми испытаниями по стандартным методикам.

Необходимо учесть, что мощность в стендовых условиях отличается от мощности, полученной в стандартных условиях. Мощность, передаваемая через трансмиссии и ведущие колёса меньше определяемой внешней характеристикой. Поэтому при использовании стандартной внешней характеристики для расчётов тягово-скоростных свойств, значения полученных на ней мощностей нужно умножить на коэффициент коррекции , который меньше единицы.