Визначення показників експлуатаційних властивостей автомобіля
Гальмівні властивості
Показники гальмівних властивостей визначають із умови забезпечення максимальної інтенсивності гальмування.
Згідно з Правилом №13 ЄЕК ООН оціночними показниками динамічності автомобіля при гальмуванні є сповільнення jсп, шлях гальмування Sг і час гальмування tг, які визначають із залежностей:
(м/с2);
(м),
де j - коефіцієнт зчеплення коліс з полотном дороги;
a - кут нахилу полотна дороги, град;
f – коефіцієнт опору кочення.
Величини j (0.15, 0.5, 0.8), a (0°, спуск 15°), f=0,06, Va=22,2 м/с (80 км/год) – швидкість автомобіля, з якої проводиться гальмування. Результати розрахунків занести в таблицю 4.4.
Табл.2.1
Значення сповільнення та гальмівного шляху
| jсп, м/сек2 | Sг, м | |||
| a=0° | a=15° | a=0° | a=15° | |
| φ=0,15 (лід) | 2,058 | 4,517 | 119,73 | 54,55 |
| φ=0,5(мокр. асф.) | 5,488 | 7,9 | 44,901 | 31,45 |
| φ=0,8 (сухий асф.) | 8,428 | 10,675 | 29,23 | 23,083 |
Знайдені значення сповільнення і гальмівного шляху порівняти з вимогами нормативних документів і зробити висновки про відповідність цим нормам показників гальмівних властивостей проектованого автомобіля.
Звернути особливу увагу на вплив стану дорожнього покриття та кута нахилу дороги на гальмівні властивості автомобіля.
Стійкість автомобіля
В якості оціночних показників поперечної стійкості автомобіля приймають критичну швидкість руху по кривій, виходячи із умови бокового перекидання Vпер. і бокового ковзання (заносу) Vковз., які визначаються за формулами:
(м/с);
(м/с),
де R – радіус повороту автомобіля, м;
В – колія автомобіля, м;
hg – висота центра маси автомобіля, м;
j - коефіцієнт зчеплення.
Задаючи значення радіуса повороту автомобіля від 20 до 100 м з інтервалом 10 м, визначити критичні швидкості руху автомобіля. Значення критичних швидкостей руху занести в табл.. 4.5. За цими значеннями побудувати графіки поперечної стійкості автомобіля (рис.1, додаток).
Таблиця 2.2
Критичні швидкості руху автомобіля
| R, м | 20,00 | 30,00 | 40,00 | 50,00 | 60,00 | 70,00 | 80,00 | 90,00 | 100,00 |
| Vб.ковз,м/с (φ=0.15, лід) | 5,424 | 6,64 | 7,672 | 8,577 | 9,39 | 10,14 | 10,84 | 11,50 | 12,13 |
| Vб.ковз,м/с (φ=0.5, м.асф.) | 9,904 | 12,13 | 14,007 | 15,660 | 17,15 | 18,52 | 19,80 | 21,010 | 22,147 |
| Vб.ковз,м/с (φ=0.8, асф.) | 12,52 | 15,344 | 17,71 | 19,80 | 21,69 | 23,43 | 25,05 | 26,576 | 28,014 |
| Vперек, м/с | 14,92 | 18,278 | 21,106 | 23,597 | 25,85 | 27,92 | 29,84 | 31,659 | 33,37 |
Користуючись даними одержаного графіка, визначити критичні швидкості руху автомобіля при R=50 м.
Для підвищення безпеки руху автомобіля повинна виконуватись умова
.
Керованість автомобіля
Для досягнення хорошої керованості повинні виконуватись наступні умови:
- керовані колеса при повороті автомобіля повинні котитися без бокового ковзання;
- привід керування повинен забезпечувати правильне співвідношення між кутами повороту керованих коліс (рульова трапеція);
- геометричні розміри направляючих елементів підвіски і характеристики пружних властивостей підвіски і шин повинні бути підібрані таким чином, щоб кути відведення передньої і задньої осей знаходитися в заданих співвідношеннях;
- повинна бути забезпечена необхідна стабілізація керованих коліс і запобігання їх коливання;
- в механізмі керування повинно бути забезпечено зворотній зв’язок, що дозволяє водію оцінювати величину і напрямок сил, діючих на керовані колеса.
Для оцінки відповідності конкретної конструкції автомобіля даним вимогам необхідно визначити критичну швидкість по умові керованості Vкер.
Це максимальна швидкість руху, з якою автомобіль може повернути без поперечного ковзання керованих коліс.
Величина Vкер визначається із залежності:
м/с
де j – коефіцієнт зчеплення шин з дорогою (φ=0,15; 0,5; 0,8 для льоду, мокрого та сухого асфальту);
f=0,06 – коефіцієнт опору кочення;
L – база автомобіля, м;
q - максимальний середній кут повороту керованих коліс автомобіля
(q = 35°).
Якщо автомобіль рухається зі швидкістю, більшою, ніж Vкер, то керовані колеса будуть проковзувати в поперечному напрямку (юз) і автомобіль може втратити керованість.
При русі автомобіля з еластичними колесами величину радіуса повороту Rе (рис.4.1) можна розраховувати за формулою:
Рис. 2.1. Схема повороту автомобіля: а – з жорсткими шинами; б – з еластичними шинами.
де, d2 – кути відведення коліс, відповідно, передніх і задніх осей, рад:
Де, Kyd2 – коефіцієнти опору відведення одного колеса передньої і задньої осей, Н/град;
Pd2 – бокові сили, які діють на колеса передньої і задньої осей автомобіля при русі по колу;
, nзк – число задніх коліс.
Величини Kyd для коліс сучасних автомобілів наступні:
легкові автомобілі – 500…1000;
вантажні автомобілі – 800…1500.
Граничні значення бокових сил на колесах передньої і задньої осей, при яких колеса котяться ще без бокового ковзання, визначаються з використанням залежностей:
Рd2=0,4×Рj2=0,4× 6600=2640
де Рj1 ,Рj2 – сили зчеплення передніх і задніх коліс з дорогою, Н:
Рj2=j×G2=0,6×11000=6600
де G1 і G2 – сили ваги, які приходиться на передню і задню осі автомобіля, Н;
j - коефіцієнт зчеплення в розрахунках прийняти рівним 0,6.
Після визначення кутів відведення коліс розраховувати радіус Rе і порівняти його з радіусом повороту автомобіля з жорсткими колесами (див. рис. 4.1):
При Rе =R автомобіль має нейтральну, при Rе>R недостатню і при Rе<R – надлишкову повороткість.
Необхідно, щоб для проектованого автомобіля повороткість була недостатньою. В цьому випадку критична швидкість автомобіля по умові бокового відведення коліс відсутня.