Рубрика: Теория

Силы действующие на автомобиль при движении

Силы действующие на автомобиль при движении

Схема сил действующих на ведущее колесо На движущийся автомобиль действует ряд сил, часть из которых направлена по оси движения автомобиля, а часть — под углом к этой оси. Условимся называть первые из этих сил продольными, а вторые боковыми. Рис. Схема сил действующих на ведущее колесо. а — состояние неподвижности; б — состояние движения Продольные силы могут быть направлены как по ходу, так и против хода движения автомобиля. Силы, направленные по ходу движения, являются движущимися и стремятся продолжить движение. Силы, направленные против хода движения, являются силами сопротивления и стремятся остановить автомобиль. На автомобиль, движущийся по горизонтальному и прямому участку дороги, действуют следующие продольные силы: тяговая сила сила сопротивления воздуха сила сопротивления качению При движении автомобиля в гору возникает сила сопротивления подъему, а при разгоне автомобиля—сила сопро­тивления разгону (сила инерции). Тяговая сила Развиваемый двигателем автомобиля крутящий момент передается на ведущие колеса. В передаче крутящего момента от двигателя к ведущим колесам участвуют механизмы трансмиссии. Крутящий момент на ведущих колесах зависит от крутящего момента двигателя и передаточных чисел коробки передач и главной передачи. В точке касания колес с поверхностью дороги крутящий момент вызывает окружную силу. Противодействие дороги этой окружной силе выражается реактивной силой, передаваемой от дороги на ведущее колесо. Эта сила направлена в сторону движения автомобиля и называется толкающей или тяговой силой. Тяговая сила от колес передается на ведущий мост и далее на раму, заставляя автомо­биль двигаться. Величина тяговой силы тем больше, чем больше крутящий момент двигателя и передаточные числа коробки пере­дач и главной передачи. Тяговая сила на ведущих колесах дости­гает наибольшей величины при движении автомобиля на низшей передаче, поэтому низшую передачу используют при трогании с места автомобиля с грузом, при движении автомобиля по бездо­рожью. Величина тяговой силы на ведущих колесах автомобиля ограничивается сцеплением шин с поверхностью дороги. Сила сцепления колес с дорогой Трение, возника­ющее между ведущими колесами автомобиля и дорогой, называ­ется силой сцепления. Сила сцепления равна произведению коэф­фициента сцепления на сцепной вес, т. е. вес, приходящийся на ведущие колеса автомобиля. Величина коэффициента сцепления шин с дорогой зависит от качества и состояния дорожного покрытия, формы и состояния ри­сунка протектора ши­ны, давления воздуха в шине. У легковых автомо­билей полный вес рас­пределяется по осям примерно поровну. По­этому сцепной вес его можно принять равным 50% полного веса. У грузовых автомоби­лей при полной их на­грузке сцепной вес (вес, приходящийся на заднюю ось) составляет примерно 60—70% полного веса. Величина коэффициента сцепления имеет большое значение для эксплуатации автомобиля и безопасности движения, так как от него зависят проходимость автомобиля, тормозные качества, возможность, пробуксовки и заноса ведущих колес. При незначи­тельном коэффициенте сцепления трогание автомобиля с места со­провождается пробуксовкой, а торможение — скольжением колес. В результате автомобиль иногда не удается тронуть с места, а при торможении происходит резкое увеличение тормозного пути и возникновение заноса. На асфальтобетонных покрытиях в жаркую погоду на поверх­ность выступает битум, делая дорогу маслянистой и более скольз­кой, что снижает коэффициент сцепления. Особенно сильно снижается коэффициент сцепления при смачивании дороги первым дождем, когда образуется еще не смытая пленка жидкой грязи. Заснежённая или обледенелая дорога особенно опасна в теплую погоду, когда поверхность подтаивает. При увеличении скорости движения коэффициент сцепления снижается, в особенности на...

Схема классификации транспортных средств по типам

Классификация транспортных средств

Классификация транспортных средств – это распределение различных автомобилей на группы, классы и категории. В зависимости от типа конструкции, параметров силовой части, назначения или особенностей, которые имеют те или иные транспортные средства, классификация предусматривает несколько таких категорий. Транспортное средство (ТС) — это техническое устройство для перевозки людей и/или грузов. В отличие от грузоподъёмных и подъёмно-транспортных устройств, транспортные средства используют, как правило, для перевозки на относительно дальние расстояния. Согласно классификатору типов транспортных средств международной перевозки, прицеп — это транспортное средство без двигателя, предназначенное для перевозки пассажиров или грузов, вертикальная нагрузка которого передается на опорную поверхность через колеса и которое приспособлено для буксирования автомобилем. Подвижной состав автомобильного транспорта в настоящее время представляет собой широкий спектр транспортных средств, различных по техническим характеристикам и назначению. В целях упорядочения классификации транспортных средств ⭐ принят ряд критериев, служащих их характерными особенностями. На основании этих особенностей транспортные средства делятся на группы, обладающие общими свойствами и характеристиками. Для того чтобы выделить область транспортных средств, подлежащих данной классификации, был определен термин «дорожный транспорт», выделивший из всей гаммы транспортных средств те, которые эксплуатируются преимущественно на автомобильных дорогах общего пользования всех категорий. Вне данной классификации остается прочий колесный безрельсовый транспорт, который по своим массовым и размерным характеристикам не предназначен для движения по дорогам общего пользования. Это, например, карьерный транспорт, вездеходы, аэродромные и шахтные тягачи и т.п. Согласно действующим Правилам дорожного движения в настоящее время для дорожных транспортных средств приняты следующие габаритные показатели: по высоте — не более 4 м от поверхности дороги по длине — не более 12 м для грузового автомобиля, автобуса, троллейбуса и прицепа, не более 15.18 м для сочлененного автобуса или троллейбуса по ширине — не более 2,60 м для транспортных средств с изотермическим кузовом, не более 2,63 м для автомобиля КрАЗ, автомобилей-лесовозов МАЗ-509А, МАЗ-543, не более 2,55 м для других транспортных средств Общая длина автопоезда должна быть не более 20 м. В настоящее время применяют классификацию двух видов — по типам и по категориям транспортных средств. Классификация по типам является наиболее распространенной в нашей стране, многие годы применялась на территории СССР, продолжает использоваться во многих нормативных документах, относящихся к транспортным средствам (государственных стандартах, правилах дорожного движения и т.п.). Кроме того, данная классификация применяется при регистрации транспортных средств. Схема классификации транспортных средств по типам приведена на рисунке. Рис. Схема классификации транспортных средств по типам В качестве критерия наиболее общего подразделения транспортных средств применяется наличие двигателя. При этом транспортные средства делятся на механические, оборудованные двигателем, и буксируемые, не оборудованные двигателем. Механическое и одно или более буксируемое транспортное средство могут создавать комбинированное транспортное средство, которое называется автопоездом в случае, если оно состоит из автомобиля и соединенных с ним с помощью сцепного устройства одного или нескольких прицепов. Механические транспортные средства подразделяются: на автомобили на мототранспортные средства на тракторы Автомобиль — это механическое транспортное средство, которое приводится в действие источником энергии, имеет не менее четырех колес, расположенных не менее чем на двух осях, предназначено для движения по безрельсовым дорогам и используется для перевозки людей и(или) грузов, буксирования транспортных средств, предназначенных для перевозки людей и(или) грузов, выполнения специальных работ. Этот термин распространяется также на транспортные средства, двигатели которых питаются постоянным электрическим...

Составные части автомобиля

Общее устройство грузового автомобиля

Независимо от особенностей конструкции грузовой автомобиль состоит из трех основных частей: двигателя, кузова, шасси. Двигатель Двигатель — источник механической энергии, необходимый для движения автомобиля. В двигателе внутреннего сгорания тепловая энергия, получаемая при сгорании топлива в его цилиндрах, преобразуется в механическую работу. На автомобилях применяются двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием и с самовоспламенением, а также электрические. Кузов Кузов — часть автомобиля, предназначенная для размещения груза или для размещения водителя и пассажиров. Кузов состоит из кабины 1 и грузовой платформы 2. К нему относят также капот, облицовку и крылья. Шасси Шасси — опорное устройство, необходимое для передвижения автомобиля. В шасси входят все механизмы и агрегаты, предназначенные для передачи усилия от двигателя на ведущие колеса, а также для управления и передвижения автомобиля. Шасси включает в себя: трансмиссию ходовую часть рулевое управление тормозную систему Трансмиссия представляет собой совокупность механизмов, передающих вращающий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, а также изменяющих вращающий момент и частоту вращения ведущих колес по величине и направлению. Трансмиссия состоит из: сцепления 3 коробки передач 4 карданной передачи 5 ведущего моста 6 Рис. Составные части автомобиля: 1 — кабина; 2 — грузовая платформа; 3 — сцепление; 4 — коробка передач; 5 — карданная передача; 6 — ведущий мост. Сцепление необходимо для кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии при переключении передач и для плавного их соединения при трогании с места. Коробка передач (КП) предназначена для изменения вращающего момента на ведущих колесах, скорости и направления движения автомобиля путем ввода в зацепление различных пар шестерен. Карданная передача служит для передачи вращения от вала коробки передач к ведущему мосту под некоторым углом. Ведущий мост состоит из механизмов, с помощью которых происходит увеличение вращающего момента и вращение валов передается к ведущим колесам под прямым углом. Ходовая часть предназначена для передвижения автомобиля. Вращательное движение ведущих колес при их сцеплении с поверхностью грунта преобразуется в поступательное движение автомобиля. Рулевое управление необходимо для изменения направления движения автомобиля. Тормозная система служит для замедления скорости движения и остановки автомобиля.

Схема сил влияющих на поперечную устойчивость автомобиля

Устойчивость автомобиля. Опрокидывание и его причины

Устойчивость – это совокупность свойств, определяющих критические параметры по устойчивости движения и положения автомобильного транспортного средства (АТС) или его звеньев. Признаком потери устойчивости является скольжение АТС или его опрокидывание. В зависимости от направления скольжения или опрокидывания АТС различают поперечную и продольную устойчивость. Во время движения автомобиль имеет инерцию, а в момент начала поворота, помимо центробежной силы  возникает дополнительная поперечная сила (составляющая сила инерции), направленная в том же направлении, что и центробежная сила. При очень большой скорости движения и резком повороте (поперечная составляющая сила инерции и центробежная) суммарная сила может привести даже к опрокидыванию автомобиля. Поперечная сила С стремится нарушить устойчивость автомобиля, а сила G стремится удержать его в устойчивом положении. Колеса образуют крайние опоры автомобиля, а центр тяжести (ЦТ) расположен на равном удалении от правого и левого колес и на определенной высоте hn от поверхности дороги. Чем выше центр тяжести и уже колея автомобиля, тем больше он подвержен опасности опрокидывания. Рис. Схема сил влияющих на поперечную устойчивость автомобиля Опрокидывание автомобиля Опрокидывание автомобиля может произойти как в продольной, так и в поперечной плоскости. Опрокидывание в продольной плоскости относительно задней оси происходит в момент, когда сила давления передних колес на дорогу уменьшается до нуля. Практически до начала опрокидывания наступает буксование колес на подъеме, автомобиль сползает назад вследствие недостаточного сцепления колес с дорогой. Возможно переворачивание автомобиля вперед при резком торможении на крутом спуске, если автомобиль имеет короткую базу и высоко расположенный центр тяжести. В данном примере возникшая сила инерции  складываясь с горизонтальной составляющей силы веса, дает результирующую силу, которая выходит за пределы опорной площади передней оси автомобиля. Известны случаи опрокидывания автомобиля назад, когда при движении задним ходом автомобиль съезжает в овраг, реку и т. п. Рис. Продольное опрокидывание автомобиля на спуске во время торможения При движении автомобиля по дороге, имеющей поперечный уклон, возникает боковая сила, равная поперечной составляющей от веса автомобиля. Эта сила может вызвать опрокидывание автомобиля или его скольжение вбок. Устойчивость автомобиля к опрокидыванию в этом случае зависит от колеи автомобиля  высоты расположения центра тяжести и угла поперечного наклона дороги. Рис. Схема сил, действующих на автомобиль при движении на дороге, имеющей поперечный уклон Чем выше расположен груз, тем больше высота расположения центра тяжести, следовательно, тем вероятнее опрокидывание грузового автомобиля. Чем шире колея автомобиля, тем более устойчив автомобиль как при движении на повороте, так и при движении по дороге, имеющей поперечный уклон. Опрокидывание автомобиля в поперечной плоскости, т.е. вбок, может произойти под действием центробежной силы на повороте, при резком повороте рулевого колеса на большой скорости, сильном боковом наклоне и вследствие неправильного закрепления груза в кузове. Неправильная укладка груза в кузове может значительно изменить положение центра тяжести, сместив его как вбок, так и вверх. Характерным примером может служить цистерна, не заполненная целиком жидким грузом. Под влиянием центробежной силы жидкий груз смещается к одной стороне цистерны, центр тяжести смещается вверх и в сторону, а сила тяжести, удерживающая автомобиль от опрокидывания, действует уже не по оси автомобиля  а смещается в сторону перемещения центра тяжести. Рис. Смещение центра тяжести жидкого груза под действием центробежной силы Причины опрокидывания автомобиля при высокой скорости движения на крутых поворотах, на неблагоустроен­ных дорогах, где поперечный уклон направлен в сторону, противоположную повороту вследствие резкого прекращения бокового заноса при толчке заднего колеса о камень или другое препятствие при резком повороте рулевого колеса на большой скорости при неравномерном расположении груза в кузове автомобиля или его перемещении на повороте Чтобы избежать опрокидывания, нужно...

Характер протекания процесса изнашивания сопряженных деталей

Основные причины изменения технического состояния автомобиля

Изнашивание Трение поверхностей сопровождается изнашиванием. В зависи­мости от условий и режимов трения, физико-механических свойств применяемых материалов, микрорельефа поверхностей и других параметров, определяющих характер изнашивания, при трении двух сопряжённых поверхностей происходят сложные процессы, которые приводят к их износу. Под износом понимается результат изнашивания, проявляющийся в виде отделения или остаточной деформации материала. Износы могут быть естественные, ускоренные и аварийные. В процессе эксплуатации автомобилей происходит естественное изнашивание деталей. Графически процесс изнашивания двух сопряжённых де­талей обычно изображают следующим образом. Рис. Характер протекания процесса изнашивания сопряженных деталей: 1 — при установившейся скорости изнашивания; 2 — при снижении скорости изнашивания; 3 — при уменьшении зазора в конце приработки По вертикальной оси прямоугольной системы координат откладывают в выбранном масштабе величину износа деталей, по горизонталь­ной — пробег автомобиля. Точки соединяют плавными линиями. Полученные кривые показывают характер нарастания износа каждой детали по мере увеличения пробега автомобиля. Расстояние между кривыми свидетельствует о характере изменения зазора в сопряже­нии. Зазор SH устанавливается между деталями при сборке. На идеализированной схеме можно выделить три этапа процесса изнашивания: приработка l1 установившееся изнашивание l2 аварийное изнашивание l3 Каждый из этих этапов отражает е состояние сопряженной пары. Переход от одного этапа к другому определяется количественным накоплением отдельных повреждений. На этапе приработки скорость изнашивания повы­шенная. Новые или отремонтированные детали прирабатываются. С трущихся поверхностей удаляются заусенцы, уменьшается их шероховатость, в отдельных случаях материал дает усадку. На этапе установившегося изнашивания (при работе в обычных условиях эксплуатации) скорость изменения изнашивания (tgα) почти посто­янна. Этап установившегося изнашивания составляет наибольшую часть ресурса сопряжённой пары. При увеличении зазора до пре­дельно допустимого S2 скорость изнашивания деталей интенсивно возрастает, заканчивается период нормальной работы деталей и наступает аварийное изнашивание. При этом на скорость изнаши­вания начинают влиять новые факторы: ударные нагрузки, биение, изменение теплового режима и условий смазки. Детали могут выйти из строя, что ведет к аварии. Многие детали не имеют отчетливо выраженных этапов прира­ботки, установившегося и аварийного изнашивания деталей. Бывает, что скорость изнашивания почти постоянная, износ деталей меняется линейно с течением времени. В ряде случаев детали имеют четко выделяющиеся периоды приработки и естественного износа, или наоборот, скорость их изнашивания в процессе приработки и нор­мальной эксплуатации практически одинакова, но зато резко вы­деляется аварийный этап работы. Из рисунке видны возможности увеличения этапа установившегося изнашивания при номинальном зазоре Sн и заданной величине предельно допустимого зазора S2: во-первых, за счет уменьшения зазора конца приработки S1 и, во-вторых, за счет снижения скорости изнашивания деталей сопряжения (уменьшения tgα). Согласно ри­сунку, уменьшение зазора конца приработки с S1 до S1′ повышает ресурс работы сопряжения на величину ∆l’2. Уменьшение скорости изнашивания, выраженное уменьшением угла наклона кривой износа от α1 до α2 повышает ресурс работы сопряжения на ∆l2″. Выделяют три группы изнашивания: механическое коррозионно-механическое изнашивание в резуль­тате действия электрического тока Каждая из групп изнашивания делится на виды. Абразивное изнашивание возникает при трении скольжения и наличии между трущимися поверхностями мелкораздробленной твер­дой среды (например, песка), вызывающей выкрашивание частиц, металла из поверхности деталей. При этом процесс изнашивания не зависит от попадания абразивных частиц на поверхности трения. Необходимо отметить, что размеры абразивных частиц с увели­чением длительности работы их в масле уменьшаются, поэтому их агрессивность постепенно снижается до нуля. Изменение размеров деталей...

Виды изнашивания

Изнашивание деталей сопровождается сложными физико-химическими явлениями. Скорость изнашивания зависит от материала и качества трущихся поверхностей, характера контакта и скорости их взаимного перемещения, вида и значения нагрузки, вида трения и смазки, качества смазочного материала и от многих других факторов. В соответствии с ГОСТ 27674-88 установлены следующие виды изнашивания в машинах. Механическое изнашивание — это изнашивание в результате механических воздействий. Этот вид изнашивания подразделяется на абразивное, гидроабразивное (газоабразивное), гидроэрозионное (газоэрозионное), кавитационное, усталостное, при заедании и при фреттинге. Абразивное изнашивание — это процесс микропластических деформаций и резания металла твердыми абразивными частицами, находящимися между поверхностями трения, а также в результате непосредственного контактирования с абразивной средой (рабочие органы сельскохозяйственных, мелиоративных и строитель-ных машин, детали ходовой части гусеничных машин и др.). Гидроабразивное (газоабразивное) изнашивание — результат действия твердых частиц, взвешенных в жидкости (газе) и перемещающихся относительно поверхности детали. Этот вид изнашивания характерен для деталей водяных и масляных насосов, гидроусилителей, гидроприводов тормозных систем и др. Гидроэрозионное (газоэрозионное) изнашивание — это эрозионное изнашивание в результате действия (трения) потока жидкости (газа) о металл. Этому виду изнашивания подвергаются детали системы охлаждения, системы вентиляции и т. п. Усталостное изнашивание — механическое изнашивание в результате усталостного разрушения при повторном деформировании микрообъемов материала поверхностного слоя. Под действием больших удельных повторно-переменных нагрузок, превышающих предел текучести металла, появляются микротрещины, которые развиваются и приводят к усталостному отслаиванию и выкрашиванию частиц металла. Усталостное изнашивание проявляется на поверхностях подшипников качения, зубьев шестерен и т. п.). Кавитационное изнашивание — механическое изнашивание при движении твердого тела относительно жидкости, при котором пузырьки газа захлопываются вблизи поверхности, что создает местное высокое удельное давление или температуру, под действием которых происходит разрушение поверхности. Этому виду изнашивания подвержены наружные поверхности гильз цилиндров, стенки рубашки охлаждения, лопасти водяных насосов и т. п. Изнашивание при заедании — результат схватывания микронеровностей сопрягаемых поверхностей, глубинного вырывания материала и его переноса с одной поверхности на другую. Особенно подвержены этому изнашиванию тяжел она груже нн ые детали (шейки коленчатых и распределительных валов, поршни и т. п.). Изнашивание при фреттинге возникает в соприкасающихся поверхностях при малых колебательных относительных перемещениях. Этому виду изнашивания подвержены кольца шарико- и роликоподшипников, поверхности деталей при ослаблении резьбовых соединений и т. п. Изнашивание при действии электрического тока называют электроэрозионным. Оно происходит в результате воздействия разрядов при прохождении электрического тока (электроды свечи, контакты прерывателя — распределителя, клеммы электроприборов и т. п.). Коррозионно-механическое изнашивание происходит в результате механического воздействия, сопровождаемого химическим и (или) электрическим взаимодействием материала со средой. Это изнашивание подразделяется на окислительное и изнашивание при фретгинг-коррозии. Окислительное изнашивание характеризуется тем, что основное влияние иа изнашивание имеет химическая реакция металла с кислородом или окислительной средой. Проявляется этот вид изнашивания у деталей подвижных сопряжений, на поверхности которых образуется твердая пленка окислов. При трении происходит выкрашивание пластически недеформируемых хрупких окислов. Изнашивание при фретпитг-коррозии возникает при трении скольжения с очень малыми колебательными относительными перемещениями. При ударах и вибрации происходит интенсив- вое окисление соприкасающихся поверхностей вследствие резкой активации шгастически деформируемого металла. В результате на рабочих поверхностях в местах контакта появляется резко выраженное разрушение. Изнашиванию при фретгинг-коррозии подвергаются посадочные поверхности подшипников качения, болтовые и заклепочные соединения рам и другие детали.

Углы установки управляемых колес

Управляемость автомобиля

Управляемость автомобиля — это его способность легко изменять направление движения при повороте рулевого колеса и удер­живать заданное направление движения. Во время движения автомобиля очень важно, чтобы управляемые колеса не поворачивались произвольно и водителю не нужно было бы затрачивать усилия для удержания колес при движении прямо. Углы установки управляемых колес Во время движения автомобиля очень важно, чтобы управляемые колеса не поворачивались произвольно и водителю не нужно было бы затрачивать усилия для удержания колес при движении прямо. Для улучшения устойчивости автомобиля при его движении и облегчения управляемости конструктивно предусматриваются углы установки управляемых колес. Рис. Углы установки управляемых колес: γ – угол продольного наклона оси; α – угол развала; β – угол поперечного наклона оси; θв – внутренний угол поворота; θн – наружный угол поворота; А – расстояние между внутренними поверхностями передней части шин; В – расстояние между внутренними поверхностями задней части шин Угол развала обеспечивает перпендикулярное расположение колес по отношению к поверхности дороги при движении автомобиля, а также передачу сил реакции дороги на внутренний подшипник, что разгружает наружный подшипник колеса меньшего размера, а значит, уменьшает толчки, передаваемые на рулевой механизм. Угол развала может быть поло­жительным, когда верхняя часть колеса отклонена наружу относи­тельно кузова автомобиля, отрица­тельным, когда верхняя часть колеса отклонена внутрь, и нуле­вым, когда плоскость колеса сов­падает с вертикалью. Неправильная установка углов развала колес может являться следствием: повышенного износа протек­тора шины. Если угол развала имеет отклонение в положительную сторону, то износ отмечается на внешней стороне протектора, если в отри­цательную, изнашивается внут­ренняя сторона ухудшения управляемости автомобиля. При повышенной раз­нице углов развала левого и право­го колес, автомобиль уводит в левую либо в правую сторону при движе­нии на ровной дороге с отпущен­ным рулевым колесом. Увод автомобиля будет в ту сторону, где находится колесо, угол развала которого имеет более положитель­ное значение. Как правило, разница углов развала левого и право­го колес у большинства автомоби­лей ограничивается значением 0°30′ (минут) повышенного потребления топлива ускоренного износа элементов подвески в связи с возрастанием действующих на них нагрузок Все вышесказанное относится как к передним, так и к задним колесам автомобиля. При диагностировании геометрии подвески углы развала колес прове­ряются всегда, на автомобилях всех марок, а регулировке подлежат лишь в тех случаях, когда это предусмотрено конструк­цией. Значение угла развала передних колес для различных автомобилей варьируется от -2° до 2…4°. Задние колеса, как правило, имеют более значительные углы развала. На автомобилях BMW, например, задние колеса имеют угол развала более -3°. Угол схождения колес (разность расстояний между внутренними поверхностями задней и передней частей шин переднего либо заднего моста (Б – А)) необходим для того, чтобы обеспечить параллельное качение колес, так как при движении автомобиля из-за установки колес с развалом возникает усилие, способствующее разворачиванию колес на угол 0,5-1,0″ от вертикальной плоскости автомобиля, что приводит к качению колес по расходящимся дугам. Кроме того, угол схождения предохраняет колеса от проскальзывания при наличии люфта в сочленениях рулевых тяг, подшипниках колес. Схождение колес может измеряться не только в линейных (мм), но и в угловых величинах (градусах), причем в последнее время измерение в угловых величинах предпочтительнее. Общее схождение может быть положительным, когда расстояние А меньше, чем Б, отри­цательным, когда расстояние А больше,...

Расход топлива

Топливная экономичность

Из параметров, характеризующих мощностные показатели автомобиля, в центре внимания длительное время оставались максимальная скорость и время разгона. Ощутимый рост цен на топливо привел к тому, что особое внимание стали уделять расходу топлива. При разработке нового автомобиля одной из важнейших целей является получение малого расхода топлива. Топливная экономичность — это совокупность свойств, определяющих расходы топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации. Путевой расход топлива (иногда его называют средним расходом) определяют экспериментально при испытаниях или эксплуатации автомобилей в определенных дорожных условиях. Обычно испытания совмещаются с пробеговыми, при которых одновременно оценивают средние скорости движения и другие эксплуатационные свойства автомобилей. Топливная экономичность непо­средственно зависит от конструкции автомобиля. Она определяется степенью совершенства рабочего процесса в двигателе, коэффициентом полезного действия и передаточными числами трансмиссии, соотношением между снаряженной и полной массой автомобиля и автопоезда, сопротивлением движению. Топливная экономичность оценивается по путевому расходу топлива — расходу топлива (в литрах или килограммах) на 100 км пути, проходимого автомобилем. Рис. Инфографика «Расход топлива» Для оценки топливной экономичности автомобилей используют следующие показатели: средний расход топлива в типовых дорожных условиях топливную характеристику установив­шегося движения контрольный расход, топлива и топливную характеристику при движении по магистрально-холмистой дороге Дополнительно для автомобилей, работающих с частыми остановками (городских и пригородных автобусов, специальных автомобилей), определяют топливную характеристику при циклическом движении

Векторы скорости потока жидкости (а) и живое сечение потока (б)

Поток жидкости и его параметры

Поток жидкости — это часть неразрывно движущейся жидкости, ограниченная твердыми деформируемыми или недеформируемыми стенками, образующими русло потока. Потоки, имеющие свободную поверхность, называются безнапорными. Потоки, не имеющие свободной поверхности, называются напорными Поток жидкости характеризуется такими параметрами как площадь живого сечения S, расход жидкости Q(G), средняя скорость движения v. Живое сечение потока — это сечение, которое перпендикулярно в каждой точке скорости частиц потока жидкости. Векторы скорости частиц имеют некоторое расхождение в потоке жидкости. Живым сечением потока жидкости называется сечение, которое перпендикулярно в каждой точке скорости частиц потока жидкости. Рис. Векторы скорости потока жидкости (а) и живое сечение потока (б) Поэтому живое сечение потока — криволинейная плоскость (рис. а, линия I—I) В виду незначительного расхождения векторов скорости в гидродинамике за живое сечение принимается плоскость, расположенная перпендикулярно скорости движения жидкости в средней точке потока. Расход жидкости — это количество жидкости, протекающей через живое сечение потока в единицу времени. Расход может определяться в массовых долях G и объемных Q. Средняя скорость движения жидкости — это средняя скорость частиц в живом сечении потока. Если в живом сечении потока, движущегося, например, в трубе, построить векторы скорости частиц и соединить концы этих векторов, то получится график изменения скоростей (эпюра скоростей). Рис. Распределение скоростей движения жидкости в живом сечении трубы при течении: а — турбулентном; б — ламинарном Если площадь такой эпюры разделить на диаметр данной трубы, то получится значение средней скорости движения жидкости в данном сечении: Vcр = Sэ/d, где Sэ — площадь эпюры местных скоростей; d — диаметр трубы Объемный расход жидкости рассчитывается по формуле: Q = Sэ*Мср, где Q — площадь живого сечения потока. Параметры потока жидкости определяют характер движения жидкости. При этом оно может быть установившимся и неустановившимся, равномерным и неравномерным, неразрывным и кавитационным, ламинарным и турбулентным. Если параметры потока жидкости не изменяются во времени, то ее движение называется установившимся. Равномерным называется движение, при котором параметры потока не изменяются по длине трубопровода или канала. Например, движение жидкости по трубе постоянного диаметра является равномерным. Неразрывным называется движение жидкости, при котором она перемещается сплошным потоком, заполняющим весь объем трубопровода. Отрыв потока от стенок трубопровода или от обтекаемого предмета приводит к возникновению кавитации. Кавитацией называется образование в жидкости пустот, заполненных газом, паром или их смесью. Кавитация возникает в результате местного уменьшения давления ниже критического значения pкр при данной температуре (для воды ркр= 101,3 кПа при Т= 373 К или ркр= 12,18 кПа при Т= 323 К и т. д.). При попадании таких пузырьков в зону, где давление выше критического, в эти пустоты устремляются частицы жидкости, что приводит к резкому возрастанию давления и температуры. Поэтому кавитация неблагоприятно отражается на работе гидротурбин, жидкостных насосов и других элементов гидравлических устройств. Ламинарное движение — это упорядоченное движение жидкости без перемешивания между ее соседними слоями. При ламинарном течении скорость и силы инерции, как правило, невелики, а силы трения значительны. При увеличении скорости до некоторого порогового значения ламинарный режим течения переходит в турбулентный. Турбулентное движение — это течение жидкости, при котором ее частицы совершают неустановившееся беспорядочное движение по сложным траекториям. При турбулентном течении скорость жидкости и ее давление в каждой точке потока хаотически изменяется, при...

Общий вид колесного тягача

Общее устройство транспортных средств

Транспортное средство — это устройство для перевозки грузов или людей. Автомобиль — самоходная машина с энергетической установкой, имеющая не менее трех колес, перевозящая груз на себе и предназначенная в основном для движения по дорогам. На рисунке представлен общий вид колесного тягача. Это полноприводная колесная машина, имеющая привод ко всем колесам и обладающая большой силой тяги и высокой проходимостью — способностью двигаться в различных условиях. Рис. Общий вид колесного тягача Быстроходнее гусеничные машины в отличие от гусеничных тракторов развивают скорость 35 …70 км/ч и более. Транспортное средство в составе тягача и буксируемых им прицепов или полуприцепов образует автомобильный поезд, причем вертикальные усилия от прицепа и перевозимого на нем груза не передаются на тягач, а от полуприцепа и перевозимого на нем груза передаются не полностью через специальное (седельное) устройство. Основными частями ТС являются: двигатель, включающий в себя кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, смазочную систему, системы охлаждения, питания, зажигания (у карбюраторных двигателей) и пуска; трансмиссия — сцепление (главный фрикцион), коробка передач, раздаточная коробка, карданная и главная передачи, дифференциал (у колесных машин) и полуоси (у колесных машин); ходовая часть — рама (корпус), подвеска и движитель (колесный, гусеничный); механизмы управления — рулевое управление (механизмы поворота) и тормозная система; кузов — кабина для экипажа, капот и оперение; вспомогательное оборудование — электро- и пневмооборудование, лебедка, коробка отбора мощности и сцепные устройства. Двигатель преобразует тепловую энергию сгорающего топлива в механическую, в результате чего вращается коленчатый вал двигателя и через ряд механизмов приводятся во вращение ведущие колеса ТС. Трансмиссия служит для передачи мощности двигателя на ведущие колеса и распределения при изменении величины и направления вращающего момента и частоты вращения ведущих колес. Ходовая часть предназначена для установки всех механизмов ТС, восприятия сил, действующих на него, и обеспечения поступательного движения ТС. Механизмы управления служат для удержания ТС на месте, изменения направления и скорости его движения. Трансмиссию, ходовую часть и механизмы управления часто объединяют под общим названием — шасси. Кузов предназначен для размещения экипажа и груза. Транспортные средства характеризуют следующими основными параметрами: тип ТС (колесный, гусеничный и др.); масса ТС, кг, — собственная (без груза и технических жидкостей), снаряженная (без груза, но с топливом, смазкой и водой) и полная (с техническими жидкостями, грузом и экипажем); грузоподъемность, кг; максимальная скорость движения, км/ч; максимальная мощность двигателя, кВт (л. с.); максимальный вращающий момент двигателя, Н*м; размеры (длина, ширина, высота), мм; колея (расстояние между средними линиями правых и левых следов движителя), мм; база (расстояние между осями), мм; геометрические параметры проходимости и др. Схемы быстроходных гусеничных машин представлены на рисунках. Рис. Схема гусеничного тягача Рис. Схема двухзвенного тягача Основные особенности устройства быстроходных гусеничных машин: трансмиссия и ведущие колеса гусеничного движителя расположены в передней (носовой), а двигатель — в средней части машины, что позволяет лучше использовать (приспосабливать, видоизменять) ее кормовую (заднюю) часть, свободную от агрегатов, согласно назначению той или иной модификации; трансмиссия и механизм поворота представляют собой практически единый компактный агрегат, благодаря чему высвобождается больше места для грузовой платформы и облегчается доступ к основным агрегатам для проведения регулировок и технического обслуживания; гусеничный движитель, как правило, не содержит поддерживающих катков (для верхней ветви гусеничной цепи), а имеет опорные катки большого...

Диаграммы насосных потерь в дизеле при различных частотах вращения коленчатого вала (а) и нагрузках (б)

Механические потери двигателя

Если мощность, снимаемую с коленчатого вала, сравнить по величине с мощностью, развиваемую газами в цилиндре, то окажется, что первая меньше второй. Это уменьшение индикаторной мощности обусловлено механическими потерями. Механические потери индикаторной мощности складываются из следующих потерь: Потери мощности на трение (Nт) составляют большую часть всех механических потерь. Главным образом эти потери приходятся на следующие пары: поршень и поршневые кольца — стенки цилиндра; шейки коленчатого и распределительного валов — подшипники скольжения; поршневой палец — бобышки поршня и верхняя головка шатуна; стержень клапана — втулка. Потери на трение увеличиваются с ростом нагрузки на двигатель, увеличением частоты вращения коленчатого вала, при грубой обработке поверхности сопряженных деталей, неоправданном увеличении их размеров, применении некачественных масел, нарушении нормальной работы смазочной системы и системы охлаждения, ухудшении технического состояния двигателя. Потери мощности на совершение насосных ходов поршнем (Nнас) (или насосные потери). Для того чтобы всосать свежий заряд в цилиндр и вытолкнуть отработанные газы, необходимо затратить энергию. Поэтому для выполнения этой работы от полученной индикаторной мощности будет использована какая-то ее часть. Величина этих потерь определяется величиной сопротивления впускных и выпускных трубопроводов, которая растет с увеличением частоты вращения коленчатого вала, или степенью прикрытия дроссельной заслонки. На рисунке показаны диаграммы насосных потерь при различных частотах вращения коленчатого вала и нагрузках. На величину насосных потерь также влияют размеры и конструкция деталей, участвующих в газообмене, и их техническое состояние. Потери мощности на привод вспомогательных механизмов (Nпр). К вспомогательным механизмам относятся жидкостной, масляный и топливный насосы, генератор, прерыватель-распределитель, вентилятор. Данный вид потерь зависит от конструкции этих агрегатов, их размеров и технического состояния. Рис. Диаграммы насосных потерь в дизеле при различных частотах вращения коленчатого вала (а) и нагрузках (б) Потери мощности на механический привод нагнетателя (Nк). Имеется в виду механический привод компрессора в двигателях с наддувом, сюда не относятся двигатели с турбонаддувом, так как у них для привода компрессора используется кинетическая энергия отработавших газов, уже вне цилиндра. Так как механический привод нагнетателя воздуха или компрессора применяется довольно редко, а затраты мощности на него значительны, этот вид потерь выделен отдельно. Гидравлические потери мощности (Nг) учитывают затрату мощности на преодоление сопротивления движению деталей кривошипно-шатунного механизма в картерном пространстве. Таким образом, внутренние потери индикаторной мощности, т. е. мощность механических потерь, представляет собой сумму перечисленных выше видов потерь: Nм = Nт + Nнac + Nпp + Nк + Nг Механические потери и их значения относительно индикаторной мощности приведены ниже. Вид механических потерь, Nм %: Общие потери на трение: До 75 поршневых колец и поршня: 42—50 подшипников коленчатого вала: 16—19 механизма газораспределения: 4—6 Насосные потери: До 15 Общие потери на привод вспомогательных агрегатов: 12—17 жидкостного насоса: 2—3 вентилятора: 6—8 масляного насоса: 1—2 электрооборудования: 1—2 топливного насоса: 2 Потери на привод нагнетателя: До 10 Примечание. Меньшие значения механических потерь относятся к двигателям с искровым зажиганием, большие — к дизелям. Кроме мощности Nм механические потери оцениваются средним давлением механических потерь pм и механическим КПД nм. Среднее давление механических потерь определяется аналогично механическим потерям индикаторной мощности: Рм = Рт + Рнас + Рпр + Рк + Рг , где все слагаемые — средние значения давлений механических потерь на трение, насосные ходы поршня, приводы вспомогательных...

Трубка Пито и дифференциальный датчик давления для измерения потока воздуха

Трубка Пито. Принцип работы

Трубка Пито — прибор для измерения полного напора текущей жидкости (суспензии) или газа. Названа по имени её изобретателя французского инженера-гидравлика Анри Пито. Принцип работы трубки Пито В процессе эксплуатации трубка Пито заполняется жидкостью или газом, и таким образом, играет роль некоего предмета на пути движущегося потока. Входящий поток ударяется о стенки трубки Пито, создавая таким образом давление, которое измеряется прибором, расположенным на другом конце трубки. Конец трубки, который открыт для входящего потока, всегда направлен вверх по потоку относительно места монтажа трубки, а другой конец трубки подсоединяется к контрольно-измерительному прибору. Отбор низкого давления вмонтирован в трубопровод под прямым углом относительно направления движения потока, с его помощью измеряется давление, оказываемое потоком на стенки трубопровода. Для того, чтобы определить величину расхода, измеряется разность этих двух манометрических величин. Установившееся в трубке избыточное давление приближённо равно: где p — плотность движущейся (набегающей) среды; Vo — скорость набегающего потока; ε — коэффициент. Напорная (пневмометрическая, или трубка полного напора) трубка Пито подключается к специальным приборам и устройствам. Применяется при определении относительной скорости и объёмного расхода в газоходах и вентиляционных системах в комплекте с дифференциальными манометрами. Датчик потока воздуха на основе трубки Пито — очень простой прибор. Он состоит из маленькой трубки, выведенной открытым концом в сторону воздушного потока, чтобы напор воздуха вызвал увеличение давления в трубке по сравнению с давлением снаружи трубки. Точно такая же система применяется в авиации для измерения скорости в полете. Две трубки соединяются в один преобразователь разности давлений, такой как прибор с изменяемой емкостью. Р1 и Р2 обозначают соответственно давление напора и статическое давление. На рисунке показана трубка Пито и дифференциальный датчик давления для измерения потока воздуха. Рис. Трубка Пито и дифференциальный датчик давления для измерения потока воздуха

✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶