Влияние эксплуатационных факторов. Безопасность - Транспорт - Скачать бесплатно
| |
|Тюменский государственный |
|НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Реферат по курсовой работе |
| |
|Теории автомобилей |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Выполнил студент группы АТХ-3 Пряженцев Михаил Юрьевич |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|г.Нижневартовск, 1999 г. |
Влияние эксплуатационных факторов на тягово-скоростные свойства.
Скорости автомобиля стандартизированы. Нижний предел Максимальной
скорости составляет 75 км/ч для полностью нагруженных автомобилей и
автопоездов на горизонтальной дороге с твердым покрытием и 30 км час на
подъеме крутизной 3%. Максимальная скорость большинства современных
грузовых автомобилей 80-100 км/ч, а легковых автомобилей 100-200 км/ч.
Условия, при которых автомобиль должен развивать максимальную
скорость, следующие: горизонтальная дорога с твердым покрытием (асфальт,
бетон с Fk=0,015-0,05), максимальный преодолеваемый подъем на первой
передаче по хорошей дороге в общем случае Imax=0,3-0,5.
Также важнейший параметр двигателя – мощность. При повышении мощности
улучшаются его динамические свойства, автоматически увеличивается его
средняя скорость. Но при этом повышается масса и размеры двигателя, его
стоимость, снижается экономичность.
Ne – расчетное значение
Va - скорость автомобиля
nn - значение частоты вращения вала двигателя
nv - частота вращения вала двигателя при максимальной скорости
Mk – момент двигателя.
Скоростная характеристика двигателя, совмещенная с характеристикой скорости
движения автомобиля.
Сила сопротивления воздуха Pw состоит из нескольких составляющих,
основной из которых является сила лобового сопротивления. Последняя
возникает вследствие того, что при движении автомобиля впереди него
создается избыточное давление (подпор) воздуха, а сзади пониженное (в
сравнении с атмосферным давлением).
Чем больше разница впереди и сзади автомобиля, тем больше лобовое
сопротивление. А разница давлений, в свою очередь, зависит от формы
автомобиля и скорости его движения. Произведение k*F характеризуемое
обтекаемость, называют фактором обтекаемости; k определяют
экспериментально в аэродинамической трубе.
В процессе эксперимента силу Pw и скорость движения воздуха в трубе
Va. Из технической документации узнают площадь сечения F, а коэффициент k
вычисляют по формуле
Pw = kFva2
Значение коэффициента сопротивления воздуха k (H*c2/m4) для
автомобилей разных типов:
Автомобили гоночные - 0,13 – 0,15
легковые - 0,15 – 0,35
грузовые - 0,5 - 0,7
автобусы - 0,25 – 0,4
автопоезда- 0,55 - 0,95.
При скорости до 40 км/ч сила Pw меньше сопротивление силы качения на
асфальтированной дороге, вследствие чего ее не учитывают.
Свыше 100 км/ч сила сопротивления воздуха представляет собой основную
составляющую тягового баланса. Чтобы снизить ее на грузовиках устанавливают
обтекатели и другие приспособления.
Сила сопротивления качению Pf при движении автомобиля по твердым
дорогам обусловлена главным образом гистерезисными потерями, доля которых
достигает 90 – 95% общих потерь энергии на качении. К числу других
факторов, формирующих силу сопротивления качению, относится проскальзывание
шины относительно дороги и сопротивление воздуха.
Колеса автомобиля работают в разных условиях по нагрузке,
передаваемому моменту, геометрии и физическому состоянию дороги. Поэтому
общую силу сопротивлению качению принято определять по формуле:
Pf=fkGacos?
fk – коэффициент сопротивления качению
Ga – полный вес автомобиля
? – угол уклона дороги.
На дорогах с твердым покрытием наиболее существенным является характер
неисправностей, определяющих деформацию шины и подвески, а, следовательно,
и потери энергии.
Значение коэффициента сопротивления качению при различных условиях движения
машины.
Сопротивление качению зависит от скорости движения автомобиля: до 50
км/ч оно приблизительно постоянное, а свыше 100 км/ч оно интенсивно растет.
Это объясняется резким усилением колебания шины и увеличением затрат
энергии на ударах.
При очень больших скоростях впереди колеса деформируется
воздушное уплотнение. В теории автомобиля принято несколько эмпирических
зависимостей для определения коэффициента сопротивления качению. Одна из
них имеет следующий вид.
fa=f0 [1+(0,06va)2]
f0 – коэффициент сопротивления качению при скорости движения менее 50
км/ч.
Сила Pi является составляющей силы тяжести машины. Она приложена в
центре масс автомобиля и направлена параллельно поверхности дороги.
Pi=Gasin?
Сила инерции Pj обусловлена неравномерностью поступательного движения
автомобиля (Pjп) и вращающихся деталей как двигателя, так и автомобиля.
(Pjbp).
Pj=Pjп+ Pjbp
Pjп=maja
ma – масса автомобиля;
ja – ускорение или замедление в поступательном движении автомобиля.
В пределах изменения скорости движения автомобиля коэффициент
сопротивления качению принимают постоянным. Следовательно Pf=const.
Постоянной считают и силу Pi. В таком случае:
P?=Pf=Pi=const
Касательная сила на колесах автомобиля Pk в зависимости от скорости
движения автомобиля изменяется приблизительно к тому же закону, что и
Mk=f(ng), т.е. по внешней характеристике двигателя.
Сила сопротивления воздуха Pw зависит от скорости автомобиля в
квадрате. Ее рост начинается со скорости va=0, однако до скорости 40-50 км-
ч значение Pw мало.
С учетом изложенного графическая зависимость суммарной силы
сопротивления Pc от скорости будет иметь вид.
Т.к. при любой скорости движения касательная сила тяги Pk равна сумме
всех сил сопротивлений, то очевидно, что отрезок ab, заключенной между
кривой Pk и кривой суммарного сопротивления Pc при скорости Vaf
представляет собой силу Pj, которая затрачивается на ускорение
поступательного движения автомобиля.
Точка с пересечением с кривой Pk с линией суммарного сопротивления Pc
символизирует равенство этих сил, а следовательно, равномерное движение со
скоростью Vamax. Большую скорость автомобиль не может развить, т.к.
суммарная сила сопротивления Pc превышает активную силу Pk, а с меньшей
скоростью он не может перемещаться, потому что имеет место положительная
избыточная активная сила, равная разнице Pk-Pc.
Если по условиям движения необходимо ехать со скоростью, меньшей
Vamax, то водитель должен прикрыть дроссельную заслонку. Тогда снизится
момент двигателя Mk и изменится зависимость касательной силы Pk.
Значение скорости va1 движения автомобиля будет соответствовать точке
с` пересечения кривых Pk` и Pc.
Если дорожные условия изменились, то кривые суммарной силы
сопротивления проходят так, как показано на схеме штриховой линией Pc.
Тогда при полностью открытой дроссельной заслонке двигателя скорость
автомобиля снижается до значения va2. Максимальное сопротивление, которое
автомобиль может преодолеть при установившемся движении по данной дороге,
определяется избыточной тяговой силы Pk-Pw. Точка перегиба кривой Pk на
графике соответствует скорости vap, при которой автомобиль преодолевает
максимальное сопротивление, развивая усилие Pkmax.
При включении низшей передачи касательная сила тяги Pk увеличивается,
и автомобиль может преодолеть большие сопротивления.
Активная, пассивная и послеаварийная безопасность
Понятие «активная безопасность» включает в себя комплекс
эксплуатационных качеств, способствующих предотвращению возникновения
аварийных ситуаций и совершения ДТП. К ним в первую очередь относят:
высокие динамические качества автомобиля, эффективное, стабильное
замедление, хорошую управляемость и устойчивость, в том числе при
торможении и разгоне, устойчивость автомобиля против заноса и
опрокидывания. К этой же группе качеств относят: наличие на автомобиле
надежной, хорошо видимой световой и звуковой сигнализации, а также
надежность и долговечность узлов и деталей автомобиля, исключающие поломки
ответственных деталей и отказ в работе узлов, приводящих к дорожно-
транспортному происшествию.
Обеспечение комфортных условий в салоне снижает утомление водителя и
повышает надежность управления. В связи с этим в эту же группу
эксплуатационных свойств входят эргономические качества рабочего места
водителя и мест пассажиров, хорошая обзорность с места водителя (вперед,
вбок, назад), эффективная вентиляция кузова, низкий уровень вибрации и шума
в пассажирском помещении, предотвращение попадания в салон автомобиля
выхлопных газов и паров топлива.
Под понятием «пассивная безопасность» подразумевают комплекс
эксплуатационных свойств автомобиля, обеспечивающих при возникновении ДТП
исключение или хотя бы снижение тяжести травм водителя и пассажиров. К ним
относят демпфирующие способности передней и задней частей автомобиля,
бамперов, а также боковую жесткость кузова, надежность запирания замков
дверей, наличие ветрового стекла безосколочного типа. Эти свойства
обеспечиваются установкой энергопоглощающей рулевой колонки, установкой в
салоне мягких накладок и подголовников, применением внутренних панелей
салона и ручек органов управления, не имеющих выступающих (тем более
жестких и острых) участков, оборудованием автомобиля ремнями безопасности.
Согласование эксплуатационных свойств автомобиля с требованиями
послеаварийной безопасности достигается, в первую очередь, обеспечением
возможности быстрого выхода или эвакуации людей из аварийного автомобиля,
пожарной безопасности автомобиля за счет правильного размещения и надежной
герметизации топливных баков и топливных коммуникаций. Послеаварийная
безопасность автомобиля в значительной степени зависит также от степени
возгораемости внутренней отделки салона и от содержания токсичных веществ в
продуктах ее горения.
Оптимальность эксплуатационных свойств в значительной степени
определяется также воздействиями автомобиля на окружающую среду и других
участников движения. В связи с этим в числе регламентируемых
эксплуатационных свойств имеются свойства, направленные на предупреждение
опасных воздействий автомобиля на окружающую среду и других участников
движения, оговоренные требованиями в отношении безопасности внешней формы
автомобиля, токсичности выхлопных (отработавших) газов и выделения в
атмосферу других токсичных веществ, а также создаваемого автомобилем
внешнего шума.
Необходимость обеспечения определенных свойств автомобиля в отношении
безопасности в различных конкретных условиях движения, создало предпосылки
для создания методик проверки этих свойств и явилось причиной разработки и
введения специальных требований безопасности, при соответствии которым
данный конкретный автомобиль будет иметь установленный из условий и
характера движения, экономических и технологических соображений
сегодняшнего дня минимально допустимый уровень безопасности. Значительное
число таких требований уже введено и реализовано в России и во многих
других странах.
Показатель активной, пассивной и экономической безопасности.
Существует мнение, усовершенствование автомобильных дорог и
постепенное приспособление человеческого организма к движению с все
большими скоростями позволяют достигнуть огромных скоростей. Развитие
конструкции автомобилей, казалось бы, подтверждает это мнение. На
протяжении двадцатого века максимальная скорость легкового автомобиля
возросла с 30-40 до 120 –200 км-ч; гоночного со
|
