1.Какими обобщенными критериями оценивается эффективность использования автомобилей:-результативность: производительность (для автомобилей в т км/год или пасс.км/год) либо социальный, военный и т.п. эффект;-экономичность (для автомобилей в руб/т.км или руб/пасс.км, либо в кВт/т.км или кВт/пасс.км);-неповреждаемость - оценка уровня вредных воздействий (допустимого и опасного, кратковременного и длительного) на автомобиль, людей и груз на автомобиле, а также на окружающую среду от автомобиля, включая проблемы надежности и безопасности.^ 2 Что сабой представляют эксплуатационные свойства авто. Где они проявляются и что включают в себя - это функциональные свойства, проявляющиеся при движений автомобилей; они включают в себя скоростные и тормозные свойства, топливную экономичность, управляемость, устойчивость, проходимости, плавность хода, вредное воздействие на окружающую среду.^ 3 Охарактеризуйте силы действующие на автомобиль 1) внешние (от дороги, воздуха, прицепа или полуприцепа) и 2) массовые (силы тяжести и инерции). Кроме того, эти силы можно разделить на силы движущие, способствующие движению, и силы сопротивления движению.Равновесие механической системы определяется уравнениями равновесия, которых в общем случае, при шести степенях свободы,будет шесть:∑Рх=0, ∑Ру=0, ∑Рz=0, ∑Мх=0, ∑Мy=0, ∑Мz=0 Продольная массовая (инерционная) сила Рux возникает при разгоне (или торможении) автомобиля. В тех случаях, когда автомобиль можно представить в виде одномассовой системы Рux=бврmaja, где ma - масса автомобили, )jя - ускорение (или замедление) автомобили, б, - коэффициент учета вращающихся масс. Поперечная массовая (центробежная) сила возникает при движении автомобиля на повороте где va - скорость автомобиля, R - радиус поворота. Вертикальная массовая (инерционная) сила возникает при движении автомобиля на выпуклых или вогнутых (на виде сбоку) участках дороги где RzД - радиус профильной кривизны дороги. Сила тяжести является вертикальной массовой силой. В отличие от сил инерции по уравнениям (1)-(З) она существует при любых условиях движения, включая неподвижное состояние автомобиля, и всегда направлена к центру Земли где g - ускорение свободного падения. К центру масс приложена также сила сопротивления подъему, поскольку она является составляющей сипы тяжести ^ 4 Какие бывают радиусы колеса и какие различают режимы его качения Свободный радиус гс - половина наружного диаметра колеса, не нагруженного внешними силами, при отсутствии контакта с дорогойСтатический радиус гст - расстояние от центра неподвижного колеса, не нагруженного внешними силами, до опорной поверхности (до дороги). Динамический радиус гд - расстояние oт центра катящегося колеса до линии действия продольной реакции дороги Rх .Кинематический радиус (радиус качения) гк - условная величина, равная отношению продольной составляющей поступательной скорости колеса к его угловой скорости, При полном буксовании ведущего колеса vк =0 и гк=0. При полном скольжении тормозящего колеса ώх= 0 и гх = 00.При качении колеса по недеформируемой поверхности без значительных буксований и скольжений приближенно можно принять гк -= Гд = Гст. Режимы качения колеса различают по сочетанию приложенных к нему крутящего момента М и продольной реакции Rх 1) М > 0, Rx > 0 (момент направлен в сторону вращения колеса - это тяговый момент, сила - по направлению поступательной скорости - это тяговая сила) -ведущий; 2) М > 0, Rх=-0-свободный; 3)М > 0, Rх ^ 5 Что собой представляет коэффициент сцепления . его физический смысл Существует принципиальная разница в том. как осуществляется качение колеса: а) с помощью продольной силы, приложенной к оси колеса, или 6) с помощью крутящего момента. В первом случае для максимального значения силы нет ограничения по взаимодействию колеса с поверхностью дороги, во втором случае - есть, но не для момента, а для тангенциальной силы (тяговой или тормозной)При качении без боковых сил максимальное значение тангенциальной силы ограничено коэффициентом трения φх пары трения: шина -дорога, который получил название коэффициента сцепления и определяется отношением тангенциальной силы к силе Rz1 перпендикулярной поверхности трения. Если на колесо действуют еoе и боковые силы, тогда коэффициент сцепления соответствует суммарной горизонтальной сипе R =При RY = 0 φ= φх при Ry = 0 φ= φу т. е. чем больше продольная сила, тем меньше сопротивляемость колеса боковым силам.При торможении жесткого колеса Pmоp.max соответствует отсутствию скольжения (S = 0). ^ 6 Как определить скольжение и буксование колеса7 Что собой представляет коэффициент сопротивления качению колеса8 Какие факторы влияют на сопротивление качению колесаСила сопротивления качению существует потому, что вертикальная реакция Rz смещена относительно оси колеса, причем тем больше, Чем больше деформированы шина и дорога.При качении шины по недеформируемой дороге на набегающей (входящей в контакт) части элементы шины сжимаются, а на сбегающей части - распрямляются. В результате потерь энергии от трения в шине и шины о дорогу элементарные реакции dRz в набегающей части больше, чем в сбегающей. При деформируемой дороге снижение давления (для разных грунтов - разное) в шине приводит к уменьшению потерь от деформации дороги, но увеличиваются потери от деформации шины. Поэтому существует оптимальное давление, которое тем ниже, чем больше деформируемость дороги (грунта). Для дорог с твердым покрытием увеличение давлении в шине снижает f, но при чрезмерном повышении давления возрастают динамические нагрузки от неровностей, что может привести к увеличению f.Существенное влияние на f оказывает строение каркаса шины (при малых скорстях f меньше у радиальных шин, при больших скоростях -' у диагональных). Совершенствование качества резины, а для рыхлых грунтов - еще и увеличение диаметра шины снижает f Увеличение температуры Шины от -10 до +90°С уменьшает f почти в 3 раза. Для сравнения: при качении чугунных колес по стальным сухим рельсам f= 0,0024.^ 9 Что определяют скоростные свойства авто. Какой режим называют тяговым СКОРОСТНЫЕ СВОЙСТВА Это способность автомобиля на тяговых режимах быстро увеличивать скорость движения и двигаться с высокой скоростью. Тяговым называют режим при котором мощность передается от двигателя к ведущим колесам. ^ 10 Дайте анализ уравнений силового и мощностного балансов Силовой и мошностной балансы Уравнение силового баланса имеет вид: Графическое изображение уравнения (21) приведено на рис,7. Точка пересечения кривыхсоответ- ствует максимальной скорости, Из всех сил обычно строят только Рг и для сухой горизонтальной асфальтированной дороги. Разность дает избыточную тяговую силу, которую можно использовать на разгон, преодоление подъема или буксирование прицелаУмножив левую и правую части уравнения на va/1000, получим уравнение мощностного баланса: Графическое изображение уравнения (22) приведено на рис.8. Точка пересечения кривыхсоответствует максимальной скорости. Использование силового или мощностного балансов (в аналитическом или графическом виде) позволяет решать различные задачи, связанные с тягово-динамическим расчетом, но только для конкретного автомобиля с конкретной (обычно полной) нагрузкой. Некоторые расширения возможностей расчетов дает дополнение графика силового баланса номограммами(рис.9).Лучи в этих номограммах проводят для разных значении нагрузки Н в процентах от 0 до 100. Предполагается, что ц> не зависит от скорости, что вносит неточность для высоких скоростей движения. Для номограммыучитывается сцепной вес, .т.е. вес, приходящийся на ведущие колеса ^ 11 Что собой представляет динамический фактор Часто используют динамическую характеристику, в которой вместо тяговых сил строят графики динамического ф а к т о р а причем силы сопротивления также используются в безразмерной форме, отнеся их к весу т.д. Однако более широкие возможности дает безразмерный силовой баланс: в котором все силы отнесены к весу автомобиля. В этом случае, если принять одинаковым для различных транспортных средств коэффициент сопротивления качению f, то можно вести их сравнение (рис.10). Кроме того, на такой график целесообразно нанести линии с постоянным значением удельных мощностейЭтот параметр является одним из основных при сравнении скоростных свойств различных транспортных средств.^ 12 Что собой представляет проектировочный тяговый расчет авто Проектирование - это комплекс конструкторско-экспериментальных работ, необходимых для создания объекта (автомобиля) Различают этапы эскизного, технического и рабочего проекта. Проектировочный тяговый расчет выполняют при эскизном проекте. При этом определяют мощность двигателя и передаточные числа трансмиссии, а затем строят графики силового и мощностного балансов, времени и пути разгона, топливной экономичности и др^ 13 Что собой характеризуют тормозные свойстваавто ТОРМОЗНЫЕ СВОЙСТВАЭто способность автомобиля при помощи тормозных систем быстро замедляться, двигаться под уклон с постоянной скоростью, надежно удерживаться в неподвижном состоянии на уклоне. Тормозные режимы: 1) экстренное торможение - с целью максимально быстрой остановки, 2) аварийное - с целью предотвращения дорожно-транспортного происшествия (ДТП), 3) служебное -- с замедлением j,^ 14 Что собой представляет оптимальное распределение тормозных сил Оптимальному распределению тормозных сил соответствует одновременное достижение их максимальных значений на всех колесах, что обеспечивает максимальную эффективность торможения и, кроме того, высокое противодействие колес боковым силам. При этом где Bт = коэффициент распределения тормозных сил. Приняв Рk = Рn = = РB= Ркр = 0. получим для торможения с jmax = gфх Следовательно, только при одном значении φх = φ0 в тормозных системах без регулятора тормозных сил можно реализовать оптимальное распределение тормозных сил. При φх φ0 - задние колеса, что приводит к заносу. В связи с этим в приложении №10 к правилам №13 ЕЭК ООН рекомендуется выбирать распределение тормозных сил таким, чтобы и у легковых, и у грузовых автомобилей было φ0 > 0,7 (у порожних грузовых автомобилей при этом φ0 >0,3. Применение регулятора тормозных сил существенно повышает эффективность торможения при различных φх , отличающихся от φ0 , но исключает возможность блокирования колес. Применение антиблокировачной системы (АБС) позволяет поддерживать скольжение колес в режиме, близком к оптимальному, что обеспечивает наилучшее сочетание устойчивости и эффективности торможения^ 15 Что собой представляет топливная экономичность авто. Это способность автомобиля двигаться с определенным расходом топлива. Путевой расход топлива При определении скоростной характеристики двигателя на стенде одновременно с Мв и ш, измеряют расход топлива за некоторое время, который пересчитывают на часовой расход G4 кг/ч. Затем высчитывают удельный расход топлива gе = 1000G/Nе r/кВт.ч. Величина gе изменяется при изменении Ма и ше. Изменение для бензиновых двигателей geN = 280-320 r/кВт.ч, для дизелей - 200-.240 г/кВт.ч. ^ 16 Что собой представляет управляемость авто Управляемость- это способность автомобиля сохранять заданное направление движения или изменять его в соответствии с воздействием водителя на рулевое управление. Траектория движения автомобиля всегда криволинейна, причем не только из-за криволинейных участков дороги, но и из-за воздействия внешних сил, и из-за корректировочных воздействий водителя. Часто из управляемости выделяют маневренность - способность автомобиля двигаться с минимальным радиусом поворота и вписываться в заданную ширину коридора. Маневренность определяется только кинематическими параметрами автомобиля и существенно улучшается, если, кроме передних управляемых колес, используются еще и задние^ 17 Что собой характеризует устойчивость авто. Устойчивость- здесь это способность автомобиля сохранять заданное направление движения при воздействии внешних сил, стремящихся отклонить его от этого направления, что может привести к заносу или опрокидыванию. В общем случае устойчивость -это способность системы, устройства, явления сохранять в рабочем состоянии свои параметры. Различие между управляемостью и устойчивостью автомобиля состоит в том, что устойчивость автомобиля - это его способность двигаться по заданной траектории без воздействия водителя, а управляемость - при воздействии водителя. Различают продольную и поперечную устойчивости, а также устойчивости движения и положения. Для автомобилей обычно используют следующие показатели устойчивости: критические скорости (или углы косогора), по боковому скольжению и боковому опрокидыванию ; критические скорости по курсовой устойчивости и автопоезда по вилянию прицепа.^ 18 Что определяет проходимость авто Проходимость- это способность автомобиля двигаться по плохим дорогам и бездорожью, а также преодолевать препятствия. Проходимость делят на профильную и опорную. По проходимости автомобили обычно разделяют на три группы: ограниченной (дорожной или обычной проходимости и внедорожной проходимости - это карьерные самосвалы и т. п.), повышенной и, наконец, высокой проходимости. Проходимость не подлежит сертификации.1 профильную проходимость оценивают следующими единичными показателями : 1дорожный просвет Н (для грузовых автомобилей обычно от 160 до 270 мм при полной массе 27 т);2передний Lб и задний Lд свесы;3)угол переднего ^ и заднего %3 свесов Iдля' дорожных автомобилей, fc£ = tf,~ 30° для повышенной и -60° для высокой проходимости);4)продольный радиус проходимости R5.; 5)наибольший угол преодолеваемого подъема (25% для одиночных дорожных автомобилей и 18% для автопоездов); 6)наибольший угол преодолеваемого косогора (обычно около:-20)-Кроме того, для автопоездов используют:7 углы гибкости, вертикальныйB (не менее ±20°) и горизонтальный a(не менее ±75°);8 наибольший угол преодолеваемого подъема по условию отсутствия отрыва от дороги передних колес тягача.Часто дополнительно используют еще и такие показатели:9) поперечный радиус проходимости Rn;угол перекоса мостовК ;11коэффициент совпадения следов передних и задних колес опорную проходимость оценивают следующими показателями: 1) сцепная масса т^; 2) коэффициент сцепной массы (для магистральных автопоездов часто используют удельная мощность 4)мощность сопротивления качению NK и сопротивления движению Н}; мощность, затрачиваемая на образование колеи 1^; полная F^. и свободная Рл силы тяги; коэффициент свободной силы тяги 8) сила тяги на крюке и удельная сила тяги на крюке «также удельная тяговая мощность на крюке^ 19 Дайте анализ рабочего процесса сцепления при трогание авто. Сцеплением называется механизм трансмиссии трактора (автомобиля), передающий крутящий момент двигателя и позволяющий кратковременно отъединить двигатель от трансмиссии и плавно их соединить. Сцепление предохраняет трансмиссию от перегрузок, ограничивая максимально передаваемый крутящий момент.На автомобилях и тракторах применяют фрикционные сцепления, работающие с использованием сил трения. Они называются дисковыми, так как имеют плоские рабочие поверхности ведущего и ведомого элементов (дисков).Фрикционные сцепления получили широкое распространение из-за простоты конструкции, удобства эксплуатации и ремонта, хорошей чистоты и плавности включения, небольшого момента инерции ведомых частей. Данные сцепления характеризуются количеством ведущих элементов (дисков) и обычно бывают одно- или двухдисковыми.На автомобилях установлено сухое, постоянно замкнутое сцепление. Сухим сцепление называется потому, что для обеспечения передачи крутящего момента поверхности нажимного и ведомого дисков должны быть сухими. Постоянно замкнутым оно называется потому, что ведущий и ведомый диски всегда прижаты и разжимаются только на короткое время при переключении передачи или торможении автомобиля.^ 20 Какие требывания предъявляются к главной передачи Главная передача может быть одинарной, состоящей из одной пары конических шестерен, и двойной, состоящей из одной пары конических и одной пары цилиндрических шестерен. Для достижения бесшумной и плавной работы применяют шестерни со спиральными зубьями Для снижения центра тяжести, а следовательно, повышения устойчивости автомобиля необходимо карданный вал и ведущую шестерню главной передачи разместить как можно ниже ^ 21 Дайте анализ и оценку конструкций межколесных межосевых деференциалов Чтобы качение ведущих колес происходило без проскальзывания, необходимо иметь механизм, допускающий вращение колес с разной частотой вращения. Такой механизм называется дифференциалом. На автомобилях применяют шестеренчатый дифференциал, который состоит из крестовины, конических шестерен-сателлитов, полуосевых шестерен и коробки. На цилиндрические пальцы крестовины свободно насажены сателлиты. Крестовина вместе с сателлитами закреплена в коробке дифференциала и вращается вместе с ней. Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с шестернями правой и левой полуосей. Когда автомобиль движется по прямой и ровной дороге, оба ведущих колеса (правое и левое) встречают равное сопротивление качению, при этом ведомая шестерня главной передачи вращает коробку дифференциала с крестовиной и сателлитами. Сателлиты, находясь в зацеплении с правой и левой полуосевыми шестернями, своими зубьями приводят их во вращение с одинаковой частотой, сателлиты в этом случае вокруг своей оси не вращаются. На поворотах, когда вращение внутреннего колеса замедляется, сателлиты начинают вращаться вокруг своих осей, в результате чего второе колесо, описывающее больший путь, начинает вращаться быстрее. Учитывая, что ведущие колеса должны в определенных условиях вращаться с неодинаковой частотой, крутящий момент от дифференциала к колесам должен передаваться через две отдельные полуоси. Каждая полуось соединена сателлитами дифференциала при помощи полуосевых шестерен. Полуосевые шестерни своими шлицованными отверстиями насажены на полуось. Другой конец полуосей соединен фланцем со ступицами колес. На грузовых автомобилях установлены полностью разгруженные полуоси, которые передают только крутящий момент. Все остальные нагрузки воспринимаются кожухом полуоси, в котором на подшипниках установлены ступицы колес. На автомобиле КамАЗ для уменьшения нагрузки на ось устанавливают два ведущих моста — средний и задний. Для равномерного распределения крутящего момента между двумя ведущими мостами в трансмиссию введен межосевой дифференциал, установленный в промежуточном мосту. Дифференциал с механизмом блокировки собран в отдельном картере, который крепится болтами к фланцу стакана подшипникового узла ведущей конической шестерни среднего моста. В картере расположены правая и левая чашки межосевого дифференциала, конические шестерни привода среднего и заднего мостов, между которыми расположена крестовина с посаженными на ней сателлитами на бронзовых втулках. Здесь же расположен механизм блокировки дифференциала, состоящий из муфты блокировки, вилки муфты и диафрагменной камеры. Механизм блокировки предназначен для принудительной блокировки дифференциала при движении по скользким и размокшим дорогам. Блокировка межосевого дифференциала осуществляется механизмом блокировки, который состоит из корпуса, диафрагмы, двух пружин, крышки и штока. При повороте ручки крана управления блокировки межосевого дифференциала, расположенной с правой стороны щитка приборов, под рулевой колонкой, воздух из пневматической системы поступает в диафрагменную камеру. Диафрагма, прогибаясь, сжимает пружину, перемещая шток с вилкой и муфту блокировки. Муфта, соединяясь шлицами с зубчатым венцом задней чашки дифференциала, блокирует его. Блокировку следует производить при малой скорости движения автомобиля или перед началом его движения.^ 22 Какие требования предъявляются к тормозным механизмам Тормозная система служит для снижения скорости и быстрой остановки автомобиля, а также для удержания его на месте при стоянке.Наличие надежных тормозов позволяет увеличить среднюю скорость движения, а, следовательно, эффективность при эксплуатации автомобиля. К тормозной системе автомобиля предъявляются высокие требования. Она должна обеспечивать возможность быстрого снижения скорости и полной остановки автомобиля в различных условиях движения. На стоянках с продольным уклоном до 16% полностью груженый автомобиль должен надежно удерживаться тормозами от самопроизвольного перемещения. Современный автомобиль оборудуется рабочей, запасной, стояночной и вспомогательной тормозными системами.Рабочая тормозная система служит для снижения скорости движения автомобиля вплоть до полной его остановки вне зависимости от его скорости, нагрузки и уклонов дороги. Стояночная тормозная система служит для удержания неподвижного автомобиля на горизонтальном участке или уклоне дороги. Запасная тормозная система предназначена для плавного снижения скорости движения автомобиля до остановки, в случаи отказа полной или частичной рабочей системы.Вспомогательная система тормозов предназначена для поддержания постоянной скорости автомобиля, при движении его на затяжных спусках горных дорог, с целью снижения нагрузки на рабочею тормозную систему при длительном торможении. Тормозная система прицепа, работающая в составе автопоезда, служит как и для снижения скорости движения прицепа, так и для автоматического торможения его при обрыве сцепки с тягачом. Тормозной механизм предназначен для уменьшения скорости вращения колеса, за счет сил трения возникающих между накладками тормозных колодок и тормозным барабаном или диском.^ 23 Дайте оценку барабанных и дискового тормозных механизмовТормозной механизм переднего колеса дисковый, открытый, что обеспечивает его хорошее охлаждение и вследствие этого более эффективное торможение при частом пользовании тормозами, когда от нагрева колодок может уменьшиться коэффициент трения их накладок. На части автомобилей ВАЗ-2107 могут быть установлены тормозные колодки с сигнализаторами износа накладок. При предельном износе накладок сигнализатор замыкает цепь контрольной лампы, которая сигнализирует о необходимости замены колодок.^ Тормозной механизм заднего колеса барабанный. Он смонтирован на опорном щите, который крепится болтами к фланцу балки заднего моста. К нижней части щита двумя заклепками крепится пакет пластин, из которых пластина является опорной для тормозных колодок, а пластины ограничивают боковое перемещение нижней части колодок. К числу преимуществ тормозов этого типа относятся: относительно малый вес, простота и технологичность конструкции, удовлетворительная защита пар трения от загрязнения, возможность герметизации тормоза, благоприятные условия отвода тепла от поверхности тормозного барабана. Недостатками барабанных колодочных тормозов являются: значительные приводные усилия, неравномерное распределение удельных давлений по длине обшивки и ее неравномерный износ, а также нестабильность тормозного момента и чувствительность к деформации тормозного барабана при нагреве.^ 24 Приведите методику расчета тормозного момента создаваемого механизмами различных схем Максимальный тормозной момент на передних колесах: Потребное давление в тормозной системе: Для различных дорожных условий определим максимальные тормозные моменты на колесах:^ 25 Какие требования предъявляются к тормозным приводам Классификация тормозных приводов осуществляется: по степени автоматичности, по источнику энергии, используемому для приведения в действие тормозных механизмов и по способу передачи работы к тормозным механизмам. Классификация тормозных приводов Степень автоматич-ности Источник энергии Тип привода Способ передачиработы к тормозным механизмам Неавтома-тические Мускульная энергия водителя Механический Тягами и рычагами Гидравлический(неавтоматический) Жидкостью С усилите-лями (полуавто-матические) Мускульная энергия водителя и работа за счет разрежения во впускном трубопроводе двигателя Механический с вакуумнымусилителем Тягами и рычагами Гидравлический свакуумным усилителем Жидкостью Мускульная энергия водителя и давление сжатого воздуха Гидравлический спневматическим усилителем Жидкостью Автомата- ческие Сжатый воздух Пневматический Сжатым воздухом Пневмогидравли-еский Жидкостью Давление жидкостисоздаваемое насосом Гидравлический(автоматический) Жидкостью Сила инерции автомобиля (прицепа) Инерционный (инерционно-гидравлический) Жидкостью Электричество Электрический Электрическимтоком