книги из ГПНТБ / Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие

Г ЛАВА II

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ АВТОМОБИЛЕЙ

§ 5. ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОХОДИМОСТИ (ГПП)

Габаритные размеры автомобилей и автопоездов определяются их назначением. Для дорожных автомобилей и автопоездов по­ перечные габариты не должны превышать по ширине 2,5 м \ по высоте — 3,8 м (возможно временное уменьшение высоты при

Особое значение имеют следующие величины: дорожные про­ светы (клиренсы) с в разных точках; углы проходимости (передний Yi и задний Y2); сумма внутренних углов проходимости ßi + ß2; свесы (передний /п и задний /э); радиусы продольный R x и по­ перечный R %проходимости; глубина брода.

Необходимые величины геометрических параметров проходи­ мости могут быть найдены из условий преодолевання автомобилем типовых препятствий, наиболее часто встречающихся форм и раз­ меров.

1 Для автопоездов при движении.по прямой виляние прицепа не должно быть выше ±3% его ширины.

20

Эти величины существенно отличаются друг от друга для

Известные трудности при компоновке автомобиля представ­ ляет обеспечение достаточно больших дорожных просветов без увеличения погрузочной высоты платформы, общей высоты ма­ шины и высоты ц. т. Создание ниш в полу над колесами автомо­ биля, при которых платформа с плоским полом не может быть получена, во многих случаях нежелательно и даже недопустимо.

Частично преодоление указанных трудностей возможно при использовании бортовых передач, а также регулируемых пневма­ тических подвесок, позволяющих при необходимости изменять дорожные просветы.

Значительное уменьшение углов проходимости ух и у 2 имеет место при размещении лебедки в передней или задней части авто­ мобиля.

Глубина брода при твердом дне водоема для малолитражных автомобилей составляет 250—300 мм и для средних и тяжелых грузовых автомобилей — 700—900 мм. За счет специальной герме­ тизации агрегатов автомобиля глубина брода может быть повы­ шена до1400— 1800 мм.

21

§ 6. МАССА И СИЛА ТЯЖЕСТИ (ВЕС)

Снижение собственной массы автомобиля без уменьшения его прочности и надежности является важной задачей автомобильной промышленности, так как при этом увеличивается масса перево­ зимого полезного груза, возрастают динамические качества и экономичность автомобиля, а также производительность транс­ портной работы по перевозке грузов, выраженная в т-км/ч.

Основными путями снижения массы являются: более тщатель­ ное конструирование деталей с исключением «лишней» массы,

\ /

“2

’10 20 30та,т

Рис. 11.2. Коэффициенты тары Кт отечественных грузовых автомо­ билей и автопоездов (а) и масс прицепов /Сп (б):

/ — дорога с твердым покрытием; 2—местность

применение материалов повышенной прочности, широкое исполь­ зование легких металлов и пластмасс, целесообразная компоновка автомобиля и др.

Масса перевозимого груза существенно зависит от типа до­ роги и состояния ее поверхности, скорости движения автомобиля и может в отдельных случаях значительно превышать номиналь­

Для одиночного автомобиля

(IU )

тпгг

Для автопоезда

груза, перевозимого автомобилем и прицепом (по заводским

отечественных грузовых автомобилей и . автопоездов. Как видно

22

из графиков, для одиночного автомобиля с полной массой менее 7—8 т Кг *** 1, т. е. грузоподъемность равна снаряженному весу автомобиля. По мере увеличения полной массы автомобиля Кт снижается до 0,75—0,8 и-менее. Особо велики величины Кту авто­

ночных автомобилей, и достигает 0,7 и менее.

Прогресс автомобильной техники с систематическим сниже­

Масса прицепа находится в определенном соотношении с мас­ сой тягача. Если обозначить через Кп соотношение масс прицепа п тягача

то величины коэффициента Кп составят при движении по дорогам с твердыми покрытиями 0,4—0,9 (рис. II.2, б). Наименьшие значения (Кп — 0,4) относятся к автомобилям-тягачам с полной массой до 2 т. Наибольшие значения (Кп — 0,85—0,9) соответ­ ствуют автомобилям-тягачам с полной массой 20—40 т.

Кривая 2 на рис. 11.2, б соответствует движению автопоезда по местности. В этом случае Кп — 0,3 -ь0,65.

Наибольшие значения Кп, доходящие до 3—4, соответствуют движению по горизонтальной бетонной дороге (буксировка само­ летов на аэродромах).

Грузоподъемность шин и число осей определяются максималь­ ной массой груженого автомобиля или автопоезда. Если автомо­ биль предназначен для движения по дорогам, то согласно ГОСТ 9314—59 осевая нагрузка на дорогу от наиболее нагруженной

23

Полная масса автомобиля складывается из массы отдельных агрегатов и массы перевозимого груза. Ориентировочные данные по массе отдельных агрегатов приведены в табл. ІІ.З.

Т а б л и ц а 11.3

Ориентировочные значения масс отдельных агрегатов грузовых автомобилей

В зависимости от грузоподъемности автомобиля и удельного веса перевозимого груза должны меняться внутренние размеры бортовых платформ грузовых автомобилей и прицепов, а также погрузочные высоты, что видно из табл. II.4 (данные СЭВ).

24

Фактическое использование грузоподъемности автомобиля можно оценить коэффициентом использования грузоподъемности

/Сэ =-^4., где /Пф— фактическая масса перевозимого груза.

При нормальной эксплуатации Ка должен быть равен ~ 1 . Однако

и долговечность автомобиля. Снижаются также тягово-динами­ ческие свойства.

При Кэ < 1 (недогрузка автомобиля) увеличивается себе­ стоимость перевозок, что при нормальной эксплуатации недо­ пустимо.

§ 7. ТЯГОВЫЕ СВОЙСТВА

Важными показателями, определяющими тяговые свойства автомобиля, являются удельная сила тяги (динамический фак­ тор) D и удельная мощность \АУД.

Автомобиль с высокой удельной тягой при достаточном сцеп­ лении колес с грунтом будет успешно преодолевать тяжелые участки пути. Однако, если удельная мощность мала, необходи­ мая скорость движения автомобиля не может быть достигнута. Высокая удельная мощность автомобиля обеспечит значительные ускорения при разгоне и высокую скорость движения как оди­ ночного автомобиля, так и с прицепом, даже на дорогах с высо­ кими величинами ф.

Наиболее высоки, подчас чрезмерны, значения удельной мощ­ ности у легковых автомобилей производства США. Меньшие ве­ личины удельной мощности характерны для автомобилей евро­ пейского производства.

Тяговые свойства легковых автомобилей колеблются в широ­ ких пределах в зависимости от типа автомобиля. Автомобили,

25

предназначенные для работы на дорогах с твердыми покрытиями, имеют удельную мощность

/ѴУд = -N"lm = 15 — 50 кВт/т (20,4—68 л. с./т).

Меньшие значения удельной мощности соответствуют микро­ литражным автомобилям с умеренными максимальными скоро­ стями. Удельная мощность автомобилей высшего класса произ­ водства США и гоночных автомобилей достигает 150—200 кВт/т и больше.

Величины динамического фактора на прямой передаче состав­

грузовым автомобилям с невысокими максимальными скоростями движения преимущественно по дорогам с твердыми покрытиями;

передаче.

Повышенные значения динамического фактора на низшей передаче должны быть у самосвалов, работающих в карьерах, на грунтах с высокими значениями коэффициента сопротивления движению ф.

На рис. П.З представлен график удельных мощностей грузовых автомобилей и автопоездов с двигателями дизеля.

26

Для грузовых автомобилей отечественного производства значе­ ния удельных мощностей составляют:

Удельная мощность автомобилей высокой проходимости раз­ ных стран колеблется в широких пределах: от 7—9 кВт/т (9,6— 12,3 л. с./т) для автомобилей высокой грузоподъемности до 33— 37 кВт/т (45—50 л. с./т) для малых моделей автомобилей (все данные относятся к одиночным автомобилям без прицепов).

Величина удельной мощности Nyn = для автом°билей

с прицепами должна быть при движении по дорогам с твердыми покрытиями не менее 4— 5 кВт/т (5,5—6,8 л. с.) и при движении по местности — 5—7 кВт/т (6,8—9,5 л. с./т) (первые цифры для автомобилей большой грузоподъемности).

Величина динамического фактора у автомобилей высокой проходимости выше, чем у грузовых автомобилей общего назна­ чения, и составляет на низшей передаче Dmax = 0,8 ч-1,0 и на прямой передаче Dmax = 0,06 ч-0,15.

Высокие значения динамического фактора на низших пере­ дачах позволяют преодолевать наиболее тяжелые участки дороги без самопроизвольной остановки двигателя, если обеспечено сцепление колес с дорогой.

§ 8. НАДЕЖНОСТЬ АВТОМОБИЛЕЙ

Надежность — есть свойство изделия (автомобиля) сохранять свои эксплуатационные показатели (динамические, экономиче­ ские и др.) в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки и обусловленное, безотказ­ ностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью, а также долго­ вечностью его частей.

Высокая надежность является обязательным требованием также и для автомобилей, вышедших из ремонта.

Желательно добиться такой надежности, при которой необ­ ходимость в ремонте деталей и узлов до конца срока службы автомобиля отпадает.

Надежность автомобиля зависит от его конструкции, условий производства, эксплуатации, хранения и транспортировки.

К производственным условиям, повышающим надежность автомобиля и его агрегатов, относятся:

27

б) строгое соблюдение технологических процессов по изго­ товлению, поверхностной и термической обработкам деталей;

в) тщательный контроль на отдельных операциях; испытания как отдельных агрегатов, так и автомобиля в целом.

Основными эксплуатационными факторами, влияющими на надежность автомобиля, являются условия эксплуатации, вклю­ чающие в себя нагрузочные режимы, квалификацию водителей и механиков, качество горюче-смазочных материалов, качество ремонта, дорожную сеть, температурные режимы и др. Количе­ ственно надежность характеризуют следующие факторы:

число вышедших из строя изделий (деталей) за время наблюдения. Вероятность безотказной работы может изменяться в преде­

и автомобиля в целом) зависит от схемы соединения элементов.

где Ру., Р 2 и т. д. — вероятность безотказной работы отдельных элементов. В случае последовательного включения отдельных элементов (двигатель, трансмиссия и др.) надежность системы меньше надежности элемента, обладающего наименьшим значе­ нием Р.

28

т. е. надежность системы выше надежности самого надежного элемента.

При смешанном включении применяется как последователь­ ное, так и параллельное включение элементов.

Рис. 11.5. Раздельный гид­ равлический привод тормо­ зов:

1, 2 — тормоза передние; 3,

Вероятность безотказной работы при смешанном включении может быть подсчитана по следующей формуле (для схемы на рис. 11.4, в):

Р = [ l _ (l — P j a j Р г. (II.7)

Для повышения надежности тормозной системы следует ис­ пользовать метод резервирования путем подключения параллельно главному тормозному цилиндру 5 (рис. II.5) второго цилиндра 6. Главный тормозной цилиндр 5 подает жидкость к задним тормо­ зам, а 6 — к передним. Дифференциальный клапан 7, включенный в гидравлическую магистраль, выравнивает ходы поршней ци­ линдров 5 и 6.

При параллельном подключении главных тормозных цилин­ дров вероятность безотказной работы Р тормозного привода существенно повысится. Если Р для одиночного цилиндра со­ ставляет Р х = 0,9, то для двух, включенных параллельно,

П

' Р = 1 — П ( 1 — Р() = 1 — (1— 0,9)2 = 0,99.

£=1

2.Средняя наработка до отказа неремонтируемого изделия,

заменяемого после первого отказа tcp. Определяется по формуле

29