Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Вопрос 1. Основные понятия и определения теории автомобиля

Занятие 1. Функциональные свойства автомобиля

Тема 3. Теория автомобиля

Лекция

Романов П.С.

ДИСЦИПЛИНА: Автомобиль

 

 

 

 

Коломна 2012


 

Целью дисциплины «Автомобиль» (теория и конструкция автомобиля и двигателя) является формирование законченного представления об автомобилях, как сложной системе взаимосвязанных узлов и деталей; получение знаний и навыков по техническому устройству автомобилей, а также работе и функционировании его узлов и агрегатов, а также функциональных свойств автомобилей.

Основное назначение автомобиля — обеспечение перевозочного процесса с заданной эффективностью по экономичности, экологичности и безопасности. Двигатель внутреннего сгорания — основная энергетическая установка современного автомобиля, главной функцией которой является преобразование химической энергии топлива в механическую работу.

Теория автомобиля изучает его функциональные свойства, обеспечивающие перевозку грузов и пассажиров с максимальными производительностью, безопасностью и комфортабельностью при минимальных трудовых и материальных затратах. Теоретический анализ эксплуатационных свойств позволяет выяснить предельные (потенциальные) возможности автомобиля и реализовать в эксплуатационных условиях свойства, которыми обладает рассматриваемая конструкция автомобиля.

Теория автомобиля формировалась и развивалась в результате деятельности научных организаций и ученых многих стран. В нашей стране для развития автомобильной науки в 1918 г. была создана автомобильная лаборатория, ставшая научным центром и сыгравшая большую роль в развитии автомобильной промышленности. В 1921 г. на базе этой лаборатории был организован Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (НАМИ), который стал базой для большинства новых, научно обоснованных разработок двигателей и автомобилей.

Исследования знаменитого русского ученого Н.Е.Жуковского и академика Е.А.Чудакова стали базовыми для анализа эксплуатационных свойств автомобилей и разработки методов экспериментального исследования поведения автомобиля в различных дорожных условиях. В последующих работах («Динамическое и экономическое исследование автомобиля», 1928, «Тяговый расчет автомобиля», 1947 и др.) Е. А.Чудаков определил цели и задачи теории автомобиля, разработал научный метод теоретического и экспериментального исследования эксплуатационных свойств, которые являются базовыми при изучении «Теории автомобиля».

Теория автомобиля — это наука о его функциональных свойствах, о зависимостях этих свойств от конструктивных параметров автомобиля, о законо­мерностях движения автомобиля, об эффективных и безопасных режимах движения в заданных условиях.

Автомобиль представляет собой транспортное средство, предназначенное для перемещения людей и грузов по поверхности земли. Движение автомобиля осуществляется благодаря наличию собственного источника энергии (двига­теля) и механизмов, обеспечивающих управляемое взаимодействие с опорной поверхностью дороги или грунта.

Эффективность функционирования автомобиля определяется его потенциальными физическими свойствами и степенью полноты их использования в реальных условиях эксплуатации.

При использовании любого изделия главным является эффективность использования этого изделия, которую можно оценивать следующими обобщенными критериями:

1) результативность; производительность (для автомобилей в т.км/год или пасс.км/год) либо социальный, военный и т п. эффект;

2) экономичность (для автомобилей в руб/т.км или руб/пасс.км. либо в кВт/т.км или кВт/пасс.км);

3) 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.

Повышение эффективности использования автомобилей обеспечивается, в частности, повышением качества каждой части системы автомобиль-водитель-дорога (окружающая среда).

Качество автомобиля — это совокупность свойств, обусловливающих его пригодность для удовлетворения определенных потребностей в соответствии с его назначением. Качество имеет первостепенное значение для производителя и потребителя продукции, поскольку качество определяет ее потреби­тельскую стоимость.

Свойство — это категория, выражающая такую сторону предмета, которая обусловливает его различие или общность с другими предметами и обнару­живается в его отношении к ним. Автомобиль представляет собой сложную машину и характеризуется большим количеством свойств. Свойства образуют иерархическую систему, включающую качество, крупные групповые свойства (надежность, безопасность и др.), мелкие групповые и единичные свойства.

Различают две группы потенциальных свойств: функциональные свойст­ва и свойства надежности.

Функциональные свойства определяются назначением автомобиля и характеризуют его возможность выполнять предписанные функции. Они проявляются в движении автомобиля и характеризуют его предельные эксплуатационные возможности.

Свойства надежности характеризуют способность автомобиля сохранять работоспособное состояние в установленном интервале времени или пробега. Важное значение для потребителя имеют эргономические, эстетические и мно­гие другие свойства.

Функциональные свойства и свойства надежности определяют степень приспособленности автомобиля к эксплуатации в качестве транспортного средства. Их совокупность называют эксплуатационными свойствами автомобиля.

В теории автомобиля изучаются только функциональные свойства. К ним относятся: тягово-скоростные свойства, тормозные свойства, топливная экономичность, устойчивость, управляемость, маневренность, плавность хода, проходимость.

Тягово-скоростные свойства автомобиля характеризуют его способность перевозить грузы или пассажиров с высокой средней скоростью и производительностью.

Тормозные свойства автомобиля характеризуют его способность быстро снижать скорость при одновременном исключении заносов с целью уменьше­ния вероятности дорожно-транспортных происшествий и повышения безо­пасных скоростей движения.

Топливная экономичность характеризует эффективность использования энергии топлива при выполнении работы по перевозке грузов или пассажиров.

Устойчивость — свойство автомобиля, определяющее его способность сохранять движение по заданной траектории, противодействуя силам, стремя­щимся вызвать боковое скольжение или опрокидывание.

Управляемость — свойство автомобиля, определяющее его способность изменять направление движения в соответствии с воздействием водителя на рулевое управление.

Маневренность — свойство автомобиля, определяющее его способность осуществлять движение по траектории большой кривизны в проездах заданной формы и на ограниченных площадках.

Плавность хода — свойство автомобиля, определяющее его способность уменьшать амплитуды колебаний кузова при движении по неровностям дороги и снижать вибронагруженность водителя, пассажиров, грузов и механизмов автомобиля.

Проходимость — свойство автомобиля, определяющее его способность двигаться в тяжелых дорожных условиях (скользкие, разбитые, размокшие до­роги), по пересеченной местности вне дорог и преодолевать естественные и искусственные препятствия (канавы, рвы, пороги) без вспомогательных средств.

К свойствам надежности относятся: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.

Безотказность — свойство автомобиля непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. Признаком нарушения работоспособности (отказа) является необходимость текущего ремонта.

Долговечность — свойство автомобиля сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность — свойство, определяющее приспособленность автомобиля к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов или повреждений и поддержанию или восстановлению работоспособного со­стояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость — свойство автомобиля сохранять безотказность, долго­вечность и ремонтопригодность после хранения или транспортирования.

Для оценки эксплуатационных свойств автомобиля используется система измерителей и показателей.

Измеритель характеризует качественную сторону свойства и представ­ляет собой единицу измерения этого свойства (например, скорость - м/с, путь – м и др.).

Показатель определяет количественное значение измерителя. Он позво­ляет оценить степень выполнения заданных технических требований к экс­плуатационным свойствам автомобиля и возможности реализации этих свойств в заданных условиях функционирования.

Технические требования содержат нормативные значения показателей эксплуатационных свойств, регламентируемые для различных автомобилей существующими стандартами и другими нормативными документами. При оценке эксплуатационных свойств конкретного автомобиля, реализуемых в заданных условиях, определяют значения показателей этих свойств и сравнивают их с нормативными значениями. Например, при анализе тягово-скоростных свойств определяют более 10 показателей. Среди них время разгона автомобиля до заданной скорости, средняя скорость движения по дороге с заданными характеристиками и др.

Автомобиль — сложная механическая система, состоящая из множества взаимодействующих элементов — функциональных механизмов: двигателя, сцепления, коробки передач, карданной передачи, главной передачи, дви­жителя, механизмов подвески, тормозных механизмов и др.

Движение автомобиля происходит в результате взаимодействия с другой системой — внешней средой, в которую входят опорная поверхность дороги или грунта и воздушная среда. Взаимодействие автомобиля с внешней средой осуществляется посредством двух его элементов — движителя и корпуса. Под корпусом понимается тело, конфигурацию которого образуют наружные поверхности автомобиля.

Движитель — это механизм, осуществляющий взаимодействие автомобиля с дорогой. Более полное определение: движителем называют рабочий механизм автомобиля, посредством которого осуществляется его взаимодействие с опорной поверхностью дороги. Движитель позволяет реализовать энергию двигателя автомобиля и обеспечить его перемещение в заданном направлении. Он воспринимает и преобразует воздействия внешней среды, формирующие сопротивления движению автомобиля. В определенных условиях эти воздействия способны нарушить устойчивое управляемое движение автомобиля или существенно снизить эффективность его использования для выполнения транспортной работы. Движитель также воспринимает управляющие воздействия системы рулевого управления и обеспечивает изменение направления движения автомобиля. Движитель оказывает непосредственное влияние на все показатели эксплуатационных свойств автомобиля. Поэтому изучению его физических свойств и характеристик уделяется особое внимание в теории автомобиля.

Известны различные типы движителей: колесный, гусеничный, шнеко-вый, шагающий и др. На автомобилях применяется колесный движитель, представляющий собой систему колес с эластичными пневматическими шинами.

Колеса взаимодействуют с поверхностью дороги, а корпус — с воздушной средой. В результате этого взаимодействия внешняя среда оказывает сопротивление движению автомобиля и различные воздействия, способные нарушить устойчивое управляемое движение.

С другой стороны, колесо как элемент системы «автомобиль — внешняя среда» может взаимодействовать с механизмами автомобиля (трансмиссией, подвеской, тормозными механизмами), что существенно влияет на характер его взаимодействия с опорной поверхностью дороги.

Преодоление сопротивлений движению автомобиля требует затраты энергии. Источником энергии на автомобиле является его двигатель. Он преобразует химическую энергию топлива в механическую энергию на коленчатом валу. Поток энергии от двигателя передается через механизмы трансмиссии к ведущим колесом и в результате их взаимодействия с дорогой затрачивается на выполнение работы по преодолению сопротивлений движению автомобиля.

Факторы, характеризующие взаимодействие механизмов автомобиля ме­жду собой и с внешней средой, обусловлены потоком передаваемой через них энергии. Поток механической энергии характеризуется мощностью, которую можно выразить через два векторных параметра — потенциал и скорость.

Вид этих параметров зависит от характера движения элементов системы. Потенциалы взаимодействий элементов системы, совершающих поступа­тельные движения, представляют собой силы (реакции), а вращательные — моменты. Скорости элементов в первом случае линейные, а во втором — угло­вые. Составление и анализ баланса мощности потока энергии, определение потенциалов и скоростей механизмов позволяют оценить многие важнейшие эксплуатационные свойства автомобиля и установить их зависимости от кон­структивных параметров.

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:1878

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.