Эксплуатационные свойства автомобилей

Самая простая из них - это специальные  колпачки с цветовыми индикаторами, которые устанавливаются вместо штатных на вентили подкачки. Упало давление ниже, допустим, двух атмосфер - под прозрачной крышечкой такого колпачка появится предупреждающая жёлтая (оранжевая, фиолетовая) полоска. Достоинство такого подхода - простота. Минус - недостаточно хорошая информативность. Ведь колпачки можно увидеть только во время остановки. И всё равно, обойти перед поездкой автомобиль, посмотрев на цвета колпачков, намного проще, чем мерить каждый раз давление. Ещё один недостаток - колпачки начинают информировать об изменении давления только тогда, когда оно падает ниже каких-то определённых значений, которые, кстати, для вашего автомобиля и ваших колёс могут быть вполне нормальными. Значит, подбирать их надо именно под вашу машину.

Радиодатчики многих электронных систем мониторинга устанавливаются на диск при помощи специальных хомутов.

А для того чтобы заметить неладное во время движения, неплохо бы иметь  на борту электронную систему, которая  автоматически оповещала бы об опасных  падениях давления. И не просто оповещала, а делала бы это вовремя (чтобы было время сориентироваться) и без ложных срабатываний. Установленная система контроля в таком случае в нужный момент предупредит водителя об изменении соответствующего параметра и даст ему достаточно времени для безопасной остановки автомобиля. Понятно, в случаях серьёзного прокола или взрыва покрышки такие системы не помогут, поскольку водитель и без всяких датчиков почувствует увод автомобиля. А вот при «медленном» проколе подобная электроника просто незаменима.

Есть, например, системы, которые передают данные о давлении и температуре  в шинах. Такие системы передают данные о давлении и температуре  на центральный блок при помощи радиосвязи или по Bluetooth-связи на телефоны или коммуникаторы.

Система мониторинга давления X-Pressure, разработанная компанией Pirelli. В самом простом варианте Optic она представляет собой четыре колпачка, которые устанавливаются на штатные вентили. А о падении давления они сигнализируют изменением цвета. Но есть и более надежные системы, которые работают без датчиков давления, а через систему ABS. Именно они обычно и ставятся в серийной комплектации автомобилей. Принцип работы следующий, электроника при помощи датчиков в каждый момент времени определяет частоты вращения колёс и их относительную разницу. Как известно, при падении давления высота профиля шины становится ниже. Следовательно, скорость вращения колеса с шиной малого давления увеличивается, следовательно, увеличивается и разность частот вращения колёс на одной оси. В результате система фиксирует эти изменения - и даёт тревожный сигнал.

Система X-Pressure в исполнении Acoustic. В колпачки встроены датчики, которые регистрируют давление, и радиопередатчики, обеспечивающие связь с центральным блоком. Как только давление упало, на табло этого блока появляется соответствующая индикация и раздаётся предупреждающий звуковой сигнал. Элементов питания в колпачках хватает примерно на 5 тысяч часов работы, что соответствует пяти годам эксплуатации. Замена батареек в колпачках не предусмотрена, поэтому по истечении срока службы комплект нужно менять полностью.

Чем плох такой косвенный способ определения давления в шинах? Такие  системы могут срабатывать, например, в затяжных поворотах, когда на протяжении относительно долгого времени система  фиксирует большую разницу частот вращения колёс разных бортов (ведь внешние колёса крутятся с большей  скоростью, нежели внутренние).

И всё же эта система может  очень сильно помочь, особенно в  дальней дороге, своевременно предупредив  о том, что с колёсами проблемы. Но полагаться на «помощников» полностью  не стоит. Поэтому нужно всегда следить  за давлением! Хотя бы в неделю раз, а уж если заметили, что колесо подспущено, не ленитесь, подкачайте.

 

Системы активной безопасности

Системы активной безопасности позволяют  эффективно снизить вероятность  столкновений на дорогах, поэтому активная безопасность представляет собой важную сферу для исследований и разработок. К примеру в Volvo Наряду с положительной ролью, которую автомобильный транспорт играет в развитии экономики, существуют и негативные факторы, связанные с процессом автомобилизации (например, загрязнение окружающей среды, возникновение градостроительных проблем, связанных с обустройством городских улиц и дорог для проезда транспорта и выделением площадок для стоянок транспортных средств, рост дефицита нефтепродуктов и т.д.). К числу наиболее отрицательных факторов, обусловленных автомобилизацией, относятся дорожно-транспортные происшествия (ДТП), их последствия, характеризующиеся ранением и гибелью людей, материальным ущербом от повреждения транспортных средств, грузов, дорожных или иных сооружений, выплатой пособий по инвалидности и временной нетрудоспособности, а также отрицательное влияние на окружающую среду, вызывающее неизбежное ухудшение экологической обстановки.

Несмотря на осуществляемые мероприятия  по предотвращению вероятности ДТП, в Российской Федерации в результате ДТП ежедневно погибает около 90 человек. Автомобильный транспорт является наиболее опасным из всех видов транспорта.

Материальный ущерб от ДТП в  экономически развитых странах достигает 10 % годового национального дохода.

Следовательно, решение проблемы повышения  безопасности дорожного движения (БДД) имеет большую социальную и экономическую  значимость и является одной из кардинальных проблем автомобилизации.

Основной проблемой отечественного обеспечения активной и пассивной  безопасности транспортных средств  является отсутствие системы ее правовой и технической регламентации.

В целях решения данной проблемы принята Федеральная целевая  программа «Повышение безопасности дорожного движения в 2006-2012 годах», данная программа позволит сократить  в 1,5 раза количества лиц, погибших в  результате дорожно-транспортных происшествий в 2012 году по сравнению с 2004 годом. Это  позволит Российской Федерации приблизиться к уровню безопасности дорожного  движения, характерному для стран  с развитой автомобилизацией населения, снизить показатели аварийности  и, следовательно, уменьшить социальную остроту проблемы, а также создать  систему регламентации определения  активной и пассивной безопасности автотранспортных средств в РФ. А одним из первоочередных мероприятий является повышение уровня активной и пассивной безопасности транспортных средств, усиление контроля за наличием, исправностью и применением ремней безопасности, детских удерживающих сидений и иных средств безопасности.

 
3. Силы, действующие на автомобиль

Силы, действующие на АТС.        При определении скоростей и ускорений АТС принимают различные допущения: - считается, что АТС с механической трансмиссией имеют однозначную связь частоты вращения всех вращающихся масс с частотой вращения коленвала двигателя; - пренебрегают  взаимными перемещениями всех отдельных масс, кроме относительного вращения деталей двигателя, трансмиссии и колес; - считается, что центр масс АТС совершает плоское движение, копируя продольный профиль дороги, без колебаний, вызываемых ее неровностями; - принимают, что все внешние силы, действующие на АТС, лежат в плоскости движения. Это позволяет вместо пространственной схемы рассматривать плоскую (велосипедную) схему, заменяя у каждого из мостов два колеса одним; - проходящую через центр масс ось Сх, параллельную плоскости движения, называют продольной осью, ось Сy перпендикулярную плоскости движения называют поперечной осью, а ось Сz перпендикулярную дороге называют нормальной осью.        Скоростью и ускорением АТС называют скорости и ускорения их центров масс. Для их определения достаточно знать внешние силы, действующие на АТС. Некоторые внешние силы определяются на основе соответствующих внутренних сил.        К внешним силам действующим на АТС относят: - силу тяжести; - силы взаимодействия колес с дорогой; - силы взаимодействия с воздухом; - силы взаимодействия между звеньями АТС.            Сила тяжести. Различают снаряженный(собственный) вес АТС (без груза) и полный. В общем случае сила тяжести имеет две составляющие:*cos- перпендикулярную плоскости дороги и * sin- параллельную плоскости. - высота центра тяжести, м; a, b- расстояния соответственно от передней и задней осей до центра тяжести, м; L- база АТС, м.         Силы взаимодействия колес с дорогой. При изучении ТСС в первую очередь в качестве таких сил рассматривают только продольные и нормальные реакции: - сумма продольных реакций обеих колес оси (- против движения; - по движению). - сумма нормальных реакций обеих колес данной оси.  Кроме названных сил на колеса действуют моменты  - момент сопротивления качению.

Силы взаимодействия с воздухом.          На каждую точку поверхности АТС действуют разные по величине и направлению силы, результирующая которых называется силой сопротивления воздуха Р, приложенной в метацентре лобовой площади АТС на высоте h по оси симметрии.            Силы взаимодействия  между звеньями.          Сила в сцепном устройстве P, приложенная на высоте h.          Основная движущая сила – продольная реакция дороги, действующая на ведущие колеса, возникает при подводе к ним мощности от двигателя, поэтому для е нахождения необходимо рассмотреть характеристики двигателя. 
 
4. Тяговые характеристики автомобильных двигателей

Характеристики двигателя.         До настоящего времени на АТС используются почти исключительно поршневые двигатели., поэтому основное внимание уделяется им.  Для исследования ТСС первоочередное значение имеют скоростные характеристики, т.е. графики зависимости , , ,  от оборотов двигателя .         Различают внешние и частичные характеристики. Внешняя характеристика снимается при полной подаче топлива. Рассмотрим такую характеристику (см. рис.1.1).               Рис. 2 Внешняя скоростная характеристика двигателя. Здесь: ,  - максимальная мощность и максимальный крутящий момент двигателя соответственно; , - номинальные (гарантируемые заводом – изготовителем) мощность и крутящий момент; - момент, соответствующий номинальной мощности; ,  - обороты двигателя, соответствующие максимальной мощности и максимальному моменту; , ,  - удельные расходы топлива: минимальный, соответствующий максимальной мощности, соответствующий максимальному моменту.       Для оценки ТСС большое значение имеет запас крутящего момента:                              М,% = (- )/*100                                   (1.1)       А также два к-та: - к-т приспособляемости по моменту: = /; - к-т приспособляемости по оборотам:  = /.       Эти показатели характеризуют устойчивость работы д.в.с. и его способность приспосабливаться к внешней нагрузке. Д.в.с. работает устойчиво, если при уменьшении оборотов и неизменном положении органов управления его крутящий момент увеличивается.       Для бензиновых д.в.с.: М = 10…35%,  = 1,5…2,5; для дизельных: М = 10…15%,  = 1,45…2,0. (На дизелях применяют специальные корректоры, увеличивающие подачу топлива дополнительно).       Скоростные характеристики снимают по стандартным методикам (ГОСТ 14846-81). Этим стандартом регламентируется комплектация д.в.с. и условия испытаний. В частности испытания проводят при снятых радиаторе, глушителе, вентиляторе, компрессоре, насосе усилителя и другом т.п. навесном оборудовании, условия испытаний стандартные по давлению, температуре и влажности.        Все точки скоростной характеристики снимаются на установившемся режиме, т.е. таком при котором в течение хотя бы одной минуты остаются неизменными обороты, крутящий момент и температура двигателя.        При снятии характеристики определяют при различных , а мощность рассчитывается по формуле: = * , (кВт).        На АТС д.в.с. работает в других условиях: 1) часть мощности расходуется на привод устройств снятых при испытании; 2) реальные условия отличны от стандартных.        В целом нужно понимать, что: 1) ВСХ снятые по стандартам различных стран существенно могут отличаться (на 3..5%). Поэтому, при использовании данных из других литературных источников необходимо знать по каким стандартам получены эти характеристики. 2) Поскольку часть мощности расходуется на привод дополнительных устройств, а реальные условия отличаются от стандартных, реально мощность двигателя меньше той, которая получена при испытаниях. Поэтому при использовании ВСХ необходимо полученные значения мощности умножать на к-т коррекции, меньший единицы. Для приближенных расчетов его можно принимать равным: = 0,8…0,9.        Для расчетов, особенно на ЭВМ удобно пользоваться аналитическими зависимостями. Так широко известна формула С.Р. Лейдермана:              = a/+ b/- c/,                  (1.2) где: к-ты a, b, c имеют разные значения в зависимости от типа д.в.с.. Так для карбюраторных: a = b =c = 1. Для дизельных: a = 0,87; b = 1,13; c = 1.         Более точные значения можно рассчитать по следующим формулам: - для бензиновых д.в.с.: a=3 - 4  /2-1;  b=3-2a;  c=2-a. - для дизельных: a=1- M,%/1002-/-1; b=21-a/2-; c=b/2. 
Для определения силы тяги используют скоростную характеристику двигателя, т. е. зависимость эффективной мощности N (рис. 18) и эффективного момента М от угловой скорости коленчатого вала.

При низкой частоте вращения коленчатого  вала мощность двш ателя мала. Однако она резко возрастает при увеличении частоты вращения коленчатого вала и достигает максимума при так называемых оборотах максимальной мощности (ММ).

Величина же крутящего момента  в пределах эксплуатационных частот вращения меняется гораздо слабее, однако также имеет максимум —  соответственно, при «оборотах максимального  крутящего момента» (МКМ).

Если сопротивление движению увеличилось  и частота вращения коленчатого  валя снизилась, то и крутящий момент снижается (ниже зоны МКМ), и мощность падает. В предельном случае двигатель останавливается. Угловая скорость коленчатого вала является наименьшей, при которой двигатель устойчиво работает в режиме полной нагрузки. Очевидно, что характеристики ДВС совершенно неудовлетворительны для транспортных средств, но силовой агрегат с таким мотором по совокупности технических и экономических показателей пока лучший. Поэтому конструкторам приходится мириться с недостатками ДВС, а для их преодоления оборудовать автомобиль коробкой передач (КП).

Идеальная коробка передач, способная  плавно менять передаточное отношение  между ведущими колесами и двигателем так, чтобы последний всегда работал  на оборотах ММ, позволила бы полностью нейтрализовать недостатки ДВС. Но на сегодняшний день создать бесступенчатую коробку передач, пригодную для массового производства, пока не удалось, и большинство автомобилей снабжаются, как правило, четырех и пятиступенчатыми коробками передач, относительно дешевыми и надежными.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Литература

 

1.Афанасьев, Л.Л. Конструктивная  безопасность автомобиля / Л.Л. Афанасьев,  А.В. Дъяков, В.А. Иларионов. - М.: Машиностроение, 2003.

2.Ильина И.Е., Козина И.М., Сидоркина  Е.Ю., Разина О.В. Оценка безопасности  транспортного средства категории  М1. // Транспортная безопасность и технологии. - 2007 - № 6. - с.13-25.

3.Кисуленко Б.В. Первые глобальные  технические правила - новый этап  в обеспечении безопасности автотранспортных  средств. // Автомобильная промышленность. - 2006 - № 5. - с.19-32.

4.Методическое пособие по курсу  подготовки специалистов по безопасности  дорожного движения на автомобильном  транспорте. Под общей редакцией  директора Государственного научно-исследовательского  института автомобильного транспорта  Венгерова И.А. М., 2000.