Анализ эксплуатационных свойств автомобиля КамАЗ–5410

• Введение
• 1. Характеристика базового транспортного средства
• 1.1 Конструкция ТС
• 2. Характеристика груза
• 2.1 Универсальные контейнеры
• 2.2 Перевозка грузов пакетами и на поддонах
• 3. Размещение груза на транспортном средстве
• 4. Определение центров масс транспортного средства, груза и нормальных реакций дороги
• 5. Определение аэродинамических параметров транспортного средства
• 6. Расчет тяговой и динамической характеристик
• 7. Расчет ускорения
• 8. Расчет скоростной характеристики
• 9. Расчет тормозных свойств КАМАЗ-5410
• 10. Определение показателей устойчивости, маневренности
• 10.1 Устойчивость автомобиля
• 10.2 Маневренность автомобиля
• 11. Расчет топливной характеристики
• Заключение
• Список использованных источников

Рост парка автомобильного транспорта, улучшение его эксплуатационных свойств приводят к повышению скорости и интенсивности движения, плотности транспортных потоков. Это усложняет дорожные условия перевозок, повышает аварийность, вероятность дорожно-транспортных происшествий и наездов, увеличивает загрязнение окружающей среды и уровень шума. В этих условиях правильный выбор подвижного состава, соответствующего своими эксплуатационными свойствами характеристикам перевозимого груза и условиям его доставки, дает возможность разрабатывать оптимальную стратегию и повышать безопасность перевозок.

Большое значение для повышения эффективности перевозок имеет совершенство конструкции автомобиля. Однако условия эксплуатации настолько сложны и разнообразны, что нельзя установить предел совершенства конструкции автомобиля, которую можно было бы признать эталоном по всем параметрам. Особенно это справедливо по отношению к технологии перевозок, где проявляется в максимальной степени приспособленность автомобиля к перевозке определенного вида груза. Повышение эффективности и качества перевозок грузов является одной из важнейших комплексных проблем на автомобильном транспорте. Качество перевозок грузов автомобильным транспортом зависит от совокупности свойств автотранспортной системы (экономических, технических, организационных, социальных и экологических параметров показателей), характеризующих полезность ее производственных процессов и возможностей при их реализации удовлетворять потребность страны в перевозках.

Наиболее важными показателями качества перевозки грузов автомобильным транспортом являются своевременность выполнения перевозок, сохранность количества и потребительских свойств грузов и экономичность системы доставки. Своевременность выполнения перевозок зависит от своевременности вывоза грузов от грузоотправителя и сроков доставки грузов грузополучателю. Влияние этих показателей на размеры затрат грузоотправителей зависит не только от форм их материально-технического снабжения, но и от подверженности грузов естественной убыли и порчи. Так, например, при складской форме доставки грузов своевременность выполнения перевозок оказывает определяющее влияние на размеры запасов годовой продукции у грузоотправителей, средств в обороте и производительных запасов продукции у грузополучателей.

Размеры запасов зачастую превышают объективную потребность, поскольку предполагается с их помощью исключить возможность сбоев в основном производстве грузоотправителей и грузополучателей при непредвиденных обстоятельства.

В связи с этим повышение квалификации инженерно-технических работников, связанных с организацией перевозок и управлением на автомобильном транспорте, является актуальным.

эксплуатационное свойство автомобиль тягач

1. Характеристика базового транспортного средства

Седельный тягач КамАЗ-5410, общий вид которого показан на рисунке 1.1, а схема на рисунке 1.2, выпускается Камским автомобильным заводом с 1976 года. Автомобиль, предназначенный для эксплуатации по дорогам всех категорий.

Кабина — трёхместная ил двуместная, со спальным местом или без спального места. Основные полуприцепы для КамАЗ-5410 — мод.9370−01, ГКБ-9572 (к гидрофицированному тягачу), ОдАЗ 9370.

Модификации: КамАЗ-5410 в тропическом исполнении; гидрофицированный для привода механизмов специализированных полуприцепов; радиус R1790 на схеме — для седельного тягача КамАЗ-5410 с гидровыводом для работы с полуприцепом ГКБ-9572.

Седельно-сцепное устройство — полуавтоматическое, с двумя степенями свободы. Привод тормозов полуприцепов — по комбинированной схеме, на гидрофицированном тягаче КамАЗ-5410 — по двухпроводной схеме. Топливный бак — 250 л, масляный бак гидрофицированного тягача — 37 л. (масло: летом — индустриальное 20, зимой — индустриальное 12А).

Краткая характеристика автомобиля представлена в таблице 1.1

Рисунок 1.1 — Общий вид автомобиля КамАЗ-5410

Таблица 1.1 — Краткая характеристика автомобиля КамАз-5410

Рисунок 1.2 — Схема автомобиля КамАЗ-5410

1.1 Конструкция ТС

Конструкция ТС содержит двигатель, кузов, шасси.

Двигатель. На автомобиле КамАЗ-5410 установлен двигатель марки КамАЗ-740, объём двигателя — 10,8 л. Топливо — дизельное с плотностью равной 0,825 т/см³. На рисунке 1.1 показана скоростная характеристика двигателя КамАЗ 740.

Рисунок 1.1 — Скоростная характеристика двигателя КамАЗ 740

Кузов. Двигатель расположен впереди, относительно кабины он расположен продольно. Кабина в автомобиле цельнометаллическая, двухдверная, двухместная, с точки зрения комфортности она приспособлена для удобства водителя. В ней имеется удобное кресло, отопление, большой угол просмотра дороги и многое другое, что облегчает жизнь водителя в дороге. Кузов автомобиля оборудован бортами, так как он приспособлен для перевозки различных тарно-штучных грузов. Кузов может быть оборудован дополнительным оборудованием для осуществления процесса погрузки и разгрузки и тентом для сохранности груза в процессе перевозки.

Шасси. Включает трансмиссию, несущую часть и механизмы управления

Трансмиссия. Трансмиссия автомобиля представляет собой совокупность механизмов, передающих вращающий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам и изменяющих вращающий момент и частоту вращения ведущих колес по значению и направлению. Она содержит сцепление, коробку передач, карданную передачу, главную передачу, дифференциал, полуоси.

Сцепление. Предназначено для кратковременного отъединения вала двигателя от КП при переключении передач и для плавного их соединения при трогании. На автомобиле КамАЗ-5410 установлено сухое, двухдисковое сцепление с гидроприводом и пневмоусилителем.

Коробка передач. Предназначена для изменения вращающего момента на ведущих колесах и скорости движения за счет ввода в зацепление различных пар шестерен. На автомобиле КамАЗ-5410 установлена механическая, пятиступенчатая. Раздаточная — двухступенчатая, с блокируемым межосевым дифференциалом и пневматическим управлением. Передаточные числа: I — 7,82; II — 4,03; III — 2,5; IV — 1,53; V — 1,00, ЗХ — 7,38.

Карданная передача. Предназначена для передачи вращающегося момента между агрегатами, оси валов которых могут смещаться при движении. Их применяют для соединения ведомого вала коробки передач с валами раздаточной коробки и ведущих мостов.

Главная передача. Это механизм трансмиссии. Увеличивающий вращающий момент после КП, который передается под прямым углом. На автомобиле КамАЗ-5410 установлена одинарная, гипоидная главная передача. Передаточное число, которой равно 5,43.

Дифференциал. Механизм трансмиссии, распределяющий подводимый к нему вращающийся момент между полуосями ведущих колес и позволяющий им вращаться с различными скоростями.

Полуоси. Полностью разгруженная. Полуосевые шестерни шлицованными отверстиями насажены на полуоси. Другие концы полуосей соединены фланцами со ступицами ведущих колес

Несущая часть. Служит для передвижения автомобиля. Она содержит раму, подвеску, мосты и колеса.

Подвеска. Это система устройств для упругой связи остова с колесами. Она смягчает удары от неровностей дороги. От конструкции и состояния подвески зависит плавность движения машины, которая влияет на производительность труда водителя и долговечность крепежных деталей.

Передняя — зависимая, на продольных полуэллиптических рессорах, с гидравлическими телескопическими амортизаторами

Задняя — зависимая, на двух основных и двух дополнительных продольных полуэллиптических рессорах

Колесо. На автомобиле КамАЗ-5410 установлены бездисковые колеса с пневматическими или радиальными шинами. Размер шины 9,00 R20 (260R508).

Механизмы управления. Включают рулевое управление и управление тормозами.

Рулевое управление. Предназначено для изменения направления движения автомобиля посредством поворота передних колес или полурамы.

На автомобиле КамАЗ-5410 установлен рулевой механизм типа «винт-шариковая гайка-рейка-сектор». Рулевой привод с гидроусилителем.

Управление тормозами. Для снижения скорости движения автомобиля, остановки и удержания в неподвижном состоянии его оборудуют тормозной системой. На автомобиле КамАЗ-5410 установлена тормозная системная с пневматическим приводом. Размеры: диаметр барабана — 400 мм, ширина тормозных накладок — 140 мм, суммарная площадь тормозных накладок — 6300 кв. см.

2. Характеристика груза

Перевозка грузов автомобильным транспортом регламентируется Уставом автомобильного транспорта, Правилами перевозок грузов автомобильным транспортом и Правилами дорожного движения.

Большинство тарно-штучных грузов целесообразно предъявлять к перевозке в укрупненном, пакетированном виде. Одними из средств пакетирования являются универсальные контейнеры и поддоны.

2.1 Универсальные контейнеры

Универсальные контейнеры предназначены для перевозки грузов разнообразной номенклатуры без тары в первичной упаковке или облегченной таре. Основными типами универсальных контейнеров для перевозки грузов автомобильным транспортом являются контейнеры массой брутто (т) /вес тары (т) 0,625/0,2; 1,25/0, 193; 2,5 (3) /0,585 (0,5); 5/0,98;.10/1,2;.24/2,1; 30/3,6 и более.

2.2 Перевозка грузов пакетами и на поддонах

Под пакетом понимается укрупненное грузовое место, сформированное из отдельных мест в таре (ящики, мешки, бочки и др.), скрепленных между собой с помощью пакетирующих средств на поддонах или без них. Такая технология обеспечивает в процессе транспортировки и хранения возможность механизированной переработки, целостность пакета и максимальное использование грузоподъемности автомобиля.

Пакетами на поддонах перевозятся тарные и штучные грузы. На плоских поддонах перевозятся мелкоштучные грузы (кирпич), грузы в стандартной таре и упаковке, ящиках, коробках, мешках и т. д. На стоечных поддонах — мелкоштучные, хрупкие грузы с неровными опорными поверхностями в недостаточно прочной таре. В ящичных поддонах — грузы без упаковки, мелкие изделия, машиностроительные и прочие промышленные товары.

Глиняный кирпич пластинчатого формования производят из глины с добавками или без них с последующим обжигом. В соответствии со стандартам кирпич подразделяется на восемь марок: 300, 250, 200, 175, 150, 125, 100 и 75. Марка кирпича характеризует предел его прочности.

Кирпич размерами 250×120×88 называется модульным или полуторным. Модульный кирпич (пустотелый или пористо — пустотелый) изготавливают со сквозными или несквозными круглыми или щелевидными пустотами. Количество круглых пустот бывает от 13 до 115, щелевидные — от 10 до 30.

Кирпич — типичный мелкоштучный груз, который не терпит перевозки навалом, т.к. она ведет к неизбежному «бою» кирпича, что приводит к большим потерям.

Кирпичи перевозят только пакетами на поддонах, типы поддонов представлены в таблице 2.3 Пакеты различной номинальной массы формируются на поддонах принятого габарита путем изменения числа рядов в пакете.

При укладке на поддоны необходимо обеспечить тщательность укладки, правильную форму пакета и одинаковое количество уложенных в них кирпичей в соответствии с принятой раскладкой (способы укладки кирпича указаны на рисунке 2.2.). Погрузка пакетов кирпича на автомобили или прицепы осуществляется козловыми или башенными, погрузчиками, автомобильными кранами. На рисунке 2.1 представлена схема механизации погрузки и выгрузки глиняного кирпича автопогрузчиком с безблочной стрелой.

Ручная разгрузка на при объектных складах стеновых материалов привезенных на поддоне запрещена.

Рисунок 2.1 — Схема механизации погрузки и выгрузки глиняного кирпича автопогрузчиком с безблочной стрелой.

Таблица 2.3 — Типы поддонов

Рисунок 2.2 — Способы укладки кирпича на поддоне На рисунке 2.3 показан, выбранный мной способ укладки кирпичей, и габаритные размеры поддона с кирпичами.

Рисунок 2.3 — Габаритные размеры поддона с кирпичами

3. Размещение груза на транспортном средстве

Одним из важнейших эксплуатационных свойств автомобиля является грузовместимость. В конкретных условиях эксплуатации грузоподъемность и геометрические параметры кузова ввиду различных форм, размеров и специфики укладки самого груза не всегда используются полностью. В связи с этим возникает необходимость оценить граничные условия использования параметров кузова при изменяющихся размерах кузова, для чего используется такое эксплуатационное качество как пороговая адаптация кузова, т. е. его способность реагировать в условиях эксплуатации на изменение объемных масс перевозимых грузов.

Данный параметр зависит от способа укладки тарно-штучных грузов в кузове автомобиля. В практике перевозок тарно-штучных грузов используют следующие способы укладки: плашмя (на большую опорную поверхность), на ребро (на узкую опорную поверхность), на торец. Поскольку большинство тарно-штучных грузов имеет форму параллелепипеда с тремя измерениями — длина, ширина и высота, то выбирается тот вариант способа укладки, при котором грузовместимость имеет наибольшую величину. Результаты укладки оформлены в таблице 3.1, с помощью которой рассчитывается количество единиц вмещаемого в кузов груза.

На основании таблицы 3.1 строится зависимость коэффициента использования грузоподъемности контейнера от варианта укладки тарно-штучного груза (рисунок 3.2) по формуле

г_к =, (3.1)

где m_i — количество единиц груза, уложенных по данному варианту укладки;

m_бр — масса брутто контейнера, т;

m_т — вес тары, т;

q_г — вес единицы груза, т.

Таблица 3.1 — Способы укладки груза в кузове автомобиля

С учетом выражения (3.1) строится зависимость изменения коэффициента использования грузоподъемности автомобиля при перевозке груза в контейнере (рисунок 3.3) по формуле г =, (3.2)

где n_к — количество контейнеров, вмещаемых в кузов автомобиля.

Рисунок 3.1 — Зависимость использования грузоподъемности от варианта укладки груза

4. Определение центров масс транспортного средства, груза и нормальных реакций дороги

Применительно к автопоезду в составе седельного тягача и полуприцепа центры масс определяются сначала в системе координат полуприцепа (рисунок 4.2), а затем автопоезда (рисунок 4.3)

Х_ОП =, (4.6)

где Х_ОП — абсцисса центра масс порожнего полуприцепа (ЦМПО), м;

G_ОП2 — часть веса порожнего полуприцепа, приходящаяся на тележку, т;

G_ОП — вес полуприцепа в снаряженном состоянии, т;

L — база полуприцепа, м.

ХП =, (4.7)

где ХП — абсцисса центра масс (ЦМП) груженого полуприцепа, относительно оси шкворня, м;

Х_Г — абсцисса центра масс груза (ЦМГ), м;

G_Г — вес груза в кузове автомобиля, т.

G_Г определяется с учетом рода груза, веса единицы грузового места, вместимости и грузоподъемности кузова и ограничений габаритных размеров ТС по высоте.

Это позволяет привести фронтальный вид груза к прямоугольной форме, точка пересечения диагоналей которой даст искомое положение центра масс груза.

(4.8)

где — часть веса груженного полуприцепа, приходящаяся на шкворень, т; - вес груженного полуприцепа, т.

(4.9)

где — часть веса груженного полуприцепа, приходящаяся на тележку, т.

Применительно к автопоезду транспортного средства

(4.10)

где Х_АП — абсцисса центра масс автопоезда, м; - собственный вес тягача, т;

— абсцисса центра масс тягача, м; ХП — абсцисса центра масс груженого

полуприцепа, относительно оси передних колес, м.

Где

(4.11)

— часть собственного веса тягача, приходящаяся на тележку, т; - база тягача, м.

(4.12)

где — часть, приходящаяся на тележку тягача, т; С — смещение седла тягача относительно тележки, м.

(4.13)

где — часть, приходящаяся на переднюю ось тягача, т.

Тогда вертикальная реакция дороги на переднюю ось тягача

(4.14)

где — часть собственного веса тягача, приходящаяся на переднюю ось тягача, т.

На заднюю ось тягача

(4.15)

Результаты расчета представлены в таблице 4.1

Таблица 4.1 — Результаты расчета

5. Определение аэродинамических параметров транспортного средства

Аэродинамические параметры ТС характеризуются величиной равнодействующей элементарных сил, распределенных по всей поверхности автомобиля. Равнодействующая называется силой сопротивления воздуха. Точку приложения этой силы называют метацентром автомобиля

Р_В = К_ВFV², (5.1)

где Р_В — сила сопротивления воздуха, Н; К_В — коэффициент обтекаемости, для грузовых автомобилей К_В =0,6 — 0,7 Нс²/м⁴; F — лобовая площадь ТС, для грузовых автомобилей F = 3 — 5 м²; V — скорость автомобиля, м/с.

Согласно формуле (5.1) сила сопротивления воздуха для автомобиля КамАЗ-5410 в зависимости от скорости будет увеличиваться.

С учетом выражения (5.1) строится зависимость Р_В = (V).

Зависимость Р_В = (V) показана на рисунке 5.1

Р_{В (Н)}

Рисунок 5.1 — Зависимость сопротивления воздуха от скорости автомобиля

6. Расчет тяговой и динамической характеристик

При ускоренном движении часть энергии затрачивается на разгон вращающихся деталей автомобиля. Эта часть энергии учитывается коэффициентом учета вращающихся масс ТС

= 1 +, (6.1)

где J_Д — момент инерции маховика и связанных с ним деталей двигателя и сцепления, кгм²; J_К — момент инерции колеса, кгм²; i_ТР — передаточное число трансмиссии; _ТР — КПД трансмиссии. Все значения величин указаны в таблице 6.1.

Значения этих величин показаны в таблице 6.1.

С учетом выражения (6.1) строится зависимость = (номер передачи), которая показана на рисунке 6.1

Таблица 6.1 — Значения величин, входящих в

Рисунок 6.1 — Зависимость = (номер передачи) Тяговая и динамическая характеристики рассчитываются с учетом данных внешней скоростной характеристики двигателя, эксплуатационных параметров ТС и дороги.

Тяговая характеристика Р_Т =, (6.2), где М_е = (n_е); (6.3)

V =, (6.4)

где V — скорость, м/с.

На основании выражений (6.2), (6.3) и (6.4) строится зависимость Р_Т = (V) для каждой передачи, представленная на рисунке 6.2

Pт (Н)

V

Рисунок 6.2 — Тяговая характеристика КамАЗ-5410

Динамическая характеристика Д =, (6.5)

где значения Р_Т и Р_В берутся соответственно из графиков Р_Т = (V) и Р_В = (V), G_а — вес автомобиля, Н, т. е. вес в кг умножается на 9,8.

Для определения максимальной скорости ТС на прямой передаче, на графике Д = (V) строится кривая Р_СУ = (V) которая показана на рисунке 6.3

Д

V

Рисунок 6.3 — Максимальная скорость на прямой передачи где Р_СУ =, (6.6)

где — коэффициент сопротивления качению,

=, (6.7)

где _О = 0,014 — 0,018, V — скорость, м/с.

На основании выражения (6.7) строится зависимость = (V), данные которой используются при расчете выражения (6.6) (см. таблицу 6.2), которая показана на рисунке 6.4 Точка пересечения кривой Р_СУ = (V) с кривой Д = (V) даст искомую величину максимальной скорости движения ТС на прямой передаче. Также необходимо построить зависимость Р_С = (V).

f

V (м/с) Рисунок 6.4 — Сопротивление качению в зависимости от скорости

Р_с

V (м/с) Рисунок 6.5 — Тяговая характеристика

7. Расчет ускорения

Ускорение ТС рассчитывают для каждой передачи в зависимости от скорости по формуле

J =. (7.1)

Значения элементов, входящих в выражение (7.1), берутся из зависимостей Д = (V), = (V) и = (номер передачи). Зависимость J= (V) показана на рисунке 7.1.

J, м/с²

V, м/с

Рисунок 7.1 — Зависимость ускорения от скорости

8. Расчет скоростной характеристики

Скоростная характеристика автомобиля рассчитывается, используя зависимость J= (V). На рисунке 8.1 представлен фрагмент графика ускорений, где шаг интегрирования

ДV = (V_i+1 — V_i) (8.1)

Тогда ДV, м/с

ДV₀= V_i =0,9;

ДV₁=1,4−0,9=0,5;

ДV₂=1,9−1,4=0,5;

ДV₃=2,3−1,9=0,4;

Для каждого шага интегрирования время разгона

Дt_рi = _{, (}8.2)

где

j_ср = 0,5 (j_i + j_i+1). (8.3)

Тогда Дt_рi, с

Дt_р0=;

Дt_р1==;

Дt_р2=;

Дt_р3=;

где

j_ср0=;

j_ср1=;

j_ср2=;

j_ср3=;

Откуда время разгона на конкретной передаче

t_рi =? Дt_рi. (8.4)

Тогда t_р1, с

t_р1=

В этом случае конечное значение t_р1 будет соответствовать времени разгона на конкретной передаче. Например, для первой передачи от момента П₀ до момента П₁

Рисунок 8.1 — Фрагмент графика ускорений

На рисунке 8.2 представлен фрагмент графика скоростной характеристики автомобиля КамАЗ-5410

Рисунок 8.2 — Фрагмент графика скоростной характеристики

Путь разгона рассчитывается при допущении неизменной скорости в каждом интервале ДV, м/с, равной среднему значению

V_ср = 0,5 (V_i + V_i+1). (8.6)

Тогда

V_ср0=^0,45

V_ср1=;

V_ср2=;

V_ср3=;

В этом случае путь, проходимый автомобилем в течение каждого интервала времени Дt_рi, м

ДS_рi = V_ср Дt_рi. (8.7)

Тогда

ДS_р0 =;

ДS_р1 =;

ДS_р2 =;

ДS_р3 =;

Полученные значения преобразовываются в численный ряд для каждой передачи

S_рi =? ДS_рi. (8.8)

Откуда

S_р1=

При построении скоростной характеристики необходимо учитывать снижение скорости автомобиля за время t_п переключения передач (движение накатом) и путь, проходимый за это время. В расчетах t_п принимается равным 2 с. Снижение скорости ДV за время переключения передач рассчитывается без учета внешних сил сопротивления движению и силы тяги. Тогда замедление за период t_п

J_з = 9,8 ѓ, (8.9)

Снижение скорости

ДV = J_з t_{п. (}8.10)

Средняя скорость за время t_п, с

V_{ср п} = (2V_н — ДV) /2. (8.11)

Тогда

S_п = V_{ср п} t_п. (8.12)

Откуда

S_п1=

Согласно проделанным расчетам величин для пути и времени на первой передаче, а также методу перехода с первой передачи на вторую, график строится дальше для остальных передач. Внешний вид скоростной характеристики автомобиля с пятиступенчатой коробкой передач показан на рисунке 8.2.

Рисунок 8.2 — Скоростная характеристика автомобиля КамАЗ-5410

9. Расчет тормозных свойств КАМАЗ-5410

Измерителями тормозной динамичности автомобиля являются замедление, время и путь торможения, остановочный путь в определенном интервале скоростей. Для их определения необходимо знать характер замедления во времени.

Расчетная формула остановочного времени

t₀ = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ + t₅, (9.1)

где t₁ — время реакции водителя, t₁ = 0,3 — 2,5 с; t₂ — время срабатывания привода тормозов, t₂ = 0,4 с, для автопоездов — 0,6 с; t₃ — время нарастания замедления, t₃=0,6 с; t₄ — время торможения с установившимся замедлением, t₅ — время оттормаживания, для гидропривода t₅=0,3 с, для пневмопривода-1,5−2,0 с;

t₄ =, (9.2)

где V₀ — начальная скорость торможения, км/ч; j_н — замедление в режиме наката, приближенно j_н = 9,8, где — коэффициент сопротивления качению, = 0,007 — 0,015; j — установившееся замедление.

j =, (9.3)

где — коэффициент сцепления шин с дорогой; g = 9,8 м/с²; К_Э — коэффициент эффективности торможения (таблица 9.1).

Таблица 9.1 — Коэффициенты эффективности торможения

Остановочный путь

S₀ = S₁ + S₂ + S₃ + S₄ + S₅. (9.4)

где

S₁ = (9.5)

S₂ =; (9.6)

S₃ =; (9.7)

S₄ = (9.8)

S₅ =, (9.9)

С учетом выражения (9.4) строятся зависимости S_о = (V_о) для значений коэффициента, равных 0,8; 0,6; 0,4. Эта зависимость показана на рисунке 9.1, который построен с учетом времени реакции водителя 1,4с.

Рисунок 9.1 — Скоростная характеристика тормозного режима движения На основании проведенных расчетов строится тормозная диаграмма для начальной скорости 40 км/ч (рисунок 9.2).

Где V_о = 40 км/ч;

V_В = V₀ — 3.6j_н t₂; (9.10)

V_С = V_В — 1,8jt₃; (9.11)

V_Д = V_С — 3.6jt₄. (9.12)

Рисунок 9.2 — Тормозная диаграмма Тормозные свойства относятся к важнейшим из эксплуатационных свойств, определяющих активную безопасность автомобиля, которой понимается совокупность специальных конструктивных мероприятий, обеспечивающих снижение вероятности возникновения ДТП. Характер торможения зависит от скоростных и дорожных условий. Чем больше коэффициент сцепления шин с дорогой в продольном направлении, тем меньше путь, проходимый автомобилем с момента нажатия педали тормоза до полной остановки. Скорость автомобиля прямопропорционально влияет на величину тормозного пути. Чем она выше, тем больше необходимо пути для полной остановки ТС, тем выше вероятность возникновения ДТП. На характер торможения так же влияют оценочные показатели эффективности рабочей и запасных тормозных систем. Для достижения наилучшего торможения ТС, по крайней мере близкого к таковому, используют специальные устройства, например автоблокировочные системы (АБС), которые позволяют автоматически поддерживать скольжение всех колес в режиме, близкому к оптимальному, что обеспечивает наилучшее сочетание устойчивости и эффективности торможения.

10. Определение показателей устойчивости, маневренности

10.1 Устойчивость автомобиля

Устойчивость автомобиля непосредственно связана с безопасностью дорожного движения. Нарушение устойчивости выражается в произвольном изменении направления движения, его опрокидывании или скольжении шин по дороге. Различают поперечную и продольную устойчивость автомобиля. Более вероятна и опасна потеря поперечной устойчивости.

Показателями поперечной устойчивости автомобиля при криволинейном движении являются максимально возможные скорости движения по дуге окружности и угол поперечного уклона дороги. Оба показателя определяются из условий заноса или опрокидывания автомобиля.

Максимально допустимая скорость автомобиля по скольжению, м/с

V_cк =, (10.1)

где R — радиус дуги, м; ц_у — коэффициент поперечного сцепления,

ц_у = (0,5 — 0,85) ц, (10.2)

где ц — коэффициент сцепления шин с дорогой в продольном направлении; в — угол поперечного уклона.

Знак «+» в числителе и «- «в знаменателе берутся при движении по уклону, наклоненному к центру поворота дороги, если же он наклонен в сторону, противоположную центру поворота дороги, то в числителе ставится знак «-», а в знаменателе «+» .

Тогда

V_cк = ,

V_cк = .

Где ц_у =. При в = 0

V_cк =. (10.3)

Тогда V_cк =

Максимально допустимая скорость по опрокидыванию, м/с

V_опр =, (10.4)

где h_ц — ордината центра масс груженого автомобиля, м

Тогда

V_опр =. При в = 0

V_опр =. (10.5). Тогда

V_опр =.

Потеря автомобилем продольной устойчивости выражается в буксовании ведущих колес, что наблюдается при преодолении автопоездом затяжного подъема со скользкой поверхностью.

Показателем продольной устойчивости автомобиля служит максимальный угол подъема, преодолеваемого автомобилем без буксования ведущих колес

tgв_бук =, (10.6)

где, а — расстояние от центра масс груженого автомобиля до оси передних колес, м; L — база автомобиля, м; h_ц — высота сцепного устройства прицепа, м; G_а — вес автомобиля-тягача, т; G_пр — вес полуприцепа, т.

Для одиночного автомобиля

tgв_бук =. (10.7)

Тогда

tgв_бук =,

где

в_бук =

На рисунках 10.1 и 10.2 представлены зависимости максимально допустимой скорости автомобиля КАМАЗ 5140 по скольжению и опрокидыванию в зависимости от радиуса поворота.

Рисунок 10.1 - Максимально допустимая скорость автомобиля по скольжению

Рисунок 10.2 - Максимально допустимая скорость автомобиля по опрокидыванию

10.2 Маневренность автомобиля

Маневренность автомобиля характеризуется формой и размерами габаритной полосы криволинейного движения (ГПД), под которой понимается площадь опорной поверхности, ограниченной проекциями на нее траекторий крайних выступающих точек транспортного средства.

При курсовом проектировании ГПД определяется применительно к круговому движению автомобиля с минимальным радиусом поворота R_п (приведен в технической характеристике автомобиля).

Построение ГПД (масштаб 1: 72) одиночного автомобиля (тягача) с управляемыми колесами передней оси (рисунок 10.3) осуществляется следующим образом. Из центра О радиусом поворота R_п в масштабе проводим кривую траектории внешнего переднего колеса автомобиля. Затем от оси ОО₁ откладываем отрезок L, равный базе транспортного средства. Проводим ось А₁А. От точки пересечения оси А₁А с кривой траектории внешнего переднего колеса откладываем отрезок, равный колеи передних колес. Из середины отрезка проводим перпендикуляр до пересечения с осью ОО₁. Точка пересечения является серединой ведущего моста автомобиля. Отложим отрезок, равный колеи задних колес. Получим кинематическую схему ходовой части автомобиля, на которую накладываем масштабное изображение контура общего вида транспортного средства в плане. Затем из центра поворота О последовательно проводим кривые радиусами: R_о — радиус кривизны середины заднего моста; R_н — наружный радиус поворота; R_в — внутренний радиус поворота. Разность между наружным R_н и внутренним R_в радиусами поворота составляет ширину динамического коридора, т. е. ГПД. Разность между R_н и R_о является наружной составляющей А_н, между R_о и R_в — внутренней составляющей габаритной полосы движения А_в.

ГПД автопоезда с двухосным прицепом строится последовательно для каждого звена транспортного средства. На рисунке 10.4 показано ГПД автопоезда.

Рисунок 10.3 — Построение ГПД автомобиля

Рисунок 10.4 — Построение ГПД автопоезда:

С_к — сдвиг центра заднего моста прицепа относительно центра заднего моста тягача; L_п — база прицепа; L_д — длина дышла прицепа; R_оп — радиус кривизны середины заднего моста прицепа

11. Расчет топливной характеристики

Топливной экономичностью называют совокупность свойств, определяющих расход топлива при выполнении транспортной работы в различных условиях эксплуатации. Топливная экономичность зависит от часового расхода топлива Q₁ и удельного эффективного расхода топлива g_е. Основным параметром топливной экономичности является путевой расход топлива Q_s, л/100 км.

Для расчета топливной характеристики определяется максимальный часовой расход топлива в кг для каждого значения n_еi/n_еmax по формуле

Q₁ =, (11.1)

где g_еmin — минимальный удельный часовой расход топлива, г/кВт ч; N_еmax — максимальная эффективная мощность двигателя, кВт.

Для каждой передачи рассчитывается максимальный фактический часовой расход топлива

Q_т =, (11.2)

где значения Р_с и Р_т для каждой передачи берутся из расчета тяговой и динамической характеристик (см. раздел 6). На основании выражения (11.2) рассчитывается путевой расход топлива на каждой передаче

Q_s =, (11.3)

где V — скорость автомобиля на данной передаче, м/с; с — плотность топлива, кг/л.

На рисунке 11.1 представлен график зависимости путевого расхода топлива от скорости движения.

Q_{s, л}/100 км

V, м/с

Рисунок 11.1 — Путевой расход топлива

Заключение

Современный уровень экономики, характеризующийся развитием процессов глобализации, специализации и информатизации предусматривает совершенство обслуживающих процессов, в первую очередь это относится к транспортировки грузов.

В транспортной стратегии Российской Федерации до 2015 года одним из важнейших положений является снижение доли транспортной составляющей в стоимости товаров до 10…15%. Для достижения этих целей необходимо снизить потери грузов в процессе их перевозки, хранения и перегрузки; совершенствовать транспортные технологии; развивать современные процессы управления и мониторинга; модернизировать транспортную технику. Основные подходы решения этих задач базируется на положениях, изложенных далее:

1 — совершенствование подготовки товара к перевозке, правильный подбор тары, формирование грузовых мест и грузовых партий;

2 — выбор технологии доставки, включая тип транспортного средства, перевозку и выполнение погрузо-разгрузочных работ, с максимальным учетом транспортных характеристик груза;

3 — строгое соблюдение правил безопасности, условий перевозки и выполнение перегрузочных работ в соответствии с особенностями груза;

4 — использование современных средств маркировки груза, способствующих автоматизации процессов мониторинга и управление доставкой грузов.

Перспективные транспортные технологии должны учитывать логистические принципы организации доставки грузов. За счет объединения в единые цепочки доставки грузовладельцев, перевозчиков и складских операторов появляется возможность на стадии планирования перевозки увязать характеристики грузов и транспортных систем. В результате транспортные системы будут максимально приспособлены для доставки соответствующих грузов, и подготовка товаров к перевозке может быть оптимизирована под требования транспортных систем еще на стадии проектирования и производства.

Список использованных источников

1. Литвинов А. С., Фаробин Я. Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. — М.: Машиностроение, 1986. — 240 с.

2. Афанасьев Л. Л., Дьяков А. Б., Илларионов В. А. Конструктивная безопасность автомобиля. — М.: Машиностроение, 1983. — 212 с.

3. Боровский Б. Е. Безопасность движения автотранспортных средств. — Л. Лениздат, 1984. — 305 с.

4. Вахламов В. К. Техника автомобильного транспорта. М.: «Академия», 2004. — 528 с.

5. Анализ эксплуатационных свойств автотранспортного средства: Методическое пособие по курсовому проектированию для студентов специальности 2401 «Организация перевозок и управление на транспорте» /сост.В. Г. Анопченко КГТУ. Красноярск, 1997. — 75с.

6. Характеристики автомобильных двигателей: Справочно — методическое Пособие по курсовому проектированию для студентов специальности 2401 — «Организация перевозок и управление на транспорте» и 1505 — «Автомобили и автомобильные хозяйства» / сост.В. Г. Анопченко, С. А. Воякин; КрПИ. Красноярск, 1993. — 71 с.

7. СТП 01−02. Общие требования к оформлению текстовых и графических студенческих работ. Текстовые материалы и иллюстрации КГТУ. Красноярск, 2007. — 52 с.

8. Краткий автомобильный справочник. Том 2. Грузовые автомобили. — М.: Компания «Автополис — плюс», ИПЦ «Финпол», 2005. — 560 с.

9. Тарасик В. П. Теория движения автомобиля: «Учебник для вузов. — СПБ.: БХВ — Петербург, 2006. — 478 с.