close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Карпов А. С. Динамика автомобиля

код для вставкиСкачать
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
А С. Карпов.
ДИНАМИКА АВТОМОБИЛЯ
Текст лекций
Воронеж 2008
УДК 240401.01
Карпов А.С. Динамика автомобиля. Тексты лекций (А.С.
Карпов)Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2008-204с.
Тексты лекций написаны в соответствии с требованиями Государственного
образовательного стандарта высшего профессионального образования( ГОС ВПО)
направления подготовки дипломированного специалиста 65 3400-«Организация перевозок
и управление на транспорте»( Утвержден Минобразования РФ 05.04.2000г)
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА
Библиогр: 8 наим.
Рецензент: д-р техн.наук, проф. А.И.Станчев
УДК 240401.01
КарповА.С.,2008
Воронежская государственная
лесотехническая Академия.
2008
Оглавление
Введение
Основные принятые обозначения
Водитель, как оператор ВАДС
Автомобильные дороги и дорожные покрытия
Колеса. Назначения и типы
Ободья, ступица и соединительный элемент колеса
Неуравновешенность и балансировка колес
Регулирование давления воздуха в шинах
Расчет колес
Силовой и мощностной балансы автомобиля
Динамический паспорт автомобиля
Динамическое преодоление подъема
Движение автомобиля накатом
Влияние конструктивных факторов на тяговую
динамичность автомобиля
КПД силовой передачи
Скоростная характеристика двигателя
Тяговые показатели автопоездов
Обтекание легкового автомобиля и автопоезда воздухом
Аэродинамические испытания автомобиля
Способы снижения силы сопротивления воздуха
Тормозные системы, Назначения и типы
Требования к тормозным системам
Минимальный тормозной путь
Устойчивость при торможении
Стабильность при торможении
Минимальное время срабатывания
Легкость управления
Тормозные механизмы
Оценочные параметры и принципиальные схемы
колесных тормозных барабанов
Эффективность и стабильность тормозных механизмов
Тормозные приводы
Регуляторы тормозных сил
Антиблокировочные системы
Тормозные системы легковых автомобилей
Тормозные механизмы и приборы тормозного пневмопривода
Грузовых автомобилей
Рулевое управление. Назначение и типы
Травмобезопасное рулевое управление
Рулевой привод
Рулевые усилители
стр.
-1
-5
-10
-17
- 31
- 44
- 49
- 51
- 53
- 58
- 65
- 70
- 72
- 76
- 76
- 77
- 80
- 81
- 83
- 85
- 86
- 86
- 87
- 87
- 88
- 88
- 89
- 92
- 99
-100
- 108
- 109
- 116
-132
- 147
- 157
- 162
- 166
Конструкции рулевых управлений
Конструктивная безопасность транспортных средств
Активная безопасность транспортных средств
Влияние микроклимата на состояние водителя
Пассивная безопасность транспортных средств
Послеаварийная безопасность транспортных средств
Экологическая безопасность транспортных средств
Список литературы
- 186
- 187
- 195
- 197
- 200
- 201
- 204
1
ВВЕДЕНИЕ
Основной задачей автомобильного транспорта является полное и
своевременное удовлетворение потребностей народного хозяйства и
населения в перевозках при наименьших материальных и трудовых затратах
при обеспечении высокого уровня безопасности дорожного движения и
экологичности. Современный автомобильный транспорт играет важную роль
в системе народного хозяйства страны. Автомобилизация многих отраслей
экономики - отличительная черта нашего времени. Практически ни одна
отрасль народного хозяйства не может обходиться без автотранспортного
обслуживания. В добывающих отраслях промышленности, строительстве,
сельском хозяйстве автомобиль стал неотъемлемой частью средств
механизации производства. Хорошо налаженные транспортные связи во
многом определяют ритм общественного производства тексты социальноэкономических преобразований. Автомобильным транспортом перевозится
более 85% народнохозяйственных грузов, 90% пассажиров.
Широкое применение автомобильного транспорта определяется его
достоинствами. Преимуществом перед другими видами транспорта
- возможность непосредственной доставки грузов, пассажиров « от двери к
двери «;
- приспособленность к перевозке грузов различных габаритов и массы;
- оперативность организации перевозок,
малые первоначальные
капитальные вложения;
- большая мобильность, высокая скорость доставки.
Наряду с тем для автомобильного транспорта характерен высокий
уровень транспортных издержек на все виды перевозок. Расхода: на
автомобильные перевозки составляют 10% стоимости промышленной
продукции, до 22 - стоимости основных видов сельскохозяйственной
продукции, до 30% стоимости строительных работ. Себестоимость
перевозок грузов автомобильным транспортом более чем в 20 раз выше
по сравнению с железнодорожным, в 25 - по сравнению с морским и
почти в 20 раз выше, чем наречном транспорте.
Автомобильный транспорт требует больших трудовых затрат. На
единицу транспортной работы на автомобильном транспорте они в 8 раз
выше, чем на железнодорожном, в 12 - чем на речном и в 28 раз выше по
сравнению с морским транспортом. На развитие, содержание и
эксплуатацию автомобильного парка выделяются значительные
материальные
ресурсы,
расходуется
большое
количество
высококачественных материалов. Автомобильный транспорт энергоемкий
вид транспорта Потребление топлива на единицу транспортной работы на
автомобильном транспорте более чем в 10 раз выше по сравнению с
железнодорожным, речным и морским видами транспорта
2
С ростом уровня автомобилизации, повышением скоростей движения,
увеличивается опасность для жизни человека, вред, наносимый окружающей
среде. Ежегодно в мире в автомобильных катастрофах погибают сотни тысяч
людей, миллионы людей получают травмы различной степени тяжести.
Автомобиль является источником загрязнения атмосферы вредными
веществами,, которые накапливаются в организме человека вызывая при этом
серьезные заболевания, Один легковой автомобиль, например, при пробеге 1
км может выделить такое количество окиси углерода, которого достаточно
для насыщения им до предельно допустимого значения около 80 тыс.куб.
метров воздуха. Уровень уличного шума в крупных городах и промышленных
центрах достигает 120...130 дБ, что значительно превосходит уровень,
который длительное время не может' переносить человек без опасных
последствий для жизни.
Эффективность работы автомобильного транспорта, затраты на
осуществление транспортной работы, влияние на окружающую среду во
многом определяется тем, насколько совершенен, пригоден к выполнению
заданных функций в конкретных условиях эксплуатации его подвижной
состав. Основоположник науки об автомобиле академик Е.А Чудаков
отмечал, что конструкция автомобиля в своем развитии должна подчиняться
эксплуатационным требованиям. Вот почему конструкторам необходимо
знание особенностей эксплуатации автомобилей в разнообразных дорожных
и природно-климатических условиях, вытекающих отсюда требований к его
конструкции.
Многообразны требования к конструкции подвижного состава
автомобильного транспорта в зависимости от вида груза, объема и
расстояния перевозок, других факторов, определяющих транспортные
условия эксплуатации автомобилей.
Затраты на поддержание работоспособности автомобиля ( техническое
обслуживание и ремонт, смазочные и другие эксплуатационные материалы,
восстановление и ремонт шин и т.д.) составляют значительную долю
себестоимости перевозок от 9 до 25%), за аммортизационный пробег они
могут быть в 6.. 7 раз выше первоначальной стоимости автомобиля. В
большой степени эти затраты зависят от надежности автомобиля,
приспособленности его конструкции к производству работ по техническому
обслуживанию и ремонту. За счет совершенствования технологии
производства, повышения надежности и долговечности деталей и узлов, срок
службы автомобилей сейчас значительно повысился. Достаточно сказать, что
ресурс двигателей марки ЯМЗ в настоящее время достиг 1 миллиона
километров пробега, хотя совсем недавно ресурс не превышал 300. .400 тысяч
километров. Ознакомление с видами технических воздействий, которым
автомобиль подвергается в процессе эксплуатации, их технологией,
применяемым оборудованием также необходимы конструктору.
3
Увеличение объема перевозок в условиях безопасности дорожного движения
является основной задачей автомобильного транспорта. Решение этой задачи
должно осуществляться комплексно, с учетом возможностей всех звеньев
системы « водитель – автомобиль – дорога – среда» ( ВАДС). Первостепенное
значение при этом приобретает человеческий фактор. По статистическим
данным, 70 - 80 % дорожно-транспортных происшествий ( ДТП ) происходит
из-за ошибок водителей. Ошибка - это результат побочного действия, т.е.
действия, не достигшего цепи. У водителя это выражается в неправильных,
преждевременных или запаздывающих действиях или их отсутствии при
управлении автомобилем в условиях быстро меняющейся дорожной
обстановки и особенно в критических ситуациях. К ошибкам относится и
любое нарушение водителем Правил дорожного движения ( ПТДД ) что часто
приводит к ДТП
Ошибки водителей обусловлены различными негативными факторами:
плохими дорогами, неудовлетворительной организацией дорожного
движения, техническим
несовершенством или неисправностью
транспортного средства , неблагоприятными погодными условиями, плохой
видимостью, высокой плотностью транспортного потока, а также
управлением автомобилем на больших скоростях. Одним из направлений
снижения числа ошибок водителей по этим причинам является максимальный
учет психофизиологических особенностей и возможностей водителей при
конструировании новых и совершенствовании серийных автомобилей,
строительстве и обустройстве автомобильных дорог, а также при организации
дорожного движения. Важное значение имеет научная организация труда
водителей с учетом влияния на их состояние и работоспособность
окружающей среды и времени суток. Однако возникновение и исход
критических ситуаций в значительной степени зависят от своевременных и
правильных действии водителей, поэтому повышение их надежности
является важнейшей задачей, без решения которой невозможно обеспечить
безопасность дорожного движения.
Проблема надежности водителей связана с ролью человеческого фактора
под которым понимают совокупность всех физических и психологических
свойств личности и их влияние на успешность трудовой деятельности
водителя. Организация перевозок, обеспечивающих высокую эффективность
и безопасность движения, требует от инженера дорожного движения
глубоких и разносторонних знаний. Он должен иметь хорошую подготовку по
автомобильной технике, дорожному делу, организации дорожного движения,
прикладной математике, теории автоматизированных средств управления и
ряду других технических наук.
Основное внимание уделяется требованиям к водителю, как оператору
сложной системы ВАДС; изложению факторов его психофизиологической
надежности; инженерно-психологическим требованиям к рабочему месту
водителя автомобиля и обустройству дорог; методам профессионального
отбора для повышения надежности водителей; причинам, в результате
4
которых водитель управляет автомобилем в состоянии сниженной
работоспособности, и мероприятиям по рационализации режима его труда и
отдыха ; психофизиологическим особенностям управления автомобилем в
сложных дорожных условиях.
10
1. ВОДИТЕЛЬ КАК ОПЕРАТОР СИСТЕМЫ ВАДС
Человек, управляющий техникой на современном уровне развития
общественного производства является наиболее важным звеном в системе
управления. Это привело к формированию понятия системы « человекмашина» (СЧМ). Под СЧМ понимается система, включающая в себя
человека-оператора и машину, посредством которой осуществляется
трудовая деятельность. Оператор - это человек, выполняющий какую-либо
операцию ( действие ).
Функции оператора выполняют работники самых различных
профессий. Основным содержанием их деятельности являются прием анализ,
переработка информации и выполнение соответствующих действий по
управлению производственным процессом.
Водителя автомобиля можно рассматривать как оператора сложной
системы ВАДС, Однако при этом следует отметить особенности его
операторской деятельности, отымающие его работу не только от роботы
многих операторов СЧМ, но и от деятельности операторов некоторых других
транспортных средств. Например, летчик в полете 90 % информации
получает в закодированной форме от различных приборов, расположенных
на приборной доске. Водитель автомобиля большую часть информации ( 95 %
) получает от автомобиля, дороги, среды движения и лишь небольшую часть
закодированной информации - от контрольно-измерительных приборов
автомобиля. Летчик может использовать автопилот и периодически ослаблять
режим слежения. Водитель не имеет такой возможности, так как отвлечение
внимания в быстро меняющейся дорожной обстановке даже на 1-2 сек.
Иногда приводит к возникновению аварийной ситуации. Однако водитель,
изменяя скорость движения или маршрут, может снижать или увеличивать
количество поступающей информации в единицу времени ( следует
отметить, что в некоторых условиях, например при движении в плотных
транспортных потоках, увеличение или уменьшение скорости движения
практически невозможно).
Эффективность работы любой СЧМ , в том числе и системы ВАДС,
зависит от надежности , которая определяется безотказностью его
работы. Различают психологическую надежность оператора, которая
определяется соответствием его психологических качеств требованиям
выполняемой деятельности, и физиологическую надежность, зависящую от
физических данных и состояния здоровья.
Человек в системе управления является наиболее важным и одновременно
менее надежным звеном. Он легко отвлекается, сравнительно быстро
утомляется, его поведение подвержено влиянию очень многих
непредсказуемых факторов, и поэтому он не может- безошибочно выполнять
работу в течении продолжительного времени. Частота отказов в системах
11
управления по вине человека составляет от 20 до 95 %. Такие отказы в
системе управления ВАДС представляют большую угрозу для безопасности
дорожного движения. Именно поэтому такое большое значение придается
повышению надежности водителя автомобиля.
Надежность водителя - это его способность безошибочно управлять
автомобилем в любых дорожных условиях в течении всего рабочего
времени. К основным факторам, определяющим надежность водителя,
относится его профессиональная пригодности подготовленность и высокая
работоспособность.
Профессиональная пригодность водителя определяется состоянием,
психологическими и личностными качествами. Пригодность по состоянию
здоровья
устанавливается
при
медицинском
освидетельствовании.
Психологическая пригодность - это соответствие психологических и
личностных качеств требованиям водительской деятельности. Нередко
такие качества водителя, как, воля, самообладание, смелость, быстрая
сообразительность, скорость восприятия и реакция , решают исход
критической ситуации, В основе этих и других, важных для надежной
деятельности водителя, качеств лежат особенности протекания его
психологических процессов, материальной основой которых является
деятельность коры головного мозга
Подготовленность
водителя
определяется
уровнем
его
профессиональных знаний и навыков, которые приобретаются в процессе
обучения и последующей профессиональной деятельности. Хорошая
подготовки водителя выражается в наличии широкого диапазона навыков,
доведенных до уровня автоматизма действий и обеспечивающих правильные
и своевременные действия в критических дорожных ситуациях. Она
позволяет максимально использовать технические возможности автомобиля
и безошибочно, с минимальной затратой сил, управлять им ; правильно
оценивать и своевременно предвидеть возможные изменения дорожной
обстановки и предупреждать возникновение аварийных ситуаций;
безошибочно управлять автомобилем на больших скоростях, ночью, в
тумане, при высокой интенсивности движения, в горных и других сложных
условиях
Профессионализм определяется также уровнем психологической
подготовленности
водителя,
т.е.
формированием
у
него
психофизиологических свойств, которые обеспечивают надежность работы в
любых условиях Успешность психологической подготовки зависит от
методологического уровня ее проведения, активности обучаемых, а также от
необходимых для надежного убавления автомобилем личностных и
психофизиологических качеств. Недостаточная подготовленность .является
наиболее частой причиной ошибок, допускаемых молодыми, неопытными
водителями в критических ситуациях, которые нередко приводят к дорожнотранспортным происшествиям. Поэтому совершенствование и повышение их
12
профессионального мастерства являются важнейшими факторами
обеспечения безопасности дорожного движения.
Высокая работоспособность - это состояние человека позволяющее ему
выполнять работу с высокой производительностью и высокими
качественными показателями в течении определенного времени. Высокая
работоспособность имеет большое знамение для обеспечения надежности
водителей. При снижении работоспособности водитель может допустить
грубые ошибки при управлении автомобилем, которые нередко приводят к
ДТП. Работоспособность снижается после приема алкоголя, наркотиков,
при заболевании, утомлении, и состоянии сильного нервного возбуждения
или в угнетенном состоянии. Сохранение высокой работоспособности
водителей обеспечивается рациональной организацией труда и отдыха, а
также контролем за их состоянием перед рейсом и в пути, что позволяет
своевременно отстранять от управления автомобилем лиц, состояние
которых создаст угрозу возникновения ДТП
Надежность водителя зависит и от состояния других звеньев системы
автомобиля, дорога и среды движения. Высокие технико-эксплуатационные
характеристики автомобиля, его исправность, подогнанное по росту сиденье,
хорошая обзорность, информативность контрольно-измерительных
приборов, легкость работы с органами управления, соответствующий
санитарно-гигиеническим требованиям микроклимат в кабине способствует
сохранению высокой работоспособности водителей, а следовательно,
повышает их надежность.
Дорога имеет свои параметры К ним относятся : ширина проезжей части,
конфигурация в плане и профиле, состояние покрытия, границы ( тротуаров,
кюветы, обочина). К дороге имеет отношение находящиеся на ней и в
придорожном пространстве транспортные средства, пешеходы , животные,
светофорные объекты. , дорожные- знаки, и разметка , неподвижные
препятствия. Обустройство дороги и уровень организации дорожного
движения могут облегчить или затруднить работу водителям. Таким образом,
оказывать прямое влияние на его надежность.
Среда движения характеризуется освещенностью, влажностью,
температурой, ветров, запыленностью и видимостью. От отрицательного
воздействия среды водитель должен быть защищен соответствующим
техническим обустройством автомобиля: Работосо6ность водителей, а
следовательно их надежность, зависит от времени суток, солнечной
геомагнитной активности и перепадов барометрического давления. Таким
образом надежность водителей определяется субъективными и
объективными факторами.
От способности водителя воспринимать и своевременно реагировать на
поступающую к нему информацию во многом зависит безопасность
движения. Скорость и точность реагирования находится в прямой
зависимости от информационных характеристик поступающих сигналов.
Изучением этих вопросов занимается теория информации.
13
Информация - это сведения об окружающем мире и протекающих в нем
процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством.
На продуктивность деятельности оператора оказывает влияние его
индивидуальные особенности, особенности потока информации и условия
деятельности.
К индивидуальным особенностям оператора относятся психологические
и личностные качества, уровень его профессиональной подготовки ,
возраст, уровень его профессиональной подготовки, возраст, физические
данные и состояние здоровья.
Особенности потока информации характеризуются пространственным
положением источников информации, скоростью информационного потока ,
т.е. количеством информации, поступающей в единицу времени; легкостью
восприятия
информации,
которая
определяется
размерами,
контрастностью, взаимным расположением и освещенностью цифр, слов,
знаков и т.д.
К условиям деятельности относятся особенности рабочего места
(расположение органов управления, приборов, сиденья), микроклимат
кабины (влажность, температура воздуха, скорость воздушного потока и
т.д.), обзорность, исправность автомобиля и др.
Информацией об управляемом объекте являются сведения о положении
объекта управления, режиме его работы, результатах воздействия на
объект со стороны человека, им управляющего, и со стороны внешней
среды, а также данные о положении органов управления, поступающие от
специальных средств отображения информации. При управлении
автомобилем такими средствами являются приборы, информирующие
водителя о скорости движения, работе систем двигателя и т.п.Управляя
автомобилем, водитель перемещает органы управления, которыми
являются рулевое колесо, педали тормоза, сцепления и управления
дроссельной заслонкой, рычаг переключения передач, переключатели
световых и осветительных приборов и т.п. Каждый орган управления имеет
характерные для него параметры, к которым относятся положения, форма,
размеры, амплитуда перемещения, направление, скорость и усилие,
которое необходимо применять; удаленность их от водителя и друг от
друга. Все это водитель должен знать и учитывать при работе с ними.
При получении, переработке информации и ее реализации в
деятельности водителя различают пять этапов.
ПЕРВЫЙ ЭТАП - прием информации. На первом этапе происходит
активное обнаружение, выделение и восприятие нужных сигналов из
окружающей обстановки, т.е. идет поиск необходимой информации для
обеспечения безопасности дорожного движения из многообразного
информационного потока. Источником информации для водителя являются
14
объекты, находящиеся на проезжей части дороги, состояние дороги и среды
движения, придорожное пространство, светофоры, дорожные знаки,
показания приборов, шум двигателя и шум, возникающий при трении колес
с автомобильной дорогой, вибрация и другие сигналы, несущие
информацию, необходимую для ориентировки в дорожной обстановке. У
водителя вырабатываются навыки избирательного восприятия наиболее
важной в данный момент информации. Затруднения в приеме информации
возникают вследствие ее недостаточного или избыточного поступления.
ВТОРОЙ ЭТАП - переработка информации, которая происходит путем
опознания, оценки и сопоставления поступающей информации, что
позволяет составить целостное представление о состоянии объекта
управления (автомобиля), его положения по отношению к другим
участникам движения. Воспринимаемая ситуация оценивается водителем с
целью ее сохранения или изменения. Для восприятия и оценки ситуации
иногда требуется мгновение, но в сложных случаях это время может
увеличиться, что иногда объясняется и недостатком необходимой
информации. Начинается поиск недостающей информации путем
сопоставления прошлого опыта с конкретной дорожной обстановкой.
Важным фактором в процессе переработки информации является
прогнозирование - предвидение изменения дорожной обстановки и
выполнения действий, упреждающих возможность возникновения
аварийной ситуации. Например, опытный водитель , учитывая возможность
торможения впереди идущего автомобиля, зная, что остановочный путь
должен
быть
меньше
расстояния
видимости,
выдерживает
соответствующую безопасную скорость. Нередко ДТП происходит
вследствие неправильной оценки водителем дорожной ситуации, неумения
предвидеть ее ближайшие изменения. В результате он запаздывает с
выполнением необходимых управляющих действий, а иногда поспешными,
ошибочными действиями сам создает аварийную обстановку.
ТРЕТИЙ ЭТАП - принятие решений. Если из оценки ситуации следует,
что решение однозначно, то выбора решения не происходит. При наличии
нескольких способов возможных решений водитель выбирает оптимальный
вариант. Однако при этом увеличивается время принятия решения. Оно
увеличивается и при особо ответственном решении. Быстрота и
правильность решения зависят от профессионального опыта и
индивидуальных психофизиологических особенностей водителя. При виде
перебегающего дорогу пешехода у водителя возникают модели
движущегося пешехода и автомобиля, и если сопоставление всей текущей
информации и прошлого опыта позволяет оценить ситуацию как
безопасную, он может даже не тормозить. Динамика таких моделей,
возникающих в коре головного мозга водителя, опережает изменение
обстановки, что позволяет водителю прогнозировать свои действия.
ЧЕТВЕРТЫЙ ЭТАП - выполнение решений, т.е. действия органами
15
управления в соответствии с принятыми решениями. Рабочие движения
состоят из двух основных фаз : поисковой (устремление руки или ноги из
рабочего положения к определенному рычагу или педали управления) и
исполнительной (собственного действия). Скорость и точность действий
зависят от степени автоматизации двигательных навыков. При
недостаточной автоматизации поисковые действия выполняются
сознательно и при контроле зрения. При навыках, доведенных до уровня
автоматизма действий, поисковый и исполнительный этапы сливаются в
один двигательный акт, который выполняется без участия зрения, но под
контролем сознания. Такой способ действий значительно сокращает время
выполнения решений.
ПЯТЫЙ ЭТАП - контроль за выполненным действием, который
осуществляется с помощью обратной связи, представляющей собой
осведомительную информацию о результатах управляющих действий
водителя.
Основную осведомительную информацию водитель получает от изменений
в положении и динамике автомобиля на проезжей части дороги после
выполнения управляющего действия, изменения его соотношения с
подвижными и неподвижными объектами на дороге и околодорожном
пространстве, а также от изменения напряжения мышц и амплитуды
движений, изменения напряжения мышц и амплитуды движений, изменения
положения рычагов, педалей и силы их сопротивления мышечным
действиям, показаний приборов, изменения интенсивности шума, вибрации
и т.п.Вся информация по каналам обратной связи поступает к органам
чувств и после ее переработки является основой для оценки изменяющейся
обстановки, принятия нового решения и выполнения нового действия.
Быстрый темп деятельности водителя не всегда позволяет четко
выделить все пять этапов переработки информации. Эти этапы могут
сливаться. Особенно трудно разграничить прием информации (первый
этап), переработку информации (второй этап) и принятие решения (третий
этап).Для опытного, профессионального водителя все эти три этапа
сливаются в единое целое, в некоторых случаях информационное значение
сигнала может восприниматься и оцениваться настолько быстро, что
информационный поиск практически отсутствует и водитель сразу
переходит к действию. Это имеет место при неожиданном появлении на
дороге пешехода, животного или при переключении сигнала светофора.
Действия водителя в таких случаях в зависимости от обстановки
выражается в торможении, снижении скорости, подаче звукового сигнала
или объезде.
Способность человека к восприятию, переработке и хранению
информации имеет количественное выражение и может оцениваться в
битах. Бит (двоичная система информации) определяет, сколько
альтернативных выборов надо сделать, чтобы получить правильный ответ.
16
Один бит соответствует выбору из двух равновероятных альтернатив.
Количество информации, содержащейся в сигнале, зависит от частоты, с
которой он встречается. Чем меньше опытом водителя предопределено
наступление в процессе вождения автомобиля того или иного события, тем
большее количество информации имеет сигнал, сообщивший об этом.
Для неопытного водителя большинство внезапно возникающих опасных
ситуаций являются неожиданными и сигнал, сообщивший об этом,
содержит информации больше, чем для водителя с опытом, который
неоднократно попадал в подобные ситуации. Количество информации тем
больше, чем меньше ожидание данного сигнала. Количество информации в
сигнале - это мера неожиданности. Именно поэтому время реакции и число
ошибок на неожиданный сигнал всегда больше чем ожидаемый.
Установлено, что человек не может решить простую задачу на
различение единичных сигналов, если число сигналов больше 7-9.При
установлении тождественности совпадения сигналов количество символов
(альтернатив) определяется числом 9.
Передача информации по различным каналам связи, которыми
являются наши органы чувств, происходит с различной скоростью,
зависящей от их пропускной способности.
17
АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И ДОРОЖНЫЕ ПОКРЫТИЯ, КАК
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ДОРОЖНОГО
ДВИЖЕНИЯ
Состояние дорог и их транспортно-эксплуатационные характеристики (
дорожные условия ) режим и безопасность движения автомобилей в
значительной степени зависят от технического совершенства дороги,
тщательности ее содержания и уровня организации движения.
Под дорожными условиями нами понимается совокупность
геометрических параметров и транспортно-эксплуатационных качеств,
характеризующих дорогу и ее состояние, инженерное оборудование и
обустройство ( т.е. дорога и полоса отвода ) имеющие непосредственное
отношение к движению в данное время и в данном месте.
В литературе приводятся противоречивые оценки роли дорожного фактора
в механизме возникновения ДТП . С одной стороны, и это подтверждается
статистическими данными, неудовлетворительное состояние дорог - далеко
не самая массовая причина возникновения ДТП По этой причине в
различных регионах страны совершается не более 7 - 12 % всех ДТП. в то
время как по вине водителей и пешеходов - до 90 % ДТП С другой стороны
представляется интуитивно очевидным что многие ДТП удалось бы
избежать несмотря на ошибки водителей и пешеходов, если бы дорожные
условия соответствовали более высоким требованиям и стандартам. Ряд
специально доведенных исследований в разных странах доказывает, что
неудовлетворительные дорожные условия являлись причиной или
способствовали возникновению ДТП примерно в 70 % случаев.
Изучение этого вопроса показывает, что расхождение обуславливаются в
основном использованием различных критериев оценки причин
возникновения ДТП
- 7 - 15 % ( иногда до Ж) % ) ДТП объясняются неудовлетворительными
дорожными условиями в тех случаях , когда на месте возникновения
ДТП регистрируются только нарушения нормативных требований к
обустройству и содержанию дорог при отсутствии других причин
возникновения ДТП ( нарушение Правил дорожного движения
водителями и пешеходами, неисправности транспортного средства и
т.и д.
- 30 -50 % ДТП из-за неудовлетворительных дорожных условий
отмечается в тех случаях, когда нарушение нормативных требований в
обустройству и содержанию дорог регистрируют наряду с другими
причинами ДТП т.е. когда неудовлетворительные дорожные условия
фиксируют не как главную ( а фактически, единственную ) причину
ДТП но и как кошенную;
- до 70 % ДТП относятся к влиянию неудовлетворительных дорожных
условий при точном измерении параметров и характеристик дорог и
придорожных сооружений на месте ДТП с помощью специальной
18
регистрирующей аппаратуры, либо когда делаются предположения о
возможности предотвращения ДТП при наличии элементов дорожных
сооружений, не предусматривающихся
проектом строительства или
требованиями СН и П для дорог данной технической категории
Автомобильные дороги составляют единую дорожную сеть Российской
Федерации.
В соответствие с постановлением Правительства РСФСР № 61 «О
классификации автомобильных дорог в РСФСР « о 24 декабря 1991 г. Все
дороги, находящиеся на территории РФ, в зависимости от принадлежности
их определенному собственнику, подразделяются на:
- автомобильные дороги общего пользования;
- ведомственные;
- частные.
К автомобильным дорогам общего пользования относятся внегородские
автомобильные дороги, которые являются государственной собственностью
РФ и подразделятся на:
- дороги общего пользования, являющиеся федеральной собственностью,федеральные дороги;
республиканские, краевые, областные дороги и дороги автономных
образований, относящиеся соответственно к собственности республик в
составе РФ , краев, областей, автономных образований, - территориальные
дороги;
- дороги предприятий, объединений, учреждений, организаций, колхозов,
совхозов, акционерных обществ, фермерских хозяйств , предприятий и их
объединений и других организаций, используемых ими для своих
технологических, ведомственных или частных нужд, - ведомственные и
частные дороги.
В зависимости от расчетной интенсивности движения и их
народнохозяйственного и административного значения автомобильные
дороги подразделяются на 5 технических категорий:
1 категории - автомобильные дороги с расчетной интенсивностью
движения ( в транспортных единицах) более 7000 авт/сутки;
2 категории - автомобильные дороги с расчетной численностью
движения от 3000 до 7000 авт/сутки;
3 категории - автомобильные дороги с расчетной интенсивностью
движения свыше 1000 до 3000 авт/сутки;
4 категории - с расчетной интенсивностью движения свыше 100 до
1000 авт/сутки;
5
категории - с расчетной интенсивностью движения до 100
авт/сутки;
В зависимости от принадлежности к той или иной категории, дорога
должна отвечать определенным техническим нормам и транспортноэксплуатационным требованиям СН и П 2.05.-02-85.
19
Основные технические нормы
показатели автомобильной дороги
1-а
Расчетная интенсивность движения в
транспортных
единицах, Авт\сутки
7000
и
транспортно-эксплуатационные
Категория дороги
1-6
2
3
4
7000 3000- 1000- 100
7000
3000 1000
5
100
Основная расчетная
скорость для
проектирования
элементов плана
продольного и
поперечного профилей,
км\час
150
120
120
100
80
То же, допустимая на
трудных участках
пересеченной местности, 120км\час
100
100
80
60
60
То же, допустимая на
трудных участках
горной местности,
км\ч 80
60
60
50
40
30
Число полос дв. 4;6;8
4;6;8
2
2
2
2
Ширина полосы
движения км\ч 3,75
3,75
3,75
3,75
3
-
Ширина проез-части, м
15;22,5;30
15;22
,5;30
7,5
7,0
6,0
45
Ширина обочины, 3,75
Наименьшая
нейрина
укрепленной по-
3,75
3,75
2,5
2,0
60
1,75
20
0,75
лосы обочины, м
0,75
0.5
15
12
0,5
0,75
Наименьшая ширина
разд. полосы между
направлениями движ, м
6
5
наименьшая ширина
укрепленной полосы на
разделительной полосе, м
1,0
1,0
Ширина земляного полотна,
м
28,5;
36,5;43,5
Тип дорожной одежды
КАПИРАЛЬНЫЕ
27,5;
35;
42,5
10
8
КАП
КАП ОБЛЕГЧЕОБЛЕГ ОБЛЕГ ННЫЕ
ЧЕНН ченные ПЕРЕХ ЫЕ
ОДНЫЕ
ДОРОЖНАЯ ОДЕЖДА - совокупность составляющих дорожного
покрытия, применяемых при проектировании и строительстве дорог
Дорожная одежда может состоять из одного или нескольких слоев(рис. 1).
При наличии нескольких слоев дорожной одежды и толщины ее отдельных
слоев должны обеспечивать прочность и термоустойчивость всей
конструкции,
| ___________________________
Рис. 1. ДОРОЖНАЯ ОДЕЖДА
1- дорожное покрытие; 2 - основание покрытия; 3 дополнительные слои основания.
21
ТИПЫ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД:
- капитальные - включают основные виды
покрытия: цементобетонные монолитные,
железобетонные
или
армобетонные
шорные, асфальтобетонные,
- облегченные - асфальтобетон, щебень и
гравии, обработанные вяжущими;
- переходные - щебеночные, гравийные,
грунтовые и из местных малопрочных
каменных
материалов,
обработанные
вяжущими;
- низшие - из фунтов, укрепленных или
улучшенных добавками.
1.Неровное покрытие - покрытие, ровность которого не соответствует
требованиям, представленным в табл. 1.Показатели ровности, полученные
при измерении другими приборами, должны быть скоррелированы с
показателями, представленными в табл. 1.
Таблица 1
ПОКАЗАТЕЛИ РОВНОСТИ АВТОДОРОГИ ПО ГОСТ Р 50597-93
>Группа дороги по
Состояние покрытия
ровности
ТранспортноПоказатель ровности по
Кол-во просветов под
Эксплуатационным
прибору ПКРС ,см\км
трехметровой рейкой,
Характеристикам
не более
%, не более
660
7
А
860
9
Б
1200
14
В
Количество просветов подсчитывается по значениям, превышающим
указанные с СН и ПЗ.06.03-85
ПРИМЕЧАНИЯ:
1. Группа А - автомобильные дороги с интенсивностью движения более 3000
авт.\ сутки, в населенных пунктах - магистральные дороги скоростного
ДВИЖЕНИЯ.
2. Группа Б - автомобильные дороги с интенсивностью движения от 1000
авт\сутки до 3000 авт\сутки, в населенных пунктах - магистральные дороги
регулируемого движения.
3. Группа В - автомобильные дороги с интенсивностью движения менее 1000
авт\сутки, в населенных пунктах - дороги местного значения.
22
2. ДЕФЕКТЫ ПОКРЫТИЯ - повреждения покрытия проезжей части
(просадки, выбоины , иные повреждения ) затрудняющие движение
Транспортных средств с разрешенной ПДД скоростью и превышающие
предельно допустимые, приведенные в табл.2
Таблица 2
ДЕФЕКТЫ ПОКРЫТИЯ АВТОДОРОГИ ПО ГОСТ Р 50597-93
Группа дорог по их транспортно- Повреждения на 1000 кв.м покрытия,
кв.м не более:
эксплуатационным характеристикам
А
Б
В
0,3(1,5)
1,5(3,5)
2,5(7,0)
Примечание: В скобках приведены значения повреждений для весеннего
периода
Предельные размеры отдельных повреждений ( просадок, выбоин и т.п. )
не должны превышать по длине - 15, ширине - 60 и глубине - 5 см,
3. НИЗКИЕ СЦЕПНЫЕ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЯ - величина
коэффициента сцепления покрытия составляет менее 0,3 - при его измерении
шириной без рисунка протектора и менее 0,4 - при измерении шиной с
рисунком протектора
Величина коэффициента сцепления размеряй должна составлять не менее
0,75 величины коэффициента сцепления покрытая ( ГОСТ Р 50597 - 93.)
4. НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ОБОЧИН - наличие
на укрепительных полосах
просадок, выбоин,
иных
повреждений. Возвышение обочины над проезжей частью не допускается.
Предельно допустимые повреждения укрепительных полос на обочине
приведены в табл. 3.
Повреждения грунтовых обочин не должны превышать значений,
приведенных в таблице.
Таблица 3
ДОПУСТИМЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ГРУНТОВЫХ ОБОЧИН ГОСТ Р
50597-93
Группа дорог по их
ТранспортноЭксплуатационным
Характеристикам
А
Б
Повреждения на 1000
кв.м покрытия, кв.м.,
не более
5,0
7,0
Глубина повреждений,
см. не более
5,0
7,0
23
5. ОБОЧИНА ЗАНИЖЕНА ПО ОТНОШЕНИЮ К ПРОЕЗЖЕЙ
ЧАСТИ - уровень обочины более чем на 4,0 см ниже уровня прилагающей
кромки проезжей части ( ГОСТ Р 50597 - 93 ).
6. НЕСООТВЕТСТВИЕ ГАБАРИТА МОСТА ШИРИНЕ ПРОЕЗЖЕЙ
ЧАСТИ - габарит ( ширина проезжей части моста ) равен или меньше
ширины проезжей части дороги на подходах к нему ( ВСН 25-86 ).
7. ПЛОХАЯ ВИДИМОСТЬ СВЕТОФОРА - сигналы светофора и
символы на светофорах (линзах- рассеивателях ) распознаются с расстояния
менее 50 м, или же имеются следующие дефекты
- отражатель имеет разрушения и коррозию,
вызывающие появление зон пониженной
яркости, различимых с расстояния 50 м и
менее;
- рассеиватель имеет трещины и сколы;
- в процессе эксплуатации сила света сигнала
светофора в осевом направлении снизилась
более чем на 30 % от значений,
установленных ГОСТ 256-5,
8. НЕИСПРАВНОСТЬ СВЕТОФОРА - нарушение нормального режима
работы светофора вследствие перегорания ламп, неисправностей
контроллера и других причин.
9. ОТСУТСТВИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ РАЗМЕТКИ ПРОЕЗЖЕЙ
ЧАСТИ - отсутствие на проезжей части дорога линий горизонтальной
разметки, предусмотренной схемой разметки проезжей части в соответствии
с ГОСТ 13508-74.
10. ОТСУТСТВИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ РАЗМЕТКИ - отсутствие
разметки на поверхности элементов дорожных сооружений или на щитах,
прикрепленных к этим сооружениям ( на островках безопасности, но
ограждающих элементах дорог, на бордюрах ), в соответствии с
требованиями ГОСТ 13508- 74.
11. ДЕРЕВЬЯ ( ОПОРЫ ) НА ОБОЧИНЕ - наличие на обочине дорог
деревьев, опор светильников, массивных стоек рам для размещения
дорожных знаков или других препятствий, не имеющих ограждений.
12. НАРУЖНАЯ РЕКЛАМА - наличие рекламы, затрудняющей
восприятие средств организации дорожного движения, установленной без
согласования с ГИБДД и дорожными организациями.
13. ОТСУТСТВИЕ ТРОТУАРОВ ( ПЕШЕХОДНЫХ ДОРОЖЕК ) отсутствие тротуаров в местах где они должны быть предусмотрены согласно п.
4,39 СНи П205.02-85.
24
14.
ОТСУТСТВИЕ ОГРАЖДЕНИЙ В НЕОБХОДИМЫХ МЕСТАХ отсутствие ограждений на участках дорог, на которых их установка
предусмотрена требованиями ГОСТ 23457-86.
15.НЕДОСТАТОЧНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ - отсутствие освещения в
необходимых местах, где оно должно быть предусмотрено согласно
требованиям СН и П 2.05. 02-85; несоблюдении требований СН и П по
освещенности при наличии освещения.
Освещение следует считать недостаточным также в случаях ( ГОСТ Р
50597 93 ):
- наружные осветительные установки не
включены в вечерние сумерки при
снижении естественной освещенности до 20
лк или отключены в утренние сумерки при
естественной освещенности до 10 ЛЕС
- доля
действующих
светильников,
работающих в вечернем и ночном режимах
составляет менее 95 %;
- неработающие светильники расположены
подряд, один задругам,
- частичное ( до 50 % 0 отключение
наружного освещения произведено в ночное
время в случае, когда интенсивность
движения пешеходов составляет более 40
чел\час и транспортных средств в обоих
направлениях - более 50 ед\час.
16. НЕИСПРАВНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ - отказы в работе наружных
осветительных установок, связанные с обрывом электрических проводов или
повреждением опор.
17.СУЖЕНИЕ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ ( СНЕГ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ
МАТЕРИАЛЫ И ПР.) - на проезжей части , разделительной полос» или
обочинах находятся строительные материалы, конструкции и другие
посторонние предметы или ширина полностью очищенной от снега проезжей
части не соответствует значениям, представленным в табл.4 (ВСН 24 - 88).
ТАБЛИЦА 4
ШИРИНА ОЧИЩЕННОЙ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ ПО ВСН 24-88
Группа дорог по транспортноМинимальная ширина полностью
эксплуатационным характерисочищенной поверхности проезжей
тикам
части, м
А
7,0-7,5
Б
7,0
В
5,0
25
18. СНЕЖНЫЕ ВАЛЫ - наличие снежных валов на следующих участках
дорог ( ГОСТ Р 50597-93 ):
- на пересечениях всех дорог в одном уровне и
вблизи железнодорожных переездов в зоне
треугольника видимости;
- ближе 5 м от пешеходного перевода;
- ближе 20 м от остановочного пункта
общественного транспорта;
- на
участках
дорог,
оборудованных
ограждениями
первой
группы
или
повышенным бордюром;
- на тротуарах
19. ОТСУТСТВИЕ ОГРАЖДЕНИЙ И СИГНАЛИЗАЦИИ В МЕСТАХ
РАБОТ - отсутствие или неполная номенклатура временных средств
организации движения, предусмотренных Инструкцией по организации
движения и ограждению мест производства дорожных работ ( ВСН 37-84),
20. ПЛОХАЯ ВИДИМОСТЬ ДОРОЖНЫХ ЗНАКОВ - расстояние
видимости, на котором знак должен быть опознан, составляет менее 100 м,
Согласно ГОСТ Р 50597-93 поверхность знаков должна быть чистой, без
повреждений, затрудняющих их восприятие.
Для дорожных знаков со световозвращающей поверхностью в процессе
их Эксплуатации допускается снижение удельного коэффициента силы
света. (кд х лк х м ) до следующих значений:
ЦВЕТ:
НЕ МЕНЕЕ
Белый
35
Желтый
20
Красный
6
Зеленый
4
Синий
2
Средняя яркость элементов изображения дорожных знаков с внутренним
смещением ( кд х кв.м ) не должна быть меньше следующих значений:
ЦВЕТ
НЕ МЕНЕЕ
Белый и желтый
90
Зеленый
20
Красный
10
Синий
5
Яркость элементов черного цвета не должна превышать 4 кд х кв.м
21. ОТСУТСТВИЕ ДОРОЖНЫХ ЗНАКОВ - отсутствие дорожных
знаков, предусмотренных схемой дислокации.
26
22, НЕПРАВИЛЬНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДОРОЖНЫХ ЗНАКОВ - знаки
установлены с нарушением действующих требований ( ГОСТ10807-78 и
ГОСТ 23457-86).
23. ПЛОХАЯ РАЗЛИЧИМОСТЬ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ДОРОЖНОЙ
РАЗМЕТКИ - износ дорожной разметки по площади ( для продольной
разметки измеряется на участке протяженностью 50 м ) составляет более 50
% - при выполнении краской и 25 % - термопластичными массами ( ГОСТ Р
50597-93),
Коэффициент яркости дорожной разметки должен быть не менее
значений, приведенных в табл. 5.
ТАБЛИЦА 5
ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЯРКОСТИ ДОРОЖНОЙ РАЗМЕТКИ
ЦВЕТ
Коэффициент яркости разметки, %
Обычные лакокрасочные и
термопластичные материалы
Лакокрасочные и термопластичные материалы со
световозвращаюмися
свойствами
БЕЛЫЙ
48
28
ЖЕЛТЫЙ
29
21
24. ОГРАНИЧЕННАЯ ВИДИМОСТЬ - видимость в плане, профиле и на
пересечениях не соответствует требованиям СНи П 2.05.02-85.
На пересечениях автомобильных дорог в одном уровне при отсутствии застройки
должно быть обеспечено расстояние видимости в соответствии с требованиями
действующих норм и правки ( ГОСТ Р 50597-93.)
Минимально допустимые расстояния: видимости поверхности дороги на кривых
в плане должны соответствовать значениям, представленным в таб. 6.
ТАБЛИЦА 6
РАССТОЯНИЯ
ВИДИМОСТИ
ПОВЕРХНОСТИ
ДОРОГИ
В
ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАДИУСА КРИВОЙ
Радиус кривой в плане Расстояние видимости поверхности дороги при ширине проезжей части,м
100
150
200
250
300
400
6,0
100
120
130
140
160
7,0
115
140
160
170
190
7,5
120
160
180
200
220
9,0
120
180
200
240
250
27
175
220
250
250
190
240
250
250
200
250
250
250
220
250
250
250
250
250
250
250
Во всех случаях , где по местным условиям возможно попадание людей и
животных на дорогу с придорожной полосы, следует обеспечивать боковую
видимость прилегающей к дороге полосы на расстоянии 25 м от кромки
проезжей части для дорог 1-3 категорий и 15 м -для дорог 4-5 категорий.
25.0ТСУТСТВИЕ
ПЕРЕХОДНО_СКОРОСТНЫХ
ПОЛОС
на
пересечениях в одном или в двух уровнях, на остановках общественного
транспорта в соответствии с требованиями СН и П 2.05.02-85:
- на пересечениях и примыканиях в одном уровне в местах съездов на
дорогах 1 -3 категорий, в том числе к зданиям и сооружениям,
располагаемым в придорожной зоне; на дорогах 1 категории при
интенсивности 50 ед\сутки и более, съезжающих или въезжающих на
дорогу(соответственно для полосы торможения или разгона); на дорогах 2 и 3
категорий при интенсивности 200 ед\сутки и более;
- на транспортных развязках в разных уровнях - для съездов, примыкающих к
дорогам 1-3 категорий, независимо от интенсивности движения;
- на дорогах 1-4 категорий - в местах расположения площадок для остановок
автобусов и троллейбусов, а на дорогах 1 -3 категорий - также у заправочных
станций и площадок для отдыха( у площадок, не совмещенных с другими
сооружениями обслуживания, полосы разгона могут отсутствовать)
26. НЕСООТВЕТСТВИЕ ПАРАМЕТРОВ ДОРОГИ ЕЕ КАТЕГОРИИ несоответствие параметров автомобильной дороги требованиям СН и П
2.05.02-85.Определяется экспертным путем в соответствии с требованиями
СН и П.
27. НЕСООТВЕТСТВИЕ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО
ПЕРЕЕЗДА
ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫМ ТРЕБОВАНИЯМ- параметры железнодорожного
переезда не соответствуют требованиям Инструкции по оборудованию
железнодорожных переездов.
28. НЕИСПРАВНОСТЬ ПЕРЕЕЗДНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
переездная сигнализация не соответствует требованиям Инструкции по
оборудованию железнодорожных переездов.
29.
ОТСУТСТВИЕ
НАПРАВЛЯЮЩИХ
УСТРОЙСТВ
И
СВЕТОВОЗВРАЩАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА НИХ - в соответствии с
требованиями ГОСТ 23457-86отсутствуют:
- направляющие устройства;
- световозвращающие элементы на сигнальных столбиках;
- не работает освещение в тумбах с внутренним освещением.
500
600
800
1000
28
ПРИМЕЧАНИЯ:
1. Дорожные условия, указанные в п.п 3,6,17,24,26 не учитываются, если
участники дорожного движения были заблаговременно предупреждены
о них с помощью соответствующих дорожных знаков, ограждающих
устройств или иным способом соответствующим требованиям
действующих нормативных документов.
2. Дорожные условия, указанные в п.п. 2Д 4,17,18,21 учитываются только
после истечения нормативных сроков их устранения в соответствии с
ГОСТ Р 50597-93 и ВСН 24-88.
3. Дорожные условия, указанные в п.п. 24 и 25, учитываются лишь на
участках дорог, построенных по СН и П 2.05.02-85.
4. Анализ причин ДТП позволяет представить основные недостатки дорог
в виде таблицы, где в процентном выражении представлены дорожные
условия, явившиеся причиной возникновения ДТП
ПРИЧИНЫ ДТП
Недостатки дорог
ТАБЛ14Щ7
Другие дороги
Скользкое покрытие
Дорога общегосударственного и республиканского значения
71,9
покрытие с неровностями
9,6
22,5
Радиус кривой в плане
меньше нормы
Отсутствие или недостаточная ширина обочин
Плохое состояние обочин
Отсутствие карманов для
остановки автобусов
Отсутствие тротуаров и
пешеходных дорожек
Отсутствие обозначений
пешеходных дорожек
Отсутствие удерживающих
ограждающих устройств
Ограничение видимости из
за строений , насаждений и
других препятствий
Недостаточное освещение
проезжий части
Сужение проезжей части
51,9
0,5
0,9
0,8
1,3
5,2
4,8
0,3
0,1
1,1
1,4
0,3
0,2
0,9
1,6
.
0,5
0,9
1,3
0,7
29
дорожно-строительными машинами, или материалами
Отсутствие ограждений в местах проведения работ
Отсутствие знаков в необходимых , местах
Плохая видимость знаков
днем и ночью
Отсутствие разметки
Плoхoе содержание дорог в
зимнее время
Несоответствие габарита моста
Ширине проезжей части дорога
Несоответствие оборудования
железнодорожных переездов
требованиям
Другие недостатки
1,8
2,9
0,9
1,5
2,0
3,7
0,3
1,3
0,3
0,3
7,6
4,7
0,2
0,5
0,2
5,8
0,1
11,2
Наиболее
распространенными
местами
дорожно-транспортных
происшествий являются следующие:
1. Участки дорог, проходящие через населенные пункты, для которых
характерно:
- интенсивное движение пешеходов и
велосипедистов;
- автомобили, останавливающиеся
на
обочинах;
- близкое расположение от дороги зданий и
сооружений;
- движение гужевых повозок:
- безнадзорно пасущийся домашний скот на
прилегающей к дороге территории.
2. Кривых малых радиусов, на которых превышение скорости приводит к
заносу ТС.
3. Участки дорог с большими продольными уклонами ,Основной
причиной аварий при движении ТС на подъем является выход на
полосу встречного движения при обгоне в верхней части подъема, а при
движении под уклон - превышение скорости в нижней части спуска.
4. Участки с ограниченной видимостью в плане или продольном профиле,
где обгоняющий транспорт выезжает на полосу встречного движения,
5. Пересечение и примыкание дорог в одном уровне.
6. Пресечение дорог в разных уровнях, на которых переходно-скоростные
полосы отсутствуют или имеют недостаточную длину.
30
7. Малые размеры кривых и недостаточная ширина проезжей части
съездов.
8. Неудачная расстановка знаков или их отсутствие на пересечениях
9. Узкие мосты и путепроводы
10. Скользкие или неровные участки покрытия.
ПРИМЕР; Водитель совершает наезд на человека, идущего по
обочине дороги. В процессе расследования выясняется, что наезд
произошел из-за того, что автомобиль попал в выбоину на
проезжен части, в
результате чего произошел отрыв рулевой тяги и автомобиль
выбросило на обочину, по которой двигался потерпевший.
31
КОЛЕСА
1. НАЗНАЧЕНИЕ И ТИПЫ
Колесами называются устройства, осуществляющие связь автомобиля с
дорогой. Колеса служат для подрессоривания автомобиля, обеспечения его
движения и изменения направления движения.
Колесо автомобиля ( рис. 11.1) состоит из пневматической шины 1, обода 2,
соединительного элемента 3 и ступицы 4. Обод и соединительный элемент
образуют металлическое колесо.
Пневматическая шина сглаживает дорожные неровности и вместе с
подвеской, смягчая и поглощая толчки и удары от неровностей дороги,
обеспечивают плавность хода автомобиля, а также надежное сцепление колес
с поверхностью дорога.
Металлическое колесо предназначено для установки пневматической
шины и соединения ее со ступицей.
Ступица обеспечивает установку колеса, на мосту на подшипниках и
создает возможность колесу вращаться. При отсутствии ступицы
вращающейся посадочной частью колеса является фланец полуоси,
размещенной в балке моста на подшипниках
На автомобилях применяют различные типы колес ( рис. 11.2).
ВЕДУЩИЕ КОЛЕСА преобразуют крутящий момент, подводимый от
двигателя через трансмиссию, в тяговую силу, а свое вращение в
поступательное движение автомобиля.
УПРАВЛЯЕМЫЕ И ПОДДЕРЖИВАЮЩИЕ КОЛЕСА
являются ведомыми колесами, воспринимающими толкающую
силу от рамы или кузова, преобразуют поступательное
движение автомобиля в их качение.
КОМБИНИРОВАННЫЕ КОЛЕСА являются и
ведущими и управляемыми и выполняют их функции
одновременно.
ДИСКОВЫЕ КОЛЕСА из стального листа (11.3, а)
в качестве соединительного элемента ступицы и обода
Рис. 11.1. Автомобильное
колеса имеют стальной штампованный диск 1,
колесо:
приваренный к ободу. В литых колесах из ЛЕГКИХ
1— шина: 2 — обод: 3— соесплавов ( алюминиевых, магниевых) даек отливается
динительный элемент: 4 ступица
совместно с ободом колеса (рис. 11.3, б).
БЕЗДИСКОВЫЕ КОЛЕСА имеют
соединительную часть изготовленную совместно со ступицей, и
выполняются разъемными в продольной и поперечной плоскостях.
32
СПИ
ЦЕВЫЕ КОЛЕСА в качестве соединительного элемента обода и ступицы
имеют проволочные спицы ( 11.3,в ).
Наибольшее применение на автомобилях имеют дисковые колеса.
Бездисковые колеса применяются на грузовых автомобилях большой
грузоподъемности. По сравнению с дисковыми колесами бездисковые проще
по конструкции, имеют меньшую массу ( на 10... 15 %), более низкую
стоимость, большую долговечность, удобнее при монтаже и демонтаже,
обеспечивают лучшее охлаждение тормозных механизмов и шин. Кроме того,
они создают возможность установки на ступице ободьев разной ширины, что
позволяет использовать различные шины на одном и том же автомобиле.
Спицевые колеса имеют ограниченное применение и использование
главным образом на спортивных автомобилях для лучшего охлаждения
тормозных механизмов.
В
Рис. 11.3. Колеса:
а, б — дисковые; в-
спицевое; 1— диск; 2 — обод; 3 — спица; А, Б
стия; В — выемка
отвер-
33
2. ШИНЫ. ТРЕБОВАНИЯ, ТИПЫ, КОНСТРУКЦИЯ
Шины оказывают большое влияние на многие эксплуатационные свойства
автомобиля: тягово- скоростные, тормозные, топливную экономичность,
проходимость, устойчивость, управляемость, поворачиваемость, плавность
хода и безопасность движения.
Шины являются одной из наиболее важных и дорогостоящих частей
автомобиля. Так , стоимость комплекта шин составляет значительную часть
первоначальной стоимости автомобиля, а в процессе эксплуатации из общих
расходов примерно 10... 15 % приходится на расходы по восстановлению
шин.
К шинам как наиболее ответственным частям автомобиля, кроме общих
требований ( см. подразд. 1.2), предъявляются специальные дополнительные
требования, в соответствии с которыми шины должны иметь:
= минимальное сопротивление качению;
= надежное сцепление с дорогой;
= низкую удельную нагрузку в месте контакта с дорогой;
= максимально возможное сопротивление боковому уводу;
= минимальную массу и момент инерции;
= высокие упругие свойства, способствующие повышению плавности хода;
= высокую герметичность ( надежно удерживать сжатый воздух );
= статистическую и динамическую уравновешенность;
= минимальное биение, соответствующее допустимым пределам;
= минимально допустимый уровень шума при движении автомобиля;
=
рисунок протектора, соответствующий дорожным условиям
эксплуатации;
= высокую самоочищаемость протектора на деформируемых дорогах;
= высокую прочность ,износостойкость, долговечность и противостояние
проколам и другим видам повреждений;
= достаточную ремонтопригодность ( в том числе быть удобными при
монтаже и демонтаже).
Значение указанных требований неодинаковы для шин автомобилей
различных типов и назначения, что объясняется большим разнообразием
конструкций и размеров существующих шин.
На автомобилях применяются различные типы шин ( рис. 11.4 ),
предназначенные для эксплуатации при температуре воздуха окружающей
среды от - 45 до + 55С.
Камерная шина Камерная шина ( рис.11.5, а ) состоит из покрышки 10,
камеры 9 и ободной ленты 2 ( в шинах легковых автомобилей ободная лента
отсутствует).
Покрышка шины воспринимает давление сжатого воздуха, находящегося
в камере, предохраняет камеру от повреждений и обеспечивает сцепление
34
Рис. 11.4. Типы шин, классифицированных по различным признакам.
колеса с дорогой. Покрышки шин изготавливают из резины и специальной
ткани корда ( НАК, СК ), к которому добавляют серу, сажу, смолу, мел,
переработанную старую резину и другие примеси и наполнители. Покрышка
состоит из протектора 8, подушечного ( бреккера) 7, каркаса 6, боковин 5 и
бортов 4 с сердечниками 3.Каркас является основой покрышки. Он соединяет
все ее части в одно целое и придает покрышке необходимую жесткость,
обладая высокой эластичностью и прочностью. Каркас покрышки выполнен
из нескольких слоев корда толщиной 1,0... 1,5 мм. Число слоев корда
составляет обычно 4.. .6 для шин легковых автомобилей.
Корд представляет собой специальную ткань, состоящую в основном из
продольных нитей диаметром 0,6...0,8 мм с очень редкими поперечными
нитями. В зависимости от типа и назначения шины может применяться
хлопчатобумажный, вискозный, капроновый, перлоновый, нейлоновый, и
металлический корд.
Протектор обеспечивает сцепление шины с дорогой и предохраняет каркас
от повреждений, Его изготавливают из прочной, твердой, износостойкой
резины. В нем различают расчлененную часть ( рисунок) и подканавочный
слой. Ширина протектора составляет 0,7...0,8 ширины профиля шины, а
толщина - примерно 10...20 мм у шин легковых и 15...30 мм у шин грузовых
автомобилей. Рисунок протектора зависит от типа и назначения шины
Подушечный слой (бреккер) связывает протектор с каркасом и
предохраняет каркас от толчков и ударов, воспринимаемых протектором от
35
неровностей дороги. Он обычно состоит из нескольких слоев корда. Толщина
подушечного слоя равна 3... 7 мм.
У шин легковых автомобилей подушечный слой иногда отсутствует.
Подушечный слой работает в наиболее напряженных температурных
условиях по сравнению с другими элементами шины ( 110...120С).
Боковины предохраняют каркас от повреждений и соскакивание шины с
обода колеса. Шины с поврежденным сердечником непригодна для
эксплуатации.
Камера удерживает сжатый воздух внутри шины. Она представляет собой
эластичную резиновую оболочку в виде замкнутой трубы. Для плотной
посадки ( без складок) внутри шины размеры камеры несколько меньше, чем
внутренняя полость покрышки. Толщина стенки камеры обычно составляет
1,5...2,5 мм для шин легкового автомобиля. На наружной поверхности камеры
делаются радиальные риски, которые способствуют отводу наружу воздуха,
остающегося между камерой и покрышкой после монтажа шины. Камеры
изготавливают из высокопрочной резины.
Для накачивания и выпуска воздуха камера имеет специальный клапанвентиль. Он позволяет нагнетать воздух внутрь камеры и автоматически
закрывает его выход из камеры.
Бескамерная шина .Бескамерная шина ( см.рис.11.5,6 ) не имеет камеры.
По устройству она близка к покрышке камерной шины и по внешнему виду
почти не отличается от нее. Особенностью бескамерной шины является
наличие
на
ее
внутренней
поверхности
герметизирующего
воздухопроницаемого резинового слоя 11 толщиной 1,5...3,0 мм, которой
удерживается сжатый воздух внутри шины.
9 10
Рис. 11.5. Камерная (а) и бескамерная (б) шины: 1, 12 — вентили; 2 —
ободная лента; 3 — сердечник; 4 — борт; 5 — боковина; 6 — каркас; 7— подушечный
слой; 8— протектор; 9 — камера; 10 — покрышка;
11 — воздухонепроницаемый слои
36
На бортах шины имеется уплотняющий слой, обеспечивающий необходимую
герметичность в местах соединения бортов и обода колеса. Материал каркаса
бескамерной
шины
также
характеризуется
высокой
воздухонепроницаемостью, так как для него используют вискозный
капроновый или нейлоновый корд.
Посадочный диаметр бескамерной шины уменьшен, она монтируется на
герметичный обод. Вентиль шины посредством гайки с шайбой герметично
закреплен на двух резиновых уплотняющих шайбах непосредственно в ободе
колеса.
Бескамерные шины по сравнению с камерными повышают безопасность
движения, легко монтируются, во время работы меньше нагреваются, более
долговечны, проще по конструкции, имеют меньшую массу.
Повышение
безопасности
движения
объясняется
меньшей
чувствительностью бескамерных шин к проколам и другим повреждениям.
При повреждении камерной шины камера не охватывает прокалывающий
предмет, так как находится в растянутом состоянии. Воздух через
образовавшееся отверстие поступает внутрь покрышки и свободно выходит
через неплотности между ее бортами и ободом колеса. При повреждении
бескамерной шины проникающий предмет плотно охватывается
нерастянутым герметическим слоем резины, и воздух выходит из шины очень
медленно. В результате обеспечивается возможность остановки автомобиля.
В некоторых случаях, когда проколовший предмет остался в шине, воздух из
нее не выходит.
Легкость ремонта бескамерных шин объясняется тем, что многие
повреждения могут быть устранены без снятия шин с колес, что важно в
дорожных условиях. При ремонте в место повреждения вводят посредством
специальной иглы уплотнительные пробки.
Меньший нагрев бескамерных шин объясняется лучшим отводом тепла
через обод колеса, который не закрыт камерой, которое имеется у обычных
шин. Улучшение теплового режима является одной из причин повышенной
долговечности бескамерных шин, срок службы которых на 10...20 % больше,
чем у камерных.
Однако стоимость бескамерных шин более высокая, чем камерных. Такие
шины требуют специальных ободьев, а монтаж и демонтаж их более сложны,
для выполнения этих операций нужны специальные приспособления и
устройства.
Рисунки протектора. Большое влияние на движение автомобиля
оказывает рисунок протектора шин. Шины могут иметь различные типы
рисунка протектора в зависимости от назначения и типа автомобилей, для
которых предназначены шины, а также от условий их эксплуатации.
Наиболее распространенными являются следующие рисунки протектора.
Дорожный рисунок протектора ( рис.11.6,а ) имеют шины,
предназначенные для работы на дорогах с твердым покрытием. Он обычно
37
1 — сердечник; 2 — корпус
е
представляет собой продольные зигзагообразные ребра и канавки. Рисунок
такого типа придает протектору высокую износостойкость, обеспечивает
бесшумность работы шины и достаточную сопротивляемость заносу.
Кроме того , легковые шины могут иметь дорожный направленный
рисунок протектора и дорожный ассиметричный рисунок.
Шины с направленным рисунком протектора лучше отводят воду и грязь
из места контакта их с дорогой, чем шины с обычным дорожным рисунком.
Эти шины менее шумны. Однако рисунок запасного колеса при установке
совпадает по направлению вращения только с колесами одной стороны
автомобиля. Временная установка его против указанного направления
вращения допустима только при условии движения с меньшими скоростями.
Шины с ассиметричным рисунком протектора хорошо работают в
различных условиях эксплуатации .Так, наружная сторона шин лучше
работает на твердой дороге при положительной температуре, а внутренняя в
зимних условиях при пониженной температуре.
Универсальный рисунок протектора ( рис. 11.6,6) используется для шин
автомобилей, эксплуатируемых на дорогах смешанного типа ( с твердым
покрытием и грунтовых). Протектор с таким рисунком имеет мелкую насечку
в центральной части и более крупную в боковой.
При движении по плохим дорогам боковые выступы входят в зацепление с
грунтом, в результате чего проходимость улучшается. Однако при таком
рисунке протектора повышается его изнашивание во время движения по
сухим твердым дорогам. Рисунок обеспечивает хорошее сцепление на
грунтовых дорогах, а также на мокрых, грязных и заснеженных дорогах с
твердым покрытием.
Универсальный рисунок протектора также называется всесезонным, а
шины с универсальным рисунком - всесезонными.
Рисунок повышенной проходимости ( рис.11.6, в) имеют шины,
работающие в тяжелых дорожных условиях и в условиях бездорожья. Он
характеризуется высокими грунтозацепами. Протектор с таким рисунком
38
Обеспечивает хорошее сцепление с грунтом и хорошее самоотчисление колес
от грязи и снега, защемляемых между грунтозацепами, При движении по
дорогам с твердым покрытием ускоряется изнашивание шин с этим рисунком
протектора, возрастает шум, ухудшается плавность хода и устойчивость
автомобиля.
Карьерный рисунок протектора
( рис. 11.6, е) имеют
шины, предназначенные для работы в карьерах, на лесозаготовках и т.п. Этот
рисунок аналогичен рисунку повышенной проходимости, но имеет более
широкие выступы и более узкие канавки. Выступы выполняются
массивными, широкими в основании и суживающимися к верху. Карьерный
рисунок протектора обеспечивает высокое сопротивление шины
механическим повреждениям и изнашиванию.
Зимний рисунок ( рис.11.6, д ) предназначен для шин, эксплуатируемых
на заснеженных и обледенелых дорогах. Он состоит из отдельных резиновых
блоков угловатой формы, расчлененных надрезами, и достаточно широких и
глубоких канавок. Площадь выступов зимнего рисунка составляет примерно
60...70 % площади беговой дорожки протектора. Протектор с зимним
рисунком обладает хорошей самоочищаемостью и интенсивным отводом
влаги и грязи из зоны контакта. При движении по сухим дорогам с твердым
покрытием, особенно в летнее время, шины с зимним рисунком протектора
ускоренно изнашиваются, имеют значительное сопротивление качению и
большую шумность. Эти шины допускают движение с максимальными
скоростями на 10...35 % ниже, чем обычные шины.
Зимний рисунок протектора обеспечивает возможность установки шипов
противоскольжения для повышения безопасности движения на обледенелых
и укатанных заснеженных дорогах. С этой целью в протекторе шины делают
гнезда для шипов. Ошипованные шины повышают сцепление колес на
скользких и обледенелых дорогах, на 40...50 % сокращают тормозной путь,
значительно повышают безопасность криволинейного движения и
сопротивление заносу. Ошипованные шины должны устанавливаться на всех
колесах автомобиля. Частичная установка их на автомобиле приводит к
нарушению безопасности движения. Давление в шинах с шипами на 0,02 МПа
больше, чем в обычных шинах.
На рис. 11.6, е показаны шипы противоскольжения, применяемые на
современных пневматических шинах. Шип состоит из корпуса 2 и сердечника
1.Сердечник делают из твердого сплава, обладающего высокой
износостойкостью и вязкостью. Корпус выполняют обычно из сплава стали и
свинца. Его оцинковывают, хромируют для защиты от коррозии. Иногда
корпус шипа изготавливают пластмассовым. Диаметр шипа зависит от его
назначения. Для шин легковых автомобилей применяются шипы диаметром
8..9 мм.
Длина шипов зависит о толщины протектора шин и составляет 10 мм и
более.
Число шипов, устанавливаемых в шине, зависит от массы автомобиля,
39
мощности двигателя и условий эксплуатации. В месте контакта шины с
дорогой должно быть 8... 12 шипов. Небольшая эффективность достигается,
если длина выступающей части шипов составляет 1,0... 13 мм для легковых
машин.
Шины различного профиля. Применяемые на автомобилях шины могут
иметь различный по форме профиль.
= шины обычного профиля ( тороидные ) выполняются камерными и
бескамерными Их профиль близок к окружности. Отношение высоты Н
профиля шины к его ширине В более 0,9. Тороидные шины являются
наиболее распространенными. Их устанавливают на легковых и грузовых
автомобилях, автобусах, прицепах и полуприцепах, т.е. на автомобилях,
эксплуатируемых преимущественно на благоустроенных дорогах.
= широкопрофильные шины ( рис. 11.7) имеют профиль овальный
формы, отношение HUB ™ ОД.. 0,9 и могут быть камерными и
бескамерными Они работают как с постоянным, так и с переменным
давлением воздуха и выполняются с одной или двумя выпуклыми беговыми
дорожками,
Нормальное
внутреннее
давление
воздуха
для
широкопрофильных шин примерно в 1,5 раза ниже, чем для обычных шин.
Широкопрофильные шины с регулируемым давлением и одной беговой
дорожкой применяются на автомобилях для повышения их проходимости а с
постоянным давлением и двумя беговыми дорожками - на автомобилях
ограниченной проходимости для замены обычных шин сдвоенных задних
колес, при этом достигается экономия расхода материалов на 10...20 % и
уменьшение массы колес на 10...15 %.По сравнению с обычными шинами
широкопрофильные имеют повышенную грузоподъемность и пониженное
сопротивление качению. Они улучшают управляемость, устойчивость и
повышают. проходимость автомобиля. уменьшают расход топлива
Недостатком широкопрофильных шин является необходимость
использования на одном автомобиле двух типов шин ( обычных и
широкопрофильных ) и соответственно двух запасных колес ( для переднего
и заднего мостов) в тех случаях когда они устанавливаются на сдвоенные
задние колеса вместо обычных шин.
Рис. 11.7. Широкопрофильные шины с двумя (а) и одной (б) беговыми
40
Низкопрофильные шины имеют НВ = 0,7...0,8 , а у
сферхнизкопрофильных шин Н\В не превышает 0,7. Оба типа шин имеют
пониженную высоту профиля, что повышает устойчивость и управляемость
автомобиля. Низкопрофильные и сверхнизкропрофильные шины предназначены
главным образом для легковых автомобилей и автобусов.
= арочные шины (рис, 11,8, а ) имеют профиль в виде арки переменной
кривизны с низкими мощными бортами, Н\В = 035 ... 0,50.Каркас шин
прочный, тонкослойный, обладает малым сопротивлением изгибу. Арочные
шины выполняются бескамерными. Внутреннее давление воздуха составляет
0,05 ...0,15 Мпа. Ширина профиля у арочных шин в 2,5 - 3,5 раза больше ,
чем у обычных шин, а радиальная деформация выше в 2 рева Рисунок
протектора повышенной проходимости с мощным и расчлененными
грунтозацепами эвольвентой формы почти на всю ширину профиля шины
Высота грунтозацепов составляет 35..45 мм, а тяг между ними 100...250
мм, В средней части рисунка протектора по окружности шины проходит
специальный пояс, состоящий из одного или двух рядов расчлененных
грунтозацепов. Пояс предназначен для уменьшения изнашивания протектора
шины при движении по дорогам с твердым покрьпием. Широкий профиль с
высокими грунтозацепами, пластичность шины и низкое давление воздуха
обеспечивает большую площадь контакта шины с опорной поверхностью,
малые удельные давления, небольшое сопротивление качению и
возможность реализации большой тяговой силы на мягких грунтах. При
качении по мягкому трушу арочные шины интенсивно уплотняют грунт в
направлении к центру контакта шин с опорной поверхностью. Вследствии
этого значительно повышается проходимость автомобиля в условиях
бездорожья (по размокшим грунтам, заснеженным дорогам и т.п. ). Арочные
шины используют как сезонное средство повышения проходимости
автомобилей. Их устанавливают вместо обычных шин сдвоенных задних
колес на специальном ободе.
Арочные ШИНЫ по сравнению с обычными имеют более высшую
стоимость, повышенный износ протектора на дорогах с твердым покрытием;
их монтаж и демонтаж более сложный
= пневмокатки ( рис, 11.8, б) представляют собой высокоэластичные
оболочки бочкообразной формы Они имеют П-образный профиль, ширина
которого составляет 1...2 наружного диаметра пневмокатка, в отношение
Н\В - 0,25...0,40. Протектор снабжен невысокими, редко расположенными
грунтозацепами, которые наряду с основным своим назначением повышают
также прочность пневмокатка и обеспечивают сохранность ( устойчивость )
его формы. Эластичность пневмокатков в 3-4 раза выше, чем у обычных, и в
1,5 - 2 раза выше, чем у арочных шин. Пневмокатки изготавливают
бескамерными Внутреннее давление воздуха в них 0,01...0,05 Мпа. Высокая
эластичность и малое внутреннее давление воздуха обеспечивает пневмокат-
41
ками очень низкие давления на грунт, хорошую приспособляемость к
дорожным условиям и высокую сопротивляемость к проколам и
повреждениям. В случае прокола воздух из пневмокатка выходах медленно
из-за незначительного внутреннего давления. Однако пневмокатки из-за
низкого давления воздуха в них при достаточно больших размерах имеют
относительно малую грузоподъемность. Значительная ширина и малая
грузоподъемность пневмокатков ограничивает их применение на
автомобилях. Кроме того, на ровных дорогах с твердым покрытием
пневмокатки имеют относительно низкий срок службы
Пневмокатки предназначены для автомобилей, работающих в особо
тяжелых условиях. Их монтируют на ободьях специальной конструкции.
Автомобили с пневмокатками могут двигаться по снежной целине,
сыпучим пескам, заболоченной местности и т.п.
а
6
Рис. 11.8. Специальные шины: а —
арочные; 6 — пневмокаток; в — с регулируемым давлением
= крупногабаритные шины имеют ширину профиля 350 мм и более,
независимого от посадочного диаметра. Эти шины имеют тонкослойный
каркас и эластичный протектор с сравнительно неглубоким рисунком
протектора. Они выпускаются бескамерными. Наружный диаметр
крупногабаритных шин достигает 2...3 м и более. Давление в шинах очень
низкое ( 0,020... 0,035 Мпа ) и регулируется водителем. Крупногабаритные
шины имеют большую площадь опоры на грунт и предназначены для работы
в особо тяжелых условиях - по пескам, болотам, снежной целине, неровной
местности.
Шины с регулируемым давлением. Шины с регулируемым давлением
(рис, 11,8, в ) могут быть камерными и бескамерными. По сравнению с
обычными шинами они имеют увеличенную ширину профиля ( на 25, 40 %
), меньше слоев корда каркаса (в 1,5-2 раза ) и мягкие резиновые прослойки
между слоями корда, увеличенную площадь опоры на грунт ( 2 - 4 раза при
снижении давления ), меньшее сдельное давление на грунт, хорошее
42
сцепление с ним и большую эластичность. Протектор шин также отличается
повышенной эластичностью и имеет специальный рисунок с крупными
широко расставленными грунтозацепами, допускающий большие
деформации. Высота грунтозацепов составляет 15.. .30 мм. Вентиль этих шин
не имеет золотника. Такие шины могут работать с переменным давлением
воздуха 0,05..0,35 Мпа, значение которого выбирается водителем в
соответствии с дорожными условиями. Давление воздуха в шинах
регулируют с помощью специального оборудования, установленного на
автомобиле, которое позволяет не только поддерживать в шинах требуемое
давление в зависимости от условий эксплуатации, но и непрерывно подавать
воздух в шины при проколах и мелких повреждениях
Шины с регулируемым давлением предназначены для работы на дорогах
всех категорий во всех климатических зонах страны при температурах ль 60
до + 55С. При прохождении тяжелых участков пути ( заболоченная
местность» снежная целина, сыпучие пески) давление воздуха в шинах
снижают до минимума, а на отдельных дорогах с твердым покрытием:
доводят до максимального значения. Шины с регулируемым давлением
применяют на автомобилях высокой проходимости. В связи с тем, что они
работают в более тяжелых условиях и при пониженных давлениях воздуха,
срок их службы в 2 - 2,5 раза меньше, чем у обычных шин.Кроме того, эти
шины имеют пониженную грузоподъемность по сравнению с обьвдкыми
шинами того же размера
Диагональные и радиальные шины. Диагональные и радиальные шины
имеют различную конструкцию каркаса.
= диагональные шины ( 11,9, а ) имеют каркас 2, нити корда которого
располагаются под углом 50,. .52 град. К оси колеса и перекрещиваются в
смежных слоях Нити корда 1 подушечного слоя также расположены под
некоторым углом к оси колеса Каркас диагональных шин менее подвержен
повреждению от ударов, порезов и пр.
- радиальные шины ( рис.11.9, б ) отличаются от диагональных шин
расположением нитей корда в каркасе, формой профиля, слойностью,
особенностями подушечного слоя, бортовой части ,части протектора и
применяемыми материалами.
Рис. 11.9. Диагональная (а) и ради
ильная (б) типы: 1 — подушечный
слой; 2 — каркас
а
б
43
Шины имеют радиальное расположение нитей корда 2, которые идут
параллельно друг другу от одного борта шины к другому. Число слоев корда
в два раза меньше, чем у шин с диагональным расположением нитей корда.
Подушечный слой 1 изготовлен из металлического или вискозного корда.
Высота профиля шин несколько сокращена, Н\В = 0,70...0,85.Шины бывают
камерные и бескамерные. Радиальные шины по сравнению с шинами с
диагональным расположением нитей корда характеризуется большей
грузоподъемностью ( н а 15...20 % ), большей радиальной эластичностью ( на
30...35 % ), меньшим сопротивлением качению ( на 10 % ), они меньше
нагреваются ( на 20...30С ).Такие шины лучше сглаживаются
микронеровности дороги, улучшают управляемость автомобиля, уменьшают
расход топлива и обладают большей износостойкостью. Срок службы
радиальных шин в 1 , 5 - 2 раза выше, пробег составляет 75...80.тыс.км.
Однако радиальные шины имеют высокую стоимость и повышенную
боковую эластичность, что создает повышенный шум при качении по
неровной дороге.
Рис. 11.10. Основные размеры шины
Размеры и маркировка шин. Размеры и
маркировка шин проставлены на их боковой
поверхности. Основными размерами шины (
рис.11.10 ) являются ширина В и высота Н
профиля, посадочный «д» и наружный Д
диаметры.
Размер диагональных шин обозначается
двумя числами - в виде сочетания размеров
В д. Для выпускаемых отечественных шин
принята дюймовая система обозначения, т.е. размеры В и д даются в дюймах
( например 6,95 -16).
Размер радиальных шин обозначается тремя числами и буквой R
.Например, 175\70 13, где 175 - ширина профиля шины В в мм; 70 отношение высоты Н к ширине профиля В в процентах; R_- радиальная; 13 посадочный диаметр д в дюймах.
Кроме размеров в маркировке шины указываются завод-изготовитель,
модель шины, ее порядковый номер и другие данные.На шинах при
необходимости наносят дополнительные обозначения, Например , надпись =
TubeleSS = для бескамерных шин; знак М+ - для шин с зимним рисунком
протектора; буква Ш - у шин, предназначенных для ошиповки, и ряд других
44
обозначений.
3. ОБОДЬЯ, СТУПИЦА И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ КОЛЕСА
Колеса автомобилей могут быть с глубокими неразборными и разборными
ободьями, а также с соединительными элементами в виде дисков, спиц или
без них.
ОБОДЬЯ служат для установки пневматической шины. Они имеют
специальный профиль. Их штампуют или прокатывают из стали, а также
отливают совместно с диском из легких сплавов ( алюминиевые, магниевые )
К ободу колеса предъявляются требования, в соответствии с которыми
обод должен полностью соответствовать применяемой шине; должен иметь
высокую прочность и долговечность, минимальное биение и дисбаланс,
минимальную массу и момент инерции, а также обеспечивать легкость
монтажа и демонтажа шины.
При применении бескамерных шин к ободу колеса предъявляются
дополнительные требования, по которым обод должен иметь одинаковые
посадочные размеры для камерной и бескамерной шин и защитное
коррозионно-стойкое покрытие, облегчающее монтажно-демонтажные
работы , а также обеспечить установку камерной шины, надежную
герметизацию шины, герметичное соединение шины с ободом в условиях
эксплуатации даже при движении с минимальным давлением воздуха в шине.
Глубокий обод 2 ( см.рис. 11.3, а ) используется для колес легковых
автомобилей Он выполнен неразборным. В средней части такого обода
сделана выемка В, которая облегчает монтаж и демонтаж шины. Выемка
может быть симметричной или несимметричной. По обе стороны от выемки
расположены конические полки, которые заканчиваются бортами. Угол
наклона полок обода составляет ( 5+1) в следствии чего улучшается посадка
шины на ободе.
Глубокие ободья отличаются большой жесткостью, малой массой и
простотой изготовления. Однако на таких ободьях можно монтировать
только шины сравнительно небольших размеров с высокой эластичностью
бортовой части. Поэтому глубокие ободья используются только в колесах
легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъемности.
Разборные ободья применяют для колес большинства грузовых
автомобилей. Конструкции их весьма разнообразна. На рис. 11.11 показан
разборный обод с конической посадочной полкой, наиболее часто
используемый для камерных шин грузовых автомобилей. Обод 3 имеет
неразъемное съемное бортовое кольцо 1 с конической полкой и пружинное
разрезное кольцо 2. Съемное бортовое кольцо удерживается на ободе с
помощью пружинного кольца. Разборные ободья облегчают монтаж и
демонтаж и демонтаж шин грузовых автомобилей, которое имеют большие
массу, размеры и жесткую бортовую часть.
45
Для шин с регулируемым давлением воздуха, широкопрофильных,
арочных; а также некоторых шин грузовых автомобилей большой
грузоподъемности применяют разборные ободья с распорными
кольцами. Они состоят из двух частей, соединенных между собой
болтами. Разборные ободья обеспечивают надежное крепление шины
независимо от внутреннего давления воздуха в ней.
Ступица обеспечивает установку колеса, на мосту и дает возможность
колесу вращаться. Ступицы делают обычно из стали или ковкого чугуна Их
монтируют на мосту с помощью конических роликовых подшипников,
Кроме колес к ступицам также крепят тормозные барабаны и фланцы
полуосей (ведущие мосты грузовых автомобилей ).
Рис. 11.11. Дисковое колесо грузового автомобиля:
а — поперечный разрез; б — детали
paзборного обода; 1 - бортовое
кольцо; 2 — разрезное кольцо; 3 —
обод; 4 — диск
Ступица передних колес автомобиля ( см. рис. 10.12 ) - фланцевая,
изготовлена из легированной стали Ступица 3 установлена в поворотном
кулаке 10 на двух конических роликовых подшипниках 8. Наружные кольца
подшипников запрессованы в поворотном кулаке, а внутренние кольца
установлены на хвостовике ступицы, который имеет внутренние шлицы и
соединен с хвостовиком 7 корпуса наружного шарнира привода передних
колес автомобиля. Конусная втулка 5 обеспечивает правильную установку
хвостовика 7 относительно ступицы колеса. Положение подшипников 8 на
ступице фиксируется гайкой. С ее помощью регулируется осевой зазор в
подшипниках, равный 0,025.. .0,080 мм. Подшипники смазывают при сборке.
46
Для защиты подшипников ступицы от пыли, грязи и влаги, а также для
удержания смазки в поворотном кулаке установлены манжеты 9 и защитные
кольца а с наружной стороны - штампованный декоративный колпак 6. С
помощью сферических гаек и шпилек 4 к ступице прикрепляют колесо и
диск 2 тормозного механизма, закрытый тормозным шитом 1. Ступица
задних колес отсутствует. Ее заменяет фланец полуоси 9 ( см.рис.9.5 ),
который является вращающейся посадочной частью колеса, С помощью
сферических гаек 31 и шпилек к фланцу полуоси прикрепляют колесо и
тормозной барабан 1.
Ступица 16 ( см. рис. 10.14 ) переднего колеса автомобиля установлена в
поворотном кулаке 13 на двухрядном шариковом подшипнике 20 закрытою
там
РИС. 9.5. Задний ведущий мост легковых автомобилей ВАЗ:
а — общий вид; б, в — схемы главной передачи и дифференциала; / — тормозной барабан; 2, 17 — кольца; 3, 11, 1 9 — подшипники; 4, 21 — фланцы; 5, 20 —
манжеты; 6 — чашка; 7 — балка; 8, 26 — кронштейны; 9 — полуось; 10, 31 —
гайки; 12 — крышка; 13 — сателлит; 14, 15, 22 — шестерни; 16 — картер; 18 —
втулка; 23 — ось; 24— шайба; 25— корпус; 27— пластина; 28— щит; 29— болт;
30 — колпак; 32 — окно
47
Подшипник фиксируется в поворотном кулаке стопорными кольцами 15.
Ступица с помощью внутренних шлицов соединена с хвостовиком 18 корпуса
наружного шарнира привода передних колес и крепится на нем гайкой,
которая закрывается декоративным пластмассовым колпаком 17. К ступице
крепится направляющими штифтами 19 тормозной диск 14.Штифты
центрируют относительно ступицы колесо, которое крепится к ней
сферическими болтами. Этими же болтами дополнительно кренится к
ступице тормозной диск. Ступица 1 (см. рис10.17 ) заднего колеса
установлена на оси 15 на закрытом двухрядном шариковом подшипнике 18,
который фиксируется в ступице стопорным кольцом 20.
Б
В-В
Рис. 10.12. Передняя подвеска легковых автомобилей ВАЗ повышенной
проходимости:
1 — щит; 2 — тормозной диск; 3 — ступица; 4 — шпилька; 5 — втулка; 6 —
колпак; 7— хвостовик; 8— подшипник; 9— манжета; 10— кулак; //, 15, 21, 35шарниры; 12, 24, 30, 38 - кронштейны; 13, 27 - буфера; 14, 23 - рычат; 16,
22 - оси; 17, 28, 33 — опоры; 18, 25 — опорные чашки; 19 — прокладка; 20 поперечина; 26 — пружина; 29 — упор; 31 — амортизатор; 32 - обойма; 34 ....
стабилизатор; 36 — растяжка; 37— подушка; 39 — регулировочные шайбы
48
Ступица крепится на оси с помощью гайки 17, закрываемой пластмассовым
колпаком 16, Ось 15 ступицы колеса вместе с тормозным щитом 19 крепится
болтами к фланцу 21 продольного рычага 2 задней подвески. К ступице
сферическими болтами прикрепляется тормозной барабан и колесо.
Соединительный элемент колеса чаще всего выполняется в виде диска
Такие колеса называются дисковыми.
Диск 1 ( см.рис.11.3, а ) - штампованный из стали, делается выгнутым для
увеличения жесткости и с вырезами или отверстиями Б. Вырезы и
отверстия в диске уменьшают массу колеса, облегчают монтажнодемонтажные работы, а также улучшают охлаждение тормозных механизмов
и шин Диски присоединяют к ободьям колес сваркой. Для крепления колеса
к ступице в диске имеется отверстие А со сферическим фасками.
Крепление производят шпильками со сферическими гайками и болтами
Бездисковые колеса имеют соединительную часть, изготовленную
совместно со ступицей. Они делаются разъемными в продольной и
поперечной плоскостях. На рис. 11.12 представлено бездисковое колесо с
разъемом в поперечной плоскости. Колесо состоит из трех секторов I,
которые скомпонованы в единое кольцо с помощью специальных вырезов (
скосов ) выполненных на торцах секторов. При монтаже секторы колеса
устанавливают в определенной последовательности в лежащую шину, а
затем вместе с шиной прикрепляют к ступице 2 специальными прижимами 3,
шпильками 4 и гайками 5. Бездисковые колеса получили широкое
применение на грузовых автомобилях и автобусах
Рис. 10.17. Задняя подвеска переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ:
1— ступица; 2 — рычаг; 3, 22 — шарниры; 4, 14 — кронштейны; 5 — опора; 6 —
прокладка; 7— подушка; 8 — буфер; 9 — пружина; 10— кожух; 11 — опорная
чашки; 12 -- соедини гель; 13 — амортизатор; 15 — ось; 16 — колпак; 17— гайка;
18 — подшипник; 19 — щит; 20 — кольцо; 21 — фланец
49
4. НЕУРАВНОВЕШЕННОСТЬ И БАЛАНСИРОВКА КОЛЕС
Уравновешенность в минимальное биение колее, особенно передних
управляемых, имеет важное значение дли автомобилей, движущихся с
высокими скоростями. Неуравновешенность и биение колес тесно связаны
между собой, действует совместно и при движении автомобиля вызывает
дисбаланс колес
При дисбалансе колес ухудшается комфортабельность езды, сокращается
срок службы шин, амортизаторов, рулевого управления, увеличивается
расход топлива и затраты на техническое обслуживание. Дисбаланс передних
управляемых колес вызывает их автоколебания относительно шкворней,
ускоренное изнашивание шарниров подвески и приводит к ухудшению
устойчивости, управляемости и безопасности движения автомобиля.
Дисбаланс колеса складывается из дисбаланса тормозного барабана или
тормозного диска со ступицей ( 10… 30 % ), дисбаланса обода с диском (
20…25 % ), дисбаланса шины и вентиля ( 55...75 % ) и дисбаланса,
вызванного радиальным и осевым биением колеса,
Различают статический, динамический и комбинированный дисбаланс
колеса
При статическом дисбалансе ( рис.11.13, а ) ось 1 вращения колеса и его
главная центральная ось 2 инерции не совпадают, но параллельны между
собой. При качении колеса его неуравновешенная масса создает
центробежную силу Рц которая возрастает пропорционально квадрату
скорости вращения колеса:
Где
- неуравновешенная масса;
- угловая скорость колеса;
- расстояние от оси вращения до центра тяжести
неуравновешенной.
При динамическом дисбалансе ( рис. 11.13, б ) ось 1 вращения колеса
проходит через центр тяжести (ЦТ) колеса и составляет некоторый угол д с
главной центральной осью 2 инерции колеса Динамический дисбаланс
обусловлен неравномерностью распределения массы по ширине колеса.
Он обычно возрастает при увеличении ширины колеса. Динамический
дисбаланс может быть обнаружен только при вращении колеса.
При комбинированном дисбалансе колесо имеет одновременно
статистический и динамический дисбалансы
Колесо считается уравновешенным, если ось его вращения одновременно
является и главной центральной осью инерции колеса
Дисбаланс колеса в сборе устраняют при помощи грузиков, которые
устанавливают на ободе колеса
Колеса грузовых автомобилей балансируют статически, а колеса
легковых автомобилей - динамически на специальных стендах. При
статической балансировке грузики размещают с наружной стороны колеса
а
50
Рис. 11.12. Конструкция (а) и крепление (б) бездискового колеса: 1 —
секторы; 2 — стушит;3 — прижим; 4 — шпильки; 5 - ганка
Рис. 11.13. Статический (а) и динамический (б) дисбаланс колес:
1 — ось вращения; 2 — ось инерции;
Ал— угол между осями
(в двух плоскостях ).
Динамическая балансировка колес является общей и более
предпочтительной. Колесо уравновешенное при динамической балансировке
является и статически уравновешенным. Уравновешенным считается колесо,
у которого ось вращения и главная центральная ось инерции совпадают
Полностью дисбаланс колеса устранить невозможно. Поэтому тормозной
барабан со ступицей, ободом и диском балансируют с точностью до
400...500 Н\м, шину - 500... 1000 Н\м, а колесо с шиной в сборе - до
1000... 1200 Н\м. Иногда на шины наносят специальную метку,
указывающую наиболее легкое ее место, которое следует устанавливать у
вентиля камеры для уравновешивания колеса.
51
5. Регулирование давления воздуха в шинах
На грузовых автомобилях повышенной и высокой проходимости
применяют централизованное регулирование давления воздуха в шинах
колес, что существенно повышает проходимость автомобилей.
Система регулирования позволяет изменять ( в зависимости от состояния
дороги ) давление воздуха в шинах от 0,05 до 0,35 Мпа, как при движении,
так и при стоянках; Осуществить непрерывную подкачку воздуха в шины
при их проколах и мелких повреждениях, обеспечивая безостановочное
движение автомобиля; контролировать давление воздуха в шинах
На автомобилях с пневматическими или пневмогидравлическими
тормозными приводами система регулирования давления воздуха в шинах
подключается параллельно к этим приводам. При гидравлических тормозных
приводах на автомобилях применяется отдельная система для подкачки
воздуха в шины
В систему регулирования давления воздуха в шинах входят ( рис. 11.14, а )
компрессор 8, воздушный баллон 7, клапан ограничения падения давления 4,
кран управления 2, блок шинных клапанов 9, воздухоподводящие устройства
6, запорные краны колес 5, воздухопроводы 3 и манометр 1.
Компрессор 8 - одноцилиндровый, установлен на двигателе и приводится
в действие ременной передачей от коленчатого вала двигателя.
Клапан 4 ограничения падения давления позволяет поддерживать в
баллоне необходимый запас сжатого воздуха
Кран управления 2 служит для подачи сжатого воздуха из баллона в шины
10 и выпуска воздуха из шин. Рычаг крана имеет три фиксированных
положения: накачка шин; нейтральное положение и выпуск воздуха из
шин. Кран- управления размешен в кабине водителя.
Рис. 11.I4. Система регулирования давления воздуха в шинах: а — схема; б —
колесо с подкачкой воздуха; 1 — манометр; 2 — кран управлении; 3 —
воздухопровод; 4 — клапан; 5 — запорный кран; 6 — воздухоподводящее
устройство; 7 — воздушный баллон; 8 — компрессор; 9 — блок кранов; 10 широкопрофильная шина
52
Блок 9 шинных кранов имеет несколько вентилей, число которых
соответствует числу колес автомобиля. Он позволяет изменять давление в
шинах каждого колеса.
Воздухоподающие устройства 6 с помощью блока, манжет исключают
утечку воздуха, подводимого к колесам.
Запорные колесные краны 5 предназначены для отключения каждой шины
от системы регулирования давления воздуха Их закрывают только при
длительных стоянках автомобиля для исключения утечки воздуха из шин
через неплотности воздухоподводящих устройств. Запорные краны
устанавливаются на дисках колес (11.14.,).
На рис. 11.15 представлен кран управления системы регулирования воздуха
в шинах Кран состоит из корпуса 2 и золотника 4. На кране установлен
клапан 1 ограничения падения давления воздуха. Кран имеет три вывода.
Вывод 1 предназначен для подвода сжатого воздуха из воздушного баллона,
вывод 11- для подвода сжатого воздуха к шинам и вывод 111 - дня выпуска
воздуха наружу.
Золотник 4 имеет кольцевую проточку и уплотняется двумя манжетами 3
Он может занимать три положения; левое, правое и среднее.
При левом положении проточка золотника находится против левой
манжеты и сжатый воздух поступает из воздушного баллона в шины При
правом положении проточка золотника располагается против правой
манжеты, и сжатый воздух из шин выходит наружу. При среднем положении
проточка золотника устанавливается между манжетами. В этом случае
перекрывается поступление сжатого воздуха в шины и выпуск наружу.
Воздухоподводящее устройство системы регулирования давления воздуха
в шинах показано на рис. 11.16. Это устройство не только исключает утечку
воздуха, но и обеспечивает его надежный подвод к шинам. Обычно подвод
воздуха к шинам осуществляется с внутренней стороны колес. В этом случае
воздухоподводящие каналы выполняются в цапфе и полуоси. Поступление
воздуха от неподвижной цапфы 3 к подвижной полуоси 2 осуществляется в
уплотнительном устройстве 1, которое состоит из двух манжет и обоймы
При применении системы регулирования давления воздуха в шинах, как
указывалось ранее, необходимо использовать специальные шины, имеющие
большую ширину профиля и уменьшенное число слоев корда каркаса для
повышения эластичности шин,
Рис. 11.15. Кран управления давлением: 1— клапан;
2— корпус; 3 — манжеты; 4 — золотник; 1...111 — выводы
53
От блока
кранов
Рис. 11.16. Воздухоподводящее устройство: 1 —
уплотнительное устройство; 2 — полуось; 3 — цапфа
6.РАСЧЕТ КОЛЕС
При расчете колес выполняется:
= подбор шин;
= расчет максимально допустимой нагрузки на колесо с шиной и момента
инерции колеса;
= расчет подшипников ступиц колес.
Подбор шин. Срок службы пневматических шин во многом зависит от
условий эксплуатации. Например в одних и тех же условиях эксплуатации
при снижении нагрузки на колесо на 20 % срок службы шин
увеличивается почти на 30 %, а при увеличении нагрузки на 20 % сокращается примерно на 50 %. Поэтому при подборе шин для проектируемого автомобиля, необходимо учитывать будущие условия его
эксплуатации, в первую очередь, использование грузоподъемности
автомобиля и типы дорог, дня которых предназначается автомобиль.
При подборе шин вначале необходимо определить нагрузку,
приходящуюся на одно колесо для полностью груженого автомобиля.
У легковых автомобилей нагрузка на передние и задние колеса при всех
пассажирах почти одинакова
54
У грузовых автомобилей с колесной формулой 4 x 2 при двухскатных
задних колесах при полной нагрузке на передние колеса приходится 25...30
% всей нагрузки автомобиля. Хотя на задних двухскатных колесах
устанавливается 4 шины, все равно на каждую из них приходится большая
нагрузка, чем на шину переднего колеса. Поэтому подбор шин для грузового
автомобиля производится по нагрузке, приходящейся на одно заднее колесо
По значению этой нагрузки на шины подбирают размер шин и определяют
статический радиус колеса .
У грузовых автомобилей, предназначенных для различных дорожных
условий эксплуатации, перегрузка шин по сравнению с допустимой
нагрузкой не допускается.
У автомобилей, предназначенных для работы только на дорогах с
асфальтированным покрытием при ограниченных скоростях движения (
фургоны городской торговой сети, автомобили коммунального хозяйства и
др.), иногда допускается перегрузка шин не более чем на 10... 15 %.
Для автобусов шины подбирают по нагрузке на колесо при условии, что
все места заняты. При этом для городских автобусов учитываются и стоящие
пассажиры ( 5 человек на 1кв. метр свободной площади салона кузова). В
междугородних автобусах учитывается вес багажа.
Иногда допускается перегрузка шин городских автобусов - не более чем
на 10 %, а перегрузка шин междугородних автобусов не допускается.
При подборе шин для автомобилей приходится учитывать некоторые
параметры, характеризующие работоспособность шины, которые определяют
расчетным путем. Например, важнейшей характеристикой шины является ее
упругая характеристика, которая представляет собой зависимость прогиба
шины ( радиальной деформации ) от нагрузки на колесо.
Радиальная деформация тороидной шины при допустимой нагрузке не
должна превышать 12…15% высоты ее профиля:
где С1 и С2 - коэффициенты, учитывающие конструкцию и размер шин;
С1=0,02...0,04 м\МПа, С2=0,2...0,5 см-1( меньшие значения для шин
автомобилей ограниченной проходимости); - нагрузка на колесо;
Рк- давление воздуха в шине; Рш = 0,01...0,03 МПа - жесткость каркаса шины
( меньшие значения для шин с малым числом слоев корда).
Для каждого типоразмера шин существует предельная ( критическая )
скорость, превышение которой приводит к значительному изменению
свойств шины и выходу ее из строя.
Критическая скорость шины, км\час:
55
Где Rк - радиус длины по короне ( экватору ), м ( рис. 11.17 );
- радиус
шины по центральной части, м ; qср - масса шины, приходящаяся на 1 кв.м
поверхности беговой дорожки, Н ХС2\ М3 ;qср =
плотность материала
шины, кг\м ; tш - толщина беговой части шины, м );Вк=50...52° - угол
направления корда.
При скоростях движения, превышающих критическую скорость, на
беговой поверхности шины возникают непрерывные колебания с большими
амплитудами, что приводит к возникновению ударов протектора. В
результате резко увеличивается сопротивление качению, возрастает нагрев и
сокращается срок службы шины. Поэтому при проектировании шин
необходимо, чтобы критическая скорость была в 1 , 5 - 2 раза больше, чем
максимальная скорость движения автомобиля.
Для предотвращения проворачивания шины на ободе момент трения,
удерживающий шину на колесе, должен быть больше в 1,5-2 раза момента
сцепления колеса с дорогой.
Момент трения определяется по следующей формуле:
Где µ= 0,45...0,60 - коэффициент трения шины по ободу; Rср – средний
радиус шины; Q - осевая сила.
Осевая сила зависит от давления воздуха в
шине Рш радиуса шины по ее центральной части
и диаметра обода d;
Рис. 11.17. Расчетная схема Нагрузка на колесо. Максимально допустимая
нагрузка на колесо с шиной можно определить по
шины
следующей формуле:
Рис. 11.18.Схема для расчета подшипников
ступицы колеса:
1,2 - внутренний и наружный подшипники соответственно
Расчет подшипников ступиц колес состоит
в определении их долговечности. Для этого
необходимо знать значение усилий, действующих на подшипники.
При расчете рассматривают прямолинейное
(R = 50 м ) движение автомобиля со
56
cкоростью = 40 км\час. При этом считают, что автомобиль движется
прямолинейно 90 % пути, а на поворотах вправо и влево - по 5 % пути,
причем влиянием тяговой силы и развалом колес пренебрегают.
При прямолинейном движении автомобиля на ступицу колеса действует
вертикальная реакция
где
Где
– масса автомобиля , приходящаяся на колеса моста.
На ступицу колеса также действует усилие от боковой реакции
f = 0,05 - коэффициент трения.
Под действием реакций RZ и Ry при прямолинейном движении
радиальные нагрузки на внутренний и наружный подшипники соответственно
будут равны:
где а и l - расчетные размеры; rк - радиус колеса.
При этом действием осевой нагрузки на подшипники пренебрегают.
При криволинейном движении автомобиля вертикальная реакция
где hц - высота центра тяжести; знак (+) относится к наружному; а
знак (-) - к внутреннему колесу по отношению к центру поворота
автомобиля. Боковая реакция при криволинейном движении
Где
- поперечный коэффициент сцепления колес с
дорогой.
Под действием реакций R2 и Ry при криволинейном движении
автомобиля нагрузки на внутренний и наружный подшипники наружного и
внутреннего колес автомобиля определяются по следующим формулам.
Радиальные нагрузки:
57
Наружное колесо:
внутреннее колесо:
Осевые нагрузки:
наружное колесо
внутреннее колесо Контрольные вопросы:
1. Какие типы колес применяются на современных автомобилях?
2. Каковы основные части автомобильного колеса?
3. Какие требования предъявляют к шинам автомобиля?
4. Какие типы шин используют на легковых и грузовых автомобилях?
5. В чем заключаются особенности камерной и бескамерной шин?
6. Что представляют собой диагональные и радиальные шины?
7. Как подбирают шины для легковых, грузовых автомобилей и автобусов?
8. Чем отличаются шины с регулируемым давлением от обычных шин?
9. Что такое критическая скорость и какое влияние она оказывает на свойства и
срок службы шины?
10. Какие причины вызывают дисбаланс колес и на что он влияет?
11. Чем отличается динамический дисбаланс колес от статического?
12. Какие причины вызывают статические и усталостные напряжения в
колесах автомобиля?
13. Что выполняется при расчете колес автомобиля?
58
возможности УЛУЧШЕНИЯ ТЯГОВО - СКОРОСТНЫХ
СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ
1. СИЛОВОЙ И МОЩНОСТНОЙ БАЛАНСЫ АВТОМОБИЛЯ
Силы действующие на автомобиль при прямолинейном движении
Силы действующие на автомобиль при прямолинейном движении,
представлены на рис. 2,5,
Примем следующие условия;
1, Два одноименных колеса (правые и левые) рассматриваются как
одно,
2. Участок дороги та воем протяжении однородный с постоянным
углом наклона ( а) к горизонту и не имеет неровностей.
Рис. 2.5. Силы, действующие на автомобиль при прямолинейном движении
Рассмотрев все силы ( см. рис, 2.5.% которые действуют на автомобиль во
время его прямолинейного движения, можно сделать вывод, что только одна
сила РТ обеспечивает движение автомобиля, остальные препятствуют
движению. Спроектировав все силы на плоскость опорной поверхности
автомобиля, получим уравнение динамики прямолинейного движения;
(2.23)
Движение возможно лишь в том случае, если сила тяги Рт будет больше
суммы сил
.И движение возможно лишь до тех пор, пока не
начнется
пробуксовка ведущих колес, т.е. сила тяги на
ведущих колесах не превысит значение, при котором не будет происходить
сцепление шин с поверхностью дорога.
59
Силовой баланс
Уравнение динамики прямолинейного движения автомобиля (2.23)
является также уравнением силового баланса автомобиля.
Для того, чтобы данное уравнение связать с тяговой характеристикой, его
дополняют зависимостями сил сопротивления движению автомобиля от его
скорости ( 3.1).
Для этого на графике тяговой характеристики наносятся значения Рψ для
дорожных условий, которые характеризуются конкретным значением ψ.
При скорости близкой к максимальной прямая Рψ переходит в кривую,
так как увеличиваются значения Рj из-за увеличения потерь в эластичной шине.
Затем определяют значение Рω, которые
суммируются со значением Рψ . В силу того,
что Рω зависит от скорости в квадрате, то
прямая (Рψ + Рω) при увеличении скорости
движения автомобиля переходит в параболу.
График силового баланса наглядно
показывает возможности движения
автомобиля в данных дорожных, условиях.
Так при равномерном движении максимальная
скорость движения на четвертой передаче
развивается до значений.
Рис. 3.1. Силовой баланс автомобиля
Если кривая Рт проходит рядом с кривой
(Рψ + Рω) ,то отрезки, заключенные между этими кривыми ( Р3 ) соответствуют запасу силы тяга, которую можно использовать при преодолении
повышенного сопротивления дороги, для разгона автомобиля или
буксирования прицепа Следовательно, при максимальной скорости запас
силы равен нулю и ускорение невозможно
Для определения значения максимального сопротивления дороги, которое
может преодолеть автомобиль при равномерном движении, например со
скоростью 1 ,надо из ординаты Рт вычесть отрезок аb , соответствующий
силе Рω при скорости 1 .Сумма отрезков Р3 и bc представляет собой
силу Рψ при максимальном сопротивлении дороги ψтах.
Если данные дорожные условия характеризуются коэффициентом
сцепления φх ,определим силу сцепления Рω на ведущих колесах и отложим
ее значения на оси РT , после чего проведем из полученной точки
горизонталь.
В зоне, расположенной ниже этой горизонтали, соблюдается условия
PT ≤ Рω , а зона выше этой линии характеризуется тем, что движение
невозможно из-за буксования колес.
υ
υ
60
В промере, представленном на рис. 3.1, движение автомобиля возможно на
второй, третьей и четвертой передачах во всем интервале их скоростей. На
первой передаче движение без буксования ведущих колес возможно лишь со
скоростью
или большей. Так как значение Р получены по внешней
скоростной характеристике двигателя, то для движения на первой передаче и
со скоростью меньше, чем
необходимо перейти на частичные нагрузки.
В уравнении силового баланса все силы сопротивления условно имеют
знак плюс. Однако силы Р и Р а зависимости от условий движения могут
иметь различные знаки. Сила Р при преодолении автомобилем подъема и
сила Р при разгоне имеют положительные значения, и наоборот, Р при
движении на спуске, а Р при движении с замедлением имеют отрицательные
значения.
Мощностной баланс
Иногда вместо силового баланса, характеризуя возможности движения,
пользуются мощностным балансом.
Умножив все члены уравнения ( 2.23 ) на \1000, получим уравнение
силового баланса:
υ
(3,1)
Где NT - тяговая мощность,
(3,2)
Na - мощность, затрачиваемая на преодоление подъема,
(3.3)
- мощность затрачиваемая на преодоление сопротивления качению
(3.4)
- мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха,
(3.5)
-мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлению разгону,
61
(3.6)
Nψ
–
мощность, сопротивления дороги, затрачиваемая на преодоление (3,7)
Уравнение мощностного баланса устанавливает соотношения между
мощностью, подводимой к колесам автомобиля и мощностью, необходимой
для преодоления сопротивления движения автомобиля.
Используя уравнение (3.1 ) , построим график мощностного баланса ( 3.2 )
при движении автомобиля на одной из передач. Для этого построим
скоростную характеристику двигателя.
По формуле ( 3.2 ) с учетом ηтр аналогично
кривой Nе построим кривую изменения NT и
используя формулу ( 3.7 ), построим кривую.
При этом следует иметь в виду, что при
U > 15м\сек коэффициент ψ будет изменяться
с учетом формулы (2.10).
Вверх от кривой Nψ откладывают значения
мощности сопротивления воздуха (кривой
). отрезки ординат между кривой
(
) и осью абсцисс соответствуют суммарной
мощности,
затрачиваемой
на
преодоление сопротивления дороги и воздуха.
рис. 3.2 Мощностной баланс авто
заключенные между кривыми NT и (
)
мобиля при движении на высшей
характеризуют запас мощности N3, который
передаче
может быть использован для преодоления
повышенного сопротивления дороги автомобилем или буксирования прицепа.
При равномерном движении автомобиля без прицепа мощность NT
расходуется только на преодоление сопротивления дороги и воздуха, и если
дроссель открыт полностью наибольшая скорость движения достигается, когда
автомобиль развивает мощность, равную сумме мощностей
( точка А).
График мощностного баланса для всех передач строят таким же образом,
только вместо пары кривых и строят столько кривых, сколько передач в
коробке передач.
Динамическая характеристика автомобиля
Тяговая характеристика недостаточно удобна для сравнительной оценки
62
свойств автомобилей, обладающих различной массой, так как даже при
равномерном движении значение Рψ зависит от массы автомобиля, и для
разных дорожных условий пришлось бы строить разные
кривые Рψ и Рω или Nψ и
Из уравнения ( 2.23 ) получим
Разделим это выражение на силу тяжести автомобиля, и принимая во
внимание формулы ( 2.9 ) и ( 2.11 ), получим
Или при равномерном движении
Левая часть данного выражения называется динамически фактором:
(3,8)
Следовательно,
(3.9)
Таким образом , выражение (3.) представляет собой уравнение динамики
прямолинейного движения автомобиля в безразмерной форме. Решение
уравнения движения автомобиля с использованием динамического фактора
существенно упрощает задачу.
Поскольку Рr и Рω находится в зависимости от скорости движения ( 2.4 ) ( 2.16 ), то и динамический фактор также
зависит от нее, т.е. D = f(U)
Зависимость динамического фактора
автомобиля с полной нагрузкой от
скорости движения на различных передачах называется динамической характеристикой автомобиля ( рис.3.3).
Построение динамической характеристики проводится аналогично тяговой, но
с учетом формул ( 3.8 ) и ( 2.16 ).
Динамическая характеристика автомобиля позволяет быстро решать ряд
задач, связанных с определением тягово-скоростных возможностей
автомобиля.
63
Возможная скорость движения
При равномерном движении формула ( 3.9 ) примет вид
(3.10)
При известных обстоятельствах, которые характеризуются величиной по
оси ординат откладывают значение D и проводит горизонталь до пересечения
с кривой, например
.Из точки пересечения, опустив перпендикуляр на
ось
абсцисс,
определяют значение максимальной скорости
данного автомобиля в данных дорожных условиях на данной передаче. Если
дорожные условия характеризуются коэффициентом ,
то
автомобиль
способен развивать максимальную скорость, так как
значение
его
динамического фактора на высшей передаче больше, чем значение
.Если
значение
больше, чем значение
, то движение невозможно. Если
дорожные условия иные и характеризуются
, то максимальная скорость
будет равна
Минимально возможная скорость движения будет
определяться минимальной скоростью, которую может поддерживать
автомобиль на низшей передаче в том случае, если кривая этой передачи
находится выше соответствующей прямой . В данном примере это скорость
на второй передаче и
на первой передаче.
Преодолевание сопротивления
Задав скорость движения, т.е. восстановив перпендикуляр из точки,
соответствующей значению этой скорости, до пересечения с кривой,
спроектируем эту точку пересечения на ось ординат.
Так как
, то задача сводится либо к
определению коэффициента сопротивлению качению при заданном угле
подъема, тогда:
(3.11)
Либо к определению преодолеваемого угла подъема при заданном
сопротивлению качению.
Из уравнений (2.10 ) и ( 3.10 ) получим
(3.12)
Учитывая, что
значительно меньше единицы, можно воспользоваться
упрощенной формулой:
(3.13)
64
Учитывая, что f 2 значительно меньше единицы; можно воспользоваться
упрощенной формулой:
( 3.13 )
При определении максимального угла подъема, который может преодолеть
автомобиль, в данную формулу надо подставить максимальное значение D по
динамической характеристике.
Пример. Найти предельный угол подъема, преодолеваемого автомобилем при
Dmax = 0,4 и f =0,02( асфальтобетонное покрытие ).
Решение. Из формулы ( 3.12 ) получим
Используя формулу ( 3.13 ),
Разница двух результатов составляет менее 1%.Предельный угол равен 22,5 градусов.
Ускорение автомобиля
Для определения ускорения автомобиля при заданной скорости
движения и заданном сопротивлении используем формулу (3,9)
(3,14)
Очевидно, что условием ускоренного движения является превышением
динамического фактора над коэффициентом дорожного сопротивления (
наличие запаса D ). При
скорость
автомобиля
изменяется,
поэтому
динамический фактор и зависящее
от него ускорение также будут переменными. Следовательно, по формуле (
3.14 ) можно определить текущее значение ускорения. В зависимости от
того, возрастает или убывает динамический фактор, соответственно меняется
и ускорение.
Возможная сила тяги на крюке
Возможная сила тяги на крюке может быть определена при равномерном
движении автомобиля с заданной скоростью и заданным сопротивлением
дороги:
(3,15)
65
Обеспеченность движения по сцеплению было показано выше движение
автомобиля без пробуксовки ведущих колес определяется условием
Разность
представляет собой некоторый запас по сцеплению
при ускоренном движении автомобиля. Подставим выражение ( 2.25 ) в
формулу ( 3.8 ), пренебрегая значением
в виду того, что недостаток
сцепления по условиям буксования проявляется на малых скоростях, тогда
где
сцепная сила тяжести,
т.е. статическая нагрузка на ведущие
колеса автомобиля на горизонтальном
участке. Аналогично формуле ( 2.25 )
выразим условие движения
автомобиля без буксования ведущих
колес как
Рис. 3.4. Определение возможности
использования динамического фактора в различных условиях движения по сцеплению
нанося на
динамическую характеристику ряд
значений (рис 3.4) при различных
можно определить, будет ли
реализован динамический фактор в тех или иных условиях движения
Если кривая динамического фактора окажется выше линии , то это
означает, что для данной передачи полностью реализовать силу тяги по
двигателю невозможно.
ДИНАМИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ АВТОМОБИЛЯ
Номограмма нагрузок
Динамическая характеристика рассчитывается и строится для
автомобиля с полной нагрузкой. Однако фактическая масса автомобиля в
зависимости от его нагрузки может меняться в широких пределах, т.е. сила
тяжести автомобиля может меняться от
до G. Динамический фактор
автомобиля в этом случае будет также
соответственно меняться.
Чтобы не пересчитывать при
каждом изменении нагрузки
величину D динамическую характеристику дополняют номограммой нагрузок
которую
66
строят следующим образом. Ось абсцисс динамической характеристики
продолжают влево ( рис. 3.5, а ) и на ней наносят шкалу нагрузки H в
процентах ( дан грузовых автомобилей ) или указывают число пассажиров (
для легковых автомобилей и автобусов ). Через путевую точную шкалы
нагрузок проводят прямую, параллельную оси ординат, и на ней наносят
шкалу динамического фактора Do для автомобиля без нагрузки.
Рис. 3.5. Использование динамической характеристики автомобиля: а — динамическая характеристика с номограммой нагрузок; б — динамический паспорт
автомобиля
Масштаб шкалы Dо определяют по формуле
где
- масштаб шкалы динамического фактора для автомобиля с полной
нагрузкой; Go - собственная масса, автомобиля в снаряженном состоянии,
включая массу водителя.
Равнозначные деления шкал соединяют прямыми линиями.
Наклонные линии по номограмме нагрузок обычно проводят через
круглые значения динамического фактора, а промежуточные значения
определяют интерполированием.
График контроля буксования
График контроля буксования представляет собой зависимость
динамического фактора по сцеплению от нагрузки и позволяет определить
предельную возможность движения по условиям сцепления колес с дорогой.
Для построения графика определяют динамический фактор по сцеплению для
автомобиля с полной нагрузкой и без нее для различных коэффициентов
сцепления, начиная с
=0,1:
67
Где
- динамический фактор по сцеплению для автомобиля с полной
нагрузкой;
- динамический фактор по сцеплению без нагрузки;
- сила тяжести, воспринимаемая ведущими колесами автомобиля без
нагрузки;
Значение
откладывают по оси Да номограммы нагрузок ( рис, 3.5, 6 ), а
значение
по оси
полученные точки соединяют прямой штриховой
линией, на которой указывают величину коэффициента сцепления = 0,1.
Аналогично определяем положения линий для от 0,2 до 0,8.
Используя график контроля буксования можно определить минимальное
значение коэффициента
, необходимое для движения с заданными
нагрузкой Н и скоростью или с заданными нагрузкой и коэффициентом
В первом случае поступают так же, как при определении динамического
фактора по известным значениям нагрузки и скорости, только вместо
величины D ( сплошные наклонные линии ) определяют значение
(штриховые линии), Так при скорости
= 25 м\сек и нагрузке Н=80%
коэффициент = 0,12 ( точка А ).
Во втором случае проводят вертикальную линию через точку,
соответствующую известному значению нагрузки Н и на ней откладывают
значение коэффициента , после чего по наклонным штриховым линиям
определяют коэффициент . Так при нагрузке Н= 40 % и коэффициенте = 0,2
коэффициент = 0,32 ( точка В).
При известных значениях нагрузки Н и коэффициента
можно
определить максимальные значения коэффициента
и скорости
или
нагрузку и скорость при известных величинах
и
. Например, если
нагрузка Н = 70 % и коэффициент
=0.4 ( точка С ), то коэффициент =
0,27. При таком коэффициенте сопротивления дороги автомобиль может
двигаться лишь на первой передаче. При коэффициентах = 0,3 и = 0,5
нагрузка Н = 30 %, а скорость автомобиля
= 11 м\сек.
Разгон автомобиля Способность автомобиля быстро набирать
скорость после трогания с места или переключения ступеней в коробке
передач называется его приемистостью.
Приемистость оценивается временем разгона автомобиля до
заданной скорости. В известной степени параметром оценки
приемистости может служить и путь разгона» что существенно для
автомобилей, работающих главным образом в городских условиям, где
остановки часты, а расстояния между ними малы.
В городских условиях приемистость может быть решающим фактором,
определяющим среднюю скорость движения автомобиля.
68
Параметром разгона является ускорение.
В случае работы двигателя с полной подачей топлива ускорение можно
определить из уравнения ( 3.9 ):
Очевидно, что ускорение зависит от коэффициента дорожного
сопротивления ,скорости и передаточного числа силовой передачи на
-ой передаче, поскольку значения D зависят от скорости и включенной
передачи, а значение
- от передаточного числа силовой передачи на -ой
передаче ( 2.13 ).
Имея динамическую характеристику, а также значение
можно для
различных значений и
построить графики зависимости
(рис
3.6).
Как видно из графика, ускорение не остается постоянным, поскольку
меняется сила тяги РТ из-за изменения частоты вращения коленчатого вала
двигателя, уравнения ( 2.3 ) и ( 2.4 ), и сопротивление воздуха Рω что
приводит к снижению значения D , а значит и J по уравнению ( 3.17 ).
Точная оценка приемистости автомо- биля
по зависимости
при
движении по дорогам:
с одинаковым значением коэффициента
( обычно от 0,015 до 0,02)
затруднительна. Причина в том, что у разных автомобилей не только различные
максимальные ускорения на каждой
передаче, но и характер зависимости
Рис. 3.6. Зависимости ускорения от а также число ступе ней силовой передачи.
скорости движения соответственно
на первой—четвертой передачах
Более удобными оценочными показателями
приемистости автомобиля являются время и путь разгона автомобиля в
заданном интервале скоростей. Эти показатели могут быть определены опытным
или расчетным путем, причем в последнем случае пробуксовкой сцепления
при трогании автомобиля с места и переключением передач
пренебрегают, т.е. считают, что после включения передачи колесам сразу
же передается мощность двигателя, соответствующая полной подаче
топлива.
По методу академика Е.А.Чудакова и Н.А.Яковлева расчетный
интервал скоростей разбивают на мелкие участки, как показано на рис. 3.6, и
считают.
69
что на каждом из участков автомобиль разгоняется с постоянным
ускорением:
где J1 и J2 – ускорение в начале и конце участка.
Для точности расчета интервалы скоростей 0,5 - 1 м\сек - на первой
передаче, 1 - 3 м\сек - на промежуточных и 3 - 4 м\сек - на высшей передаче.
Для каждого участка можно записать
(3.18)
Где
и
- скорости начала и конца участка соответственно;
которое скорость изменяется от
до
Из уравнения (3.18)
- время, за
(3,19)
Полное время разгона в интервале скоростей
равно сумме
По значениям определенным для
различных скоростей, строят график разгона
автомобиля, показывающий зависимость
скорости от времени разгона (рис. 3.7)
При переключении передач автомобиль некоторое
время движется по инерции, т.е. Рт = 0 и соответственно формула ( 3.17 ) примет вид
где
- коэффициент учета вращающихся масс при неработающем
двигателе.
Последнее выражение показывает с каким замедлением автомобиль
движется при переключении передач. Для упрощения расчетов
сопротивление воздуха при переключении передач считается постоянным,
соответствующим скорости движения на предыдущей передаче.
Тогда ,
и уменьшение скорости за время переключения передач
будет
где - продолжительность переключения передачи;
- уменьшение
скорости за время переключения передач.
Продолжительность переключения передач зависит от квалификации
водителя, конструкции коробки передач и типа двигателя. В зависимости от
70
Этого время переключения передач будет изменяться от 0,2 сек. ( при
автоматизированном приводе ) до 3 сек.
При известных значениях на
графике находят соответствующие
точки и соединяют их отрезками прямых с конечными точками разгона на
предыдущих передачах.
Путь за время
при равноускоренном движении на каждом участке
будет
где
- средняя скорость на участке.
Полный путь разгона автомобиля от скорости
до скорости
Путь Sn - путь, пройденный автомобилем за время переключения передач,
рассчитывается по формуле
где
- скорость автомобиля в момент начала переключения передач.
Динамическое преодоление подъемов
Изложенный выше способ определения по динамической
характеристике максимального подъема, который может преодолеть
автомобиль, используется для наиболее сложного случая движения,
когда длина подъема велика, и автомобиль, двигаясь равномерно,
преодолевает его только за счет силы тяги. Короткие подъемы можно
преодолевать, используя также кинетическую энергию, накопленную
автомобилем при разгоне. Поэтому подъем, который автомобиль может
преодолеть с разгона, больше подъема, преодолеваемого им при
равномерном движении.
Рассмотрим рис. 3.8. Автомобиль движется со скоростью
по
участку А-В, который характеризуется коэффициентом сопротивления
дороги . В точке В начинается разгон, и к началу подъема автомобиль
движется со скоростью U1. На участке С-Е, коэффициент
сопротивления которого
скорость уменьшается.
Для определения максимальной длины подъема считают, что
автомобиль приближается к началу подъема со скоростью,
максимально возможной на участке А-С. Кривую динамического
фактора разбивают на участки, как показано на рис. 3.8, и по формуле (
3.17 ), в которую подставляют значение
,определяют ускорение
замедления, а затем время и путь для каждого интервала скоростей.
Если коэффициент сопротивления дороги на подъеме равен или
меньше
на данной передаче, то конечную скорость автомобиля
определяет точка F пересечения линии
с кривой D . После того как
скорость уменьшится до значения , движение автомобиля станет
71
Если коэффициент сопротивления дороги на подъеме больше
и равен,
например
, то скорость, уменьшаясь, окажется меньше критической , и
дальнейшее снижение ее сопровождается значительным уменьшением
динамического фактора. Чтобы избежать остановки автомобиля, необходимо
перейти на низшую передачу. В этом случае при расчете нижний предел
скорости ограничивают критической скоростью
.Длина подъема, которую
автомобиль проходит при снижении скорости до значения , лишь немного
отличается от длины пути, в конце которого автомобиль останавливается.
Рис. 3.8. Динамическое преодоление подъема: а — изменение дорожного сопротивления; б, в —
динамические характеристики двух автомобилей на одной из передач
Пример. Определить максимальную длину подъема
, преодолеваемого
автомобилем, динамическая характеристика которого показана на рис. 3.8 , В. Перед подъемом
автомобиль движется по участку с
По графику находим скорости
автомобиля на первом участке дороги
( =30 м\сек) и в конце подъема( = 10 м\сек). Разбиваем этот интервал скоростей на два: 30-20 и
20-10 м\сек.
Динамический фактор при
=
20 м\сек равен 0,04.
Средний динамический фактор: в первом интервале скоростей Dср1 = ( 0,02 + 0,04) \ 2 = 0,03; во
втором интервале скоростей = ( 0,04 +
0,05) \ 2 = 0,045.
Среднее замедление: в первом интервале скоростей
=(0,05 - 0,045) \ 9,81 ≈ 0,02 м\сек2 ;
во втором интервале скоростей
= ( 0,05 - 0,045) \
9,81 ≈ 0,05 м\сек.2
Путь автомобиля: в первом интервале скоростей
= (30 + 20)(30- 20) \ ( 2 х 0,2 ) = 1250 метров;
во
втором
интервале скоростей S2=(20+10)(20-10)\(2х0,05)= 3000 метров.
Общая длина преодолеваемого подъема
= 1250 + 3000 = 4250 метров.
72
Движение автомобиля накатом
При использовании автомобиля нередки случаи, когда приходится
двигаться по инерции с отключенным двигателем от силовой передачи, т.е.
накатом. Чаще всего такой режим движения применяется при чередовании
подъемов и спусков или частых остановках. Так как в данном случае
двигатель от силовой передачи отключен, то на ведущих колесах сила тяги
будет отсутствовать.
Уравнение прямолинейного движения автомобиля для движения накатом
будет
(3.20)
где
- сила гидравлического сопротивления в силовой передаче
при движении накатом, т.е. на холостом ходу.
Таким образом, движение накатом обеспечивается за счет силы инерции,
которая расходуется на преодоление сил сопротивления, указанных в правой
части уравнения ( 3.20 ).
Сила Рr определяется либо экспериментально, либо по формуле
где
- момент гидравлических потерь в силовой передаче, который
обусловлен перемешиванием и разбрызгиванием масла в картере коробки
передач, раздаточной коробки и главной передачи; U- скорость автомобиля;
G - сила тяжести автомобиля с полной нагрузкой.
Сила сопротивления на преодоление трения здесь не учитывается так как
при отсутствии нагрузки она не велика.
Для решения задач, аналогичных движению в тяговом режиме на тяговой
характеристике наносят кривые ( Р r + Вf) и ( Рr + Pf + Рω), откладывая
значения каждой последующей силы вверх от значения предыдущей ( рис.
3.9).
Определив для нескольких значений (X на подъеме и спуске величины
силы Рa , наносят на график в виде горизонтальных линий, причем для
движения на подъеме значение Рa откладываются вверх от оси абсцисс, а при
движении на спуске - вниз от нее. С помощью полученного графика
определяются показатели динамичности способом аналогичным при
исследовании графика силового баланса.
Например, максимальная скорость определится на абсциссе точки
пересечения суммарной кривой ( Pr + Pf +Pω ) сил сопротивления с прямой Р ,
соответствующей данному уклону ( например,
для точки А). Если прямая
Ра проходит выше суммарной, то автомобиль движется с ускорением, а если
ниже - с замедлением.
73
Так как
определим из уравнения ( 3.20 ) замедление
приняв среднее значение
= 1,05
Рис. 3.9. График силового баланса при движении
автомобиля накатом
На рис. 3.9, показано изменение при движении автомобиля накатом для
различных уклонов. Если автомобиль движется на подъеме или
горизонтальном участке с замедлением, то кривая проходит ниже оси
абсцисс. Если автомобиль движется на сравнительно крутом спуске, имеют
место ускорения, или равномерное движение. Кривая, характеризующая такое
движение, пересекает ось абсцисс при некотором значении скорости.
Движение накатом используется для оценки технического состояния
трансмиссии и ходовой части автомобиля. Для этого автомобиль на
горизонтальном участке с твердым покрытием разгоняют до скорости 14
м\сек ( 50 км\час ) и отключают двигатель, тогда автомобиль совершит
движение до полной остановки. Чем больше длина пути, пройденного
автомобилем накатом ( путь выбега ), тем лучше техническое состояние
трансмиссии и ходовой части автомобиля.
Для отечественных автомобилей путь выбега от 300 до 650 метров.
Влияние конструктивных факторов на тяговую динамичность
автомобиля
При движении автомобиля на его тягово-динамические свойства влияют
четыре фактора:
74
1) конструктивные параметры автомобиля:
2) тип и состояние дороги ( оценивается параметром ),
3) состояние внешней среды ( атмосферное давление и температура
воздуха ),
4) квалификация водителя.
Первый фактор - конструктивный, зависит:
от массы, размеров и формы автомобиля (оценочные
параметры: масса автомобиля, его лобовая площадь,
коэффициент обтекаемости);
от характеристики трансмиссии ( оценочные параметры
передаточное число трансмиссии, КПД трансмиссии );
от характеристик двигателя ( оценочные параметры - скоростная
характеристика двигателя).
Масса автомобиля
Увеличение массы автомобиля приводит к увеличению всех членов,
кроме Рω , уравнение ( 2.23 ) динамики прямолинейного движения
стоящих в правой части, т.е. к увеличению сил сопротивления
движению. Следовательно, увеличение массы двигателя приводит к
ухудшению его динамических свойств .Исключение здесь составляет
частный случай, когда используется движение накатом за счет силы
инерции.
Передаточное число силовой передачи
Согласно формулам ( 2.3 ) и ( 2.4 ) передаточное число силовой
передачи оказывает влияние как на скорость движения, так и на силу
тяти ведущих колес автомобиля. Следовательно , от него будет
зависеть максимальная скорость и максимальный динамический
фактор автомобиля.
На рис 3. 10 показан мощностной баланс автомобиля при установка ка
нем трех различных главных передач, при чем
( передаточное число главной передачи).
Абсциссы точек пересечения движению
определяют значение
максимальных скоростей
,
и
.Наибольшей является
скорость
так как двигатель при этом развивает максимальную
мощность и передаточное число
является оптимальным.
Предаточное число первой передачи определяет максимальное значение,
а значит и максимальное значение D, а значит и максимальное
75
сопротивление дороги, которое может преодолеть автомобиль. Передаточные
числа промежуточных передач обеспечивает при соответствующем их
подборе максимальную интенсивность разгона. Для выполнения этой задачи
передаточные числа промежуточных передач находятся из выражения.
Скорость движения автомобиля может
быть определена по формуле
(2,3)
Где n - частота вращения коленчатого
вала;
передаточное число силовой
передачи на - ой передаче. Сила тяги
на ведущих колесах зависит от
развиваемой двигателем мощности и
скорости автомобиля:
(2.4)
где Ne - эффективная мощность двигател;
- скорость движения на
-ой передаче.
на рис. 3.11 показана динамическая характеристика автомобиля при
установке на него трехступенчатой и четырехступенчатой коробок передач.
Рис. 3.11. Динамическая характеристика автомобиля: а — с трехступенчатой
коробкой передач; б — с четырехступенчатой коробкой передач
76
Несмотря на то, что динамические факторы на первой и последней передачах
у обоих автомобилей равны, максимальные скорости на дорогах,
характеризующиеся дорожным сопротивлением
и
, различны. А
именно, для обоих случаев Umax у автомобиля с четырехступенчатой
коробкой передач больше чем у автомобиля, на котором установлена
трехступенчатая коробка. Таким образом, увеличение числа передач в
коробке передач приводит к увеличению скорости движения автомобиля.
Поэтому на автомобилях большой грузоподъемности совместно с основными
коробками передач устанавливаются делители ( автомобиль КамаЗ -5320) и
дополнительные коробки передач ( автомобиль КраЗ - 260 ). Однако надо
учитывать, что при этом увеличивается масса коробки передач и сложность
управления автомобилем.
Применение бесступенчатой силовой передачи ( гидромеханической или
электромеханической ) повышает легкость управления автомобилем,
плавность разгона, лучшую проходимость благодаря более низкой
минимально устойчивой скорости движения и постоянному наличию силы
тяги на ведущих колесах при их остановке из-за чрезмерно большого
дорожного сопротивления.
Однако КПД бесступенчатых силовых передач ниже, чем у механических,
в результате чего имеет место снижение силы тяги. Кроме того, автомобили с
такой силовой передачей имеют худшую топливную экономичность, более
дорогостоящи в производстве, требуют более высокой квалификации
обслуживающего персонала.
КПД силовой передачи
КПД силовой передачи оценивают величину непроизводительных потерь
энергии. Он зависит главным образом от потерь на трение и гидравлического
сопротивления в картерах агрегатов силовой передачи ( особенно при низких
температурах). В результате снижения
уменьшается Рт и как следствие ,
уменьшается Umax и максимально преодолеваемое сопротивление дороги.
На КПД силовой передачи оказывает влияние как техническое состояние
силовой передачи, так и степень ее конструктивного совершенства,
Своевременное обслуживание агрегатов силовой передачи с применением
смазочных материалов, соответствующих сезону, и правильная регулировка
позволяют исходный КПД длительное время.
Совершенная конструкция предопределяет высокие значения
. Она
достигается благодаря прогрессивной технологии изготовления деталей,
применению самоблокирующихся дифференциалов повышенного трения
вызывают снижение
Скоростная характеристика двигателя
Рассматривая скоростную характеристику двигателя, как фактор, влияющий
77
на тяговую динамичность автомобиля, надо прежде всего учитывать ее
форму, На рис.3.12 показана скоростная характеристика двигателя ЗМЗ-53,
который устанавливается на автомобиле ГаЗ-5312, и произвольная
скоростная характеристика (штриховая линия), которая в том же диапазоне
частот имеет такое же значение
Расчеты показывают, что если бы на данном автомобиле был установлен
двигатель, обладающий этой скоростной характеристикой, в коробке передач
данного автомобиля было бы достаточно двух ступеней.
На рис. 3.13 показан мощностной баланс одного и того же автомобиля при
установке него двигателей различного типа: карбюраторного (кривая ) и
дизеля (кривая
). Значения
и
для обоих двигателей приняты
одинаковыми. Карбюраторный двигатель имеет более выпуклую
характеристику, чем дизель, что обеспечивает ему больший запас мощности
(
) при той скорости, например при
.Следовательно,
преодолеваемое сопротивление или развиваемое ускорение может быть
больше.
600
1400
2200
3000 п, мин
Рис. 3.12. Скоростная характеристика двигателя ЗМЗ-53 автомобилля ГАЗ -5312
Тяговые показатели автопоездов
Рис. 3.13. Мощностные балансы
автомобиля с двигателями различного типа
Использование прицепов и полуприцепов в составе автопоезда существенно
повышает производительность автотранспортных средств и понижает
удельные расходы топлива на перевозку груза, а соответственно и все другие
расходы.
Однако тяговые возможности автопоездов по сравнению с одиночными
автомобилями имеют отличия, которые заключаются в следующем:
= увеличивается сила сопротивления воздуха вследствие увеличения
вихреобразования в воздушных потоках и увеличения поверхности трения о
78
слои воздуха ( автопоезда, состоящего из одного тягача и прицепа, Рω
увеличивается примерно на 25-30 % по сравнению с одиночным
автомобилем, а при добавлении каждого последующего прицепа эта сила
увеличивается на 15-20 % );
= увеличивается коэффициент сопротивления качению колес
автопоезда, который определяется из уравнения
где
- коэффициенты сопротивления качению соответственно
тягача и прицепа.
Кроме обычного суммирования коэффициентов в результате увеличения числа
участвующих в движении колес коэффициент
увеличивается из-за
возрастания в результате гистерезисных потерь в шинах в следствии
увеличения силы тяги. Так на горизонтальной дороге применение одного
прицепа увеличивает коэффициент сопротивления качению на 5-10 %. На
дороге с крутыми подъемами он выше почти вдвое.
Чтобы проанализировать динамические возможности автопоезда
используют его динамическую характеристику с номограммой нагрузок,
При построении номограммы нагрузок за 100% принимается сила тяжести
тягача с полной нагрузкой, а полная нагрузка в процентах получается
суммированием силы тяжести прицепа с силой тяжести тягача (рис.3.14).
Динамический паспорт автопоезда определяется по формуле
Где
и
- коэффициент учета вращающихся масс автопоезда.
При равномерно движении и без учета Pω
200
150
Н,%
.
10
Рис. 3.14. Динамический паспорт автопоезда
79
Задачи по определению динамических свойств автопоезда решается так же
как и для одиночного автомобиля. Например, в соответствии с динамическим
паспортом ( 3.14 ) автопоезд, масса которого в 2.5 раза больше массы
базового автомобиля, может двигаться по дороге, характеризуемой
коэффициентом
= 0.05 ( точка А ), на второй передаче ( точка В ) со
скоростью около 6 м\сек.
При увеличении силы тяжести автопоезда снижается средняя скорость его
движения, увеличивается удельный расход топлива. Однако одновременно
увеличивается масса перевозимого груза, т.е. производительность автопоезда
больше чем одиночного автомобиля.
Максимально возможная производительность автопоезда ( без учета
простоев) определяется как
Где
- грузоподъемность автопоезда;
- производительность автопоезда.
На рис. 3.15 показаны зависимости составляющих последнего уравнения
от силы тяжести автопоезда.
Стремление увеличить грузоподъемность
автопоезда неизбежно приведет к увеличению его массы, поэтому будет справедливо утверждать, что увеличение
в свою
очередь приведет к снижению скорости
движения
. В результате производительность W в начале возрастет, затем
после достижения максимальных значений начнет уменьшаться, Заштрихованная
зона на рис.3.15 показывает оптимальное
соотношение тяжести автопоезда и его
грузоподъемности, при которых теоретиРис. 3.15. Зависимость скорости, чески достигается максимальная произвогрузоподъемности и производите- дительность автопоезда.
льности автопоезда от его массы.
Фактически же производительность автотранспортного средства
всегда меньше, так как в расчетах не учитываются простои под погрузкой,
порожние пробеги и движение со скоростями меньшими, чем максимальная.
Тем не менее применение автопоездов дает существенный экономический
эффект. Подтверждением тому служит то, что , несмотря на снижение
средней скорости автопоезда по сравнению с базовым автомобилем на 10%,
его производительность больше на 40-50%, чем одиночного автомобиля.
80
Сила сопротивления воздуха
Формирование силы сопротивления воздуха. На рис. 84 показаны потоки,
образуемые при движении легкового и грузового автомобилей. Сила
сопротивления воздуха Pw , состоит из нескольких составляющих, основной
из которых является сила лобового сопротивления. Последняя возникает в
следствии того, что при движении автомобиля (рис. 84,а ) впереди него
создается избыточное давление + ΔР ( подпор) воздуха, а сзади -пониженное ΔР ( в сравнении с атмосферным давлением. Разрежение воздуха сзади
автомобиля создает силу, которая стремится переместить автомобиль назад.
Рис. 84. Обтекание легкового автомобиля (а) и
автопоезда (б) воздухом
Поэтому чем больше разница давлений впереди и сзади автомобиля, тем
больше лобового сопротивления, а разница давлений в свою очередь зависит
от размеров и формы автомобиля, скорости его движения.
На рис.85 указаны условные обозначения лобового сопротивления в зави-
81
симости от формы автомобиля. Из рисунка видно, что при обтекаемой
передней части лобовое сопротивление воздуха снижается на 60%, а при
обтекаемой задней части - только на 15%.Это свидетельствует о том, что
создаваемый впереди автомобиля подпор воздуха оказывает большее влияние
на формирование силы лобового сопротивления воздуха, чем разрежение
сзади автомобиля. Об обтекаемости задней части автомобиля можно судить
по заднему стеклу - при хорошей аэродинамической форме оно не бывает
грязным, а при плохой обтекаемости на нем оседает пыль и грязь.
В общем балансе сил сопротивление воздуха на силу лобового
сопротивления
приходится
приблизительно
60%.Среди
других
составляющих следует выделить: сопротивление, возникающее от
прохождения воздуха через радиатор и подкапотное пространство, внутри
салона для вентиляции; сопротивление, создаваемое выступающими
поверхностями; сопротивление трения воздуха о поверхность и другие
дополнительные сопротивления. Значения всех этих составляющих одного
порядка.
Суммарная сила сопротивления воздуха
Р сосредоточена в центре парусности,
представляющем собой центр наибольшей площади сечения тела в плоскости
перпендикулярной направлению движения.
В общем случае центр парусности не
совпадает с центром масс автомобиля.
Силу лобового сопротивления воздуха
рассчитывают по формуле:
где
– коэффициент сопротивления воздуха; F - площадь фронтальной
проекции автомобиля;
- скорость автомобиля.
Площадь фронтальной проекции:
где a3 - коэффициент заполнения площади; a3 = 0.78....0,80 для легковых
автомобилей, a3 = 0,75....0,90 для грузовых; Нa, Ba - наибольшие значения
соответственно ширины и высоты автомобиля.
Наряду с коэффициентом
пользуются коэффициентом лобового
(аэродинамического) сопротивления
, учитывающим и другие,
перечисленные ранее факторы сопротивления воздуха.
Аэродинамические испытания автомобилей
Аэродинамические
характеристики
автомобиля
исследуют
в
аэродинамической трубе, одна из которых построена в Научноисследовательском центре по испытаниям и доводке автомототехники.
Рассмотрим разработанную в этом центре методику испытаний
автомобиля в аэродинамической трубе.
На рис.86 изображена система осей координат и указаны направления
82
действия составляющих полной аэродинамической силы. При испытаниях
определяют следующие силы и моменты: силу лобового аэродинамического
сопротивления Р , боковую силу Ру , подъемную силу Pz , момент крена Mx
опрокидывающий момент My , поворачивающий момент Mz .
В процессе испытаний автомобиль
устанавливают на шестикомпонентных
аэродинамических весах и закрепляют
на платформе (см.рис.86). Автомобиль
должен быть заправлен укомплектован
и загружен в соответствии с
технической документацией. Давление
воздуха в шинах должно
соответствовать заводской инструкции
по эксплуатации. Испытаниями
управляет ЭВМ в соответствии с программой автоматизированного проведеНаправление
потока
ния типовых весовых испытаний. В
воздуха
процессе испытаний специальным
Рис. 86. Схема сил и моментов, измеряемых
при испытаниях автомобиля в аэродинамиче- вентилятором создаются потоки воз
ской трубе
духа, движущегося со скоростью от 10
до 50 м\сек с интервалом 5 м\сек.
Могут создаваться различные углы
натекания воздуха на автомобиль относительно продольной оси. Значения
сил и моментов, показанных на рис.86, автоматически регистрирует и
обрабатывает ЭВМ.
При испытаниях измеряют также динамический ( скоростной) напор
воздуха q. По результатам измерений ЭВМ рассчитывает коэффициенты
перечисленных выше сил и моментов, из которых приведем формулу для
расчета коэффициента силы лобового аэродинамического сопротивления:
где q - динамический напор; F - площадь фронтальной проекции.
Остальные коэффициенты (
)рассчитываются
аналогично, с подстановкой в числитель соответствующей величины.
Произведение
называется фактором аэродинамического
сопротивления, или фактором обтекаемости.
Между
коэффициентами
сопротивления
воздуха
и
лобового
сопротивления существует численная зависимость
=0,61 .
Значения коэффициентов
разных типов
следующие:
Автомобили:
Гоночные
Легковые
Грузовые
и для
0,15…0,2
0,2…0,35
0,5…0,7
автомобилей
0,25…0,3
0,3…0,6
0,9…1,15
83
Автоцистерны
0,55…0,65
0,9…1,1
Автобусы
0,35...0,55
0,6...0,9
Автопоезда
0,85 0,95
1,4... 1,55
Мировое автомобилестроение располагает примерно десятью
аэродинамическими трубами, каждая из которых изготовлена по
индивидуальному проекту и оснащена оригинальным измерительным
оборудованием. Общепринятых методов испытаний нет. Поэтому значения
коэффициента для одного и того же автомобиля, полученные
испытаниями в разных аэродинамических трубах, часто существенно
различаются.
Рис. 87. Способы повышения аэродинамических свойств седельного и прицепного поездов
за счет установки навесных элементов
Способы снижения силы сопротивления воздуха
Чтобы снизить лобовое сопротивление, улучшают аэродинамические
свойства автомобиля или автопоезда: в легковых автомобилях изиеняют
форму кузова ( в основном ), в грузовых - используют обтекатели, тент,
лобовое стекло с наклоном.
Антенна, зеркала внешнего вида, багажник над крышей, дополнительные
фары и другие выступающие детали или открытые окна увеличивают
сопротивление воздуха.
В сравнении с одиночными автомобилями коэффициент сопротивления
воздуха автопоезда с обычным прицепом выше на 20...30%, с седельным
прицепом - примерно на 10%. Сила сопротивления воздуха автопоезда
зависит не только от формы отдельных звеньев (см.рис.84,б ). В промежутках
84
между ними образуются дополнительные завихрения, увеличивающие
суммарное сопротивление воздуха передвижению. У магистральных
автопоездов, перемещающихся по автотрассам с высокой скоростью, расход
энергии на преодоление сопротивления воздуха может достигать 50%
мощности автомобильного двигателя. Чтобы снизить ее, на автопоездах
устанавливают дефлекторы, стабилизаторы, обтекатели и другие
приспособления. По данным проф. А.Н.Евграфова, применение комплекта
навесных аэродинамических элементов снижает коэффициент седельного
автопоезда на 41%, прицепного - на 45% ( рис.87).
При скорости до 40 км\час сила Pw меньше силы сопротивления качению
на асфальтированной дороге, вследствие чего ее не учитывают. Свыше 100
км\час сила сопротивления воздуха представляет собой основную
составляющую тягового баланса.
Контрольные вопросы:
1 .Напишите уравнение мощностного баланса. Какое соотношение оно устанавливает.
2.Что такое динамический фактор.
З.что такое динамическая характеристика.
4.Какие задачи позволяет решать динамическая характеристика.
5.Как с помощью динамической характеристики определяется возможная скорость движения
автомобиля и преодолеваемое сопротивление движению.
б.Для чего динамическую характеристику дополняют номограммой нагрузок.
7.Что такое график контроля буксования и что он позволяет оценить.
8.Что такое приемистость автомобиля.
9.0т чего зависит ускорение автомобиля.
10.Что такое график разгона.
11.Напишите уравнение динамики прямолинейного движения автомобиля при его движении
накатом.
12.Что такое путь выбега автомобиля и что он позволяет оценить.
13.Какие факторы влияют на тягово-динамические свойства автомобиля.
14.Как влияют на динамичность автомобиля его масса , размеры и форма.
15.Как влияют на динамичность автомобиля передаточное число и КПД силовой передачи.
16.Как влияет на динамичность автомобиля скоростная характеристика двигателя.
-85-
ТОРМОЗНЫЕ СИСТЕМЫ
Назначения и типы
Тормозной называется система управления автомобилем, которая
служит для уменьшения скорости движения, остановки и удержания
автомобиля на месте. Тормозная система обеспечивает безопасность при
движении и остановках.
Современные автомобили оборудуются несколькими тормозными
системами, имеющими различное назначение. На рис. 13.1 представлены
типы тормозных систем, применяемых на автомобилях.
Рабочая тормозная система предназначена для снижения скорости
движения автомобиля вплоть до полной его остановки. Она является
наиболее эффективной из всех тормозных систем, действует на все колеса
автомобиля и используется для служебного и экстренного ( аварийного )
торможения автомобиля. Рабочую тормозную систему часто называют
ножной, так как она приводится в действие от тормозной педали ногой
водителя.
Стояночная тормозная система служит для удержания на месте
неподвижного автомобиля. Она воздействует только на задние колеса
автомобиля или на вал трансмиссии. Стояночную тормозную систему
называют ручной, так как она приводится в действие от рычага рукой
водителя.
Запасная тормозная система является резервной, она предназначена
для остановки автомобиля при выходе из строя рабочей тормозной системы.
При отсутствии на автомобиле отдельной запасной тормозной системы ее
функции может выполнять исправная часть рабочей тормозной системы (
первичный или вторичный контур ) или стояночная тормозная система.
Вспомогательная тормозная система служит для ограничения
скорости автомобиля на длинных и затяжных спусках. Она выполняется
независимой от других тормозных систем и представляет собой тормоззамедлитель, который обычно действует на вал трансмиссии.
Вспомогательную тормозную систему используют для служебного
торможения с целью умень-
-86шения изнашивания рабочей тормозной системы и повышения безопасности
движения в горных условиях, где при частых торможениях тормозные
механизмы колес сильно нагреваются и быстро выходят из строя. Так, если у
грузового автомобиля на загородном шоссе число торможений на 100 км пути
составляет 125, то в горных условиях оно возрастает до 1000.
Прицепная тормозная система предназначена для снижения скорости
движения, остановки при отрыве от автомобиля-тягача.
Рабочей, стояночной и запасной тормозными системами оборудуются все
автомобили, а вспомогательной тормозной системой - только грузовые
автомобили большой грузоподъемности полной массой свыше 12 тонн и
автобусы полной массой более 5 тонн. Прицепной тормозной системой
оборудуются прицепы, работающие в составе автопоездов.
Совокупность всех тормозных систем называется тормозным
управлением автомобиля.
Каждая тормозная система состоит из одного или нескольких тормозных
механизмов (тормозов) и тормозного привода. Тормозные механизмы
осуществляют процесс торможения автомобиля, а тормозной привод
управляет тормозными механизмами.
Требования к тормозным системам
Тормозные системы существенно влияют на безопасность движения
автомобиля. Поэтому к тормозным системам, кроме общих требований к
конструкции автомобиля, предъявляются повышенные специальные
требования. В соответствии с этими требованиями тормозные системы
должны обеспечивать:
= минимальный тормозной путь или максимальное замедление при
торможении;
= сохранении устойчивости автомобиля при торможении;
= стабильность тормозных свойств при неоднократных торможениях;
= минимальное время срабатывания при торможении;
= пропорциональность между усилием на тормозной педали и
тормозными силами на колесах автомобиля (силовое следящее действие
);
= легкость управления.
Требования к тормозным системам регламентируются Правилами № 13 ЕЭК
ООН, применяемыми в России. Рассмотрим указанные требования.
Минимальный тормозной путь.
Тормозные системы автомобиля должны быть высокоэффективными,
При интенсивном движении число дорожно-транспортных происшествий и
-87аварий уменьшится, если максимальное значение замедления будет высоким
и приблизительно одинаковым у разных по типу и массе автомобилей,
движущихся в потоке. Одновременно должны быть близкими друг к другу и
тормозные пути автомобилей (разница не более 15%). При минимальном
тормозном пути будет обеспечиваться не только высокая безопасность
движения, но и увеличение средней скорости автомобиля.
Необходимыми условиями получения минимального тормозного пути
являются минимальное время срабатывания тормозного привода,
одновременное торможение всех колес автомобиля, возможность доведения
тормозных сил на всех колесах автомобиля до максимального значения по
сцеплению и обеспечение необходимого распределения тормозных сил между
колесами автомобиля в соответствии с нагрузками на колеса.
Устойчивость при торможении
Выполнение этого требования повышает эффективность торможения
автомобиля на дорогах с малым коэффициентом сцепления (скользкие,
обледенелые и т.п.) и способствует повышению безопасности движения.
Для выполнения указанного требования необходимо, чтобы торвозные
силы на правых и левых колесах автомобиля при торможении были
одинаковы (разница не более 15%) и распределялись между передними и
задними колесами в соответствии с приходящимися на них нагрузками или
пропорционально нормальным реакциям на колесах:
Такая пропорциональность между тормозными силами и нагрузками на
передних и задних колесах может быть достигнута различными способами,
например, с помощью регуляторов тормозных сил, которые регулируют
тормозные силы на колесах моста в зависимости от нагрузки, приходящейся
на мост. Соблюдение указанной пропорциональности обеспечит торможение
автомобиля с максимальным замедлением в любых дорожных условиях.
Стабильность при торможении
Указанное требование связано с нагревом тормозных механизмов во время
торможения и возможным нарушением их действия при нагреве. Так, при
нагреве уменьшается коэффициент трения между фрикционными накладками
колодок и тормозными барабанами (дисками). Кроме того, нагрев тормозных
накладок существенно влияет на их изнашивание. И чем выше температура
тормозных накладок при торможении, тем больше их изнашивание.
Стабильность тормозных свойств при неоднократных торможениях авто-
-88мобиля может быть обеспечена, если тормозные накладки будут иметь
коэффициент трения , равный 0,3.. .0,35, мало зависящий от скорости
скольжения, нагрева и попадания на них воды.
Минимальное время срабатывания
Время срабатывания тормозной системы при торможении оказывает
существенное влияние на тормозной путь автомобиля и, следовательно, на
безопасность его движения. Время срабатывания тормозной системы зависит
главным образом от типа тормозного привода. Оно должно составлять
0,2...0,5 сек при гидравлическом приводе, 0,6...0,8сек при пневматическом
приводе и 1...2сек для автопоезда с пневматическим тормозным приводом.
Выполнение указанного требования обеспечивает значительное повышение
безопасности движения автомобиля в различных дорожных условиях.
Силовое следящее устройство
Указанное требование связано с обеспечением пропорциональности
между усилием на тормозной педали и тормозными силами на колесах
автомобиля при торможении. Выполнение этого требования при плавном
увеличении тормозных сил на колесах автомобиля обеспечивает сохранение
удобства езды для пассажиров.
-). -
Легкость управления
Это требование необходимо для облегчения работы водителя,
усложняющейся из-за частых торможений автомобиля, особенно в условиях
города и в горных условиях. Так, торможение в горных условиях
осуществляется в 8-10 раз чаще, чем в обычных условиях на загороднем
шоссе.
Усилие на тормозной педали при торможении автомобилей должно
составлять 500...700Н (меньшее значение - для легковых автомобилей) при
ходе педали 80-180мм. Усилие на рычаге стояночной системы не должно
превышать 400Н при небольшом ходе рычага (300 мм).
Легкость
управления
достигается
соответствующим
выбором
передаточных чисел тормозной системы, жесткостью тормозного привода и
малыми потерями в приводе (малым зазором и люфтом). Кроме того, сиденье
водителя должно быть регулируемым и обеспечивать удобную его посадку,
при которой спина упирается в спинку сиденья, а усилие на тормозной педали
создается коленным суставом. В этом случае водитель может создать на
тормозной педали усилие, превышающее его массу на 10...20%. Наибольшее
усилие на рычаге стояночной тормозной системы ( 500...700Н) можно
получить при таком расположении рычага, когда прилагаемое усилие
к рычагу снизу вверх.
-89-
ТОРМОЗНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Тормозными называются механизмы, осуществляющие процесс
торможения
автомобиля.
Тормозные
механизмы
служат
для
принудительного замедления автомобиля. Современные автомобили
оборудуются различными типами тормозных механизмов (рис. 13.2 ).
Тормозные механизмы могут осуществлять принудительное замедление
автомобиля различными способами - механическим (фрикционным),
гидравлическим, электрическим и внеколесным торможением.
Фрикционные тормозные механизмы (дисковые и барабанные)
получили наиболее широкое распространение на автомобилях. Дисковые
тормозные механизмы применяются для передних и задних колес легковых
автомобилей малого и среднего классов. Барабанные тормозные системы
используются
на
грузовых
автомобилях,
независимо
от
их
грузоподъемности, в качестве колесных и трансмиссионных и на легковых
автомобилях малого и среднего классов для задних колес.
Фрикционный тормозной механизм включает в себя вращающуюся
часть (5арабан,диск), тормозной элемент (колодки) , прижимное
(кулачковое, поршневое), регулировочное (эксцентрики) и охлаждающее
(ребра, каналы) устройства.
На рис. 13.3 представлены схемы барабанного и дискового тормозных
механизмов.
В барабанном тормозном механизме тормозной барабан 5 соединен с
колесом автомобиля и вращается вместе с ним. Тормозные колодки 2 и 6 с
фрикционными накладками установлены нижними концами на оси 1,
закрепленной на неподвижном тормозном диске 3. Колодки могут
поворачиваться на оси 1.
-90Рис. 13.3. Фрикционные тормозные
механизмы:
а — барабанный; б — дисковый; / — ось;
2, 6, 8, 9 — колодки; 3, 7 — диски; 4 —
кулак; 5 — тормозной барабан
Между верхними концами колодок находится разжимной кулак 4. При
торможении кулак 4 разводит колодки 2 и 6, прижимая их к вращающемуся с
колесом барабану 5. Торможение колеса происходит за счет сил трения,
возникающих между фрикционными накладками колодок и тормозным
барабаном.
В дисковом тормозном механизме тормозной диск 7 связан с колесом
автомобиля и вращается вместе с ним. С обеих сторон тормозного диска
установлены две невращающиеся колодки 8 и 9 с фрикционными накладками.
При торможении колеса колодки прижимаются к диску, создавая тормозной
момент, препятствующий вращению колеса.
Дисковые тормозные механизмы по сравнению с барабанными имеют
меньшую массу, более компактны, более стабильны и лучше охлаждаются,
Однако они менее эффективны, имеют более быстрое изнашивание
фрикционных накладок и хуже защищены от загрязнения.
Гидравлические, электрические, компрессорные и аэродинамические
тормозные механизмы используются на автомобилях в качестве тормозовзамедлителей.
Гидравлический тормоз-замедлитель представляет собой обычную
гидромуфту (рис. 13.4,а ) одно из колес которой закреплено неподвижно, а
другое установлено на валу трансмиссии (за коробкой передач) и вращается
вместе с валом. Тормозной момент гидравлического тормоза-замедлителя
зависит от скорости вращения рабочего колеса и количества подаваемой
жидкости. Гидравлические тормоза-замедлители имеют большую массу и
малоэффективны при небольших скоростях движения автомобиля.
Электрический тормоз-замедлитель (рис. 13.4,6) обычно располагают за
коробкой передач. Он представляет собой массивный стальной диск,
закрепленный на валу трансмиссии и вращающийся с валом относительно
неподвижных магнитов. Торможение автомобиля происходит за счет работы,
которая затрачивается на преодаление магнитного воздействия между
вращающимся диском и электромагнитами. Электрические тормозазамедлители высокоэффективны и обеспечивают плавность торможения
автомобиля. Однако они имеют большую массу, дорогостоящи в изготовлении и
расходуют дополнительную энергию аккумуляторных бата-
-91Компрессорный тормоз-замедлитель представляет собой моторный тормоз,
использующий противодавление на выпуске при работе двигателя на
компрессорном режиме. Механизм моторного тормоза (рис.13.4,в)
устанавливает в приемной трубе глушителя.
а
б
в
Рис. 13.4. Схемы тормозов-замедлителей:
а — гидравлический; б — электрический; в — компрессорный; / — неподвижное
колесо; 2 — подвижное колесо; 3 — диск; 4 — электромагнит; 5 — заслонка
В корпусе механизма на валу закреплены заслонка и приводной рычаг.Для
создания противодавления при торможении автомобиля приемная труба
глушителя перекрывается заслонкой. Одновременно с этим прекращается
подача топлива в цилиндры двигателя, и двигатель работает как
компрессор.В результате тормозной момент двигателя возрастает почти в два
раза по сравнению с моментом при обычном торможении двигателем.
Компрессорный тормоз замедлитель прост по конструкции и не требует
больших затрат. Однако он мало эффективен при торможении автомобиля,
движущегося на высших передачах. Кроме того, для компрессорного
тормоза-замедлителя
необходимо
специальное
устройство,
предотвращающее выбрасывание масла из воздушного фильтра двигателя изза попадания сжатого воздуха в воздушный фильтр.
Аэродинамические тормоза-замедлители выполняются в виде
специальных щитов, закрылков и парашютов. Ими оборудуются скоростные
и гоночные автомобили, движущиеся с высокими скоростями.
Аэродинамические тормозные механизмы увеличивают сопротивление
воздуха и используются для экстренного внеколесного торможения
автомобилей.
-92ОЦЕНОЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ПРИНЦИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ
КОЛЕСНЫХ ТОРМОЗНЫХ БАРАБАНОВ
Оценочные параметры тормозных механизмов. Конструкция
тормозного механизма оценивается по эффективности, стабильности,
уравновешенности и реверсивности.
Эффективность. Для оценки эффективности тормозного механизма
служит коэффициент его эффективности, который представляет собой
отношение тормозного момента Мrap , создаваемого механизмом, к моменту
от приводной силы:
Где Рп.с. - суммарная приводная сила тормозных колодок; Тп - радиус
приложения результирующей силы трения (Тn = Тб - радиус тормозного
барабана в барабанном механизме; Тп = Тср - средний радиус накладки в
дисковом механизме).
Эффективность тормозных механизмов необходимо оценивать при
движении автомобиля как вперед, так и назад.
В барабанном тормозном механизме коэффициент эффективности
рассчитывается не только для механизма в целом, но и отдельно для каждой
тормозной колодки:
Где МТОР1 и МТОР2 - тормозные моменты, создаваемые колодками; Р1 и Р2
- приводные силы колодок
Стабильность. Стабильностью называется сохранение эффективности
работы тормозного механизма при уменьшении коэффициента трения.
Стабильность представляет собой зависимость коэффициента эффективности
от коэффициента трения и может быть выражена графиком статистической
характеристики тормозного механизма. Лучшую стабильность имеют
тормозные механизмы с линейной статической характеристикой.
От стабильности зависит достижение равных тормозных сил не только на
колесах одного моста, но также и на правых и левых колесах автомобиля, что
определяет безопасность при торможении.
-93Уравновешенность. Уравновешенным является тормозной механизм, в
котором при торможении силы трения не создают дополнительную нагрузку
на подшипники колес и другие детали. Неуравновешенным считается
тормозной механизм, работа которого приводит к нагружению подшипников
колес автомобиля.
Реверсивность. Реверсивностью называется равная эффективность
тормозного механизма при движении автомобиля вперед и назад.
Реверсивность тормозного механизма определяет независимость величины
создаваемого им тормозного момента от направления движения автомобиля.
Принципиальные схемы тормозных механизмов. На автомобилях
широкое применение в качестве колесных тормозных механизмов получили
барабанные и дисковые механизмы. Рассмотрим принципиальные схемы и
оценим конструкции дисковых и барабанных тормозных механизмов.
Дисковые тормозные
механизмы. Дисковые
тормозные механизмы используются главным образом на легковых
автомобилях в качестве тормозных механизмов передних колес. Однако в
последнее время эти механизмы стали применяться также на грузовых
автомобилях и автобусах.
Наиболее распространенными являются дисковые тормозные механизмы с
неподвижной и плавающей (подвижной) скобами.
-94В дисковом тормозном механизме с неподвижной скобой (рис. 13.5,а ) литая
чугунная скоба 3 связана с поворотным кулаком и охватывает
тормозной диск 4, который соединен со ступицей колеса. Тормозные колодки
2 с фрикционными накладками установлены внутри скобы на двух пальцах 5.
В скобе также размещены два колесных тормозных цилиндра с поршнями 2,
которые установлены по обе стороны тормозного диска. При торможении
под давлением жидкости поршни 1 воздействуют на колодки 2, которые
перемещаются на пальцах 5, прижимаются к тормозному диску 4 и
осуществляют затормаживание колеса.
В дисковом тормозном механизме с плавающей скобой (рис. 13.5,6) скоба
3 выполнена подвижной и может перемещаться в пазах кронштейна,
соединенного с поворотным кулаком. Колесный тормозной цилиндр с
поршнем 1 размещен с одной стороны тормозного диска 4. При торможении
перемещение поршня 1 вызывает перемещение скобы 3 в противоположную
сторону. При этом обе тормозные колодки 2 прижимаются одновременно к
тормозному диску 4 и затормаживают колесо 6.
По сравнению с неподвижной скобой плавающая скоба обеспечивает в два
раза больше ход поршня тормозного цилиндра и имеет значительно меньшую
ширину. В результате при плавающей скобе обеспечивается отрицательное
плечо обкатки ао ( рис. 13.5,в ), что существенно облегчает поворот
управляемых колес автомобиля.
Расчетная схема и статическая характеристика дискового тормозного
механизма представлены на рис. 13.6.
Тормозной момент этого механизма
Где м - коэффициент трения.
Коэффициент эффективности механизма
Расчетный коэффициент трения м =0,35. Поэтому коэффициент
эффективности дискового тормозного механизма Кэ = 0,35. Это говорит о
том, что механизм имеет линейную статическую характеристику. Линейный
характер
статической
характеристики
механизма
(рис. 13.6,
б)
свидетельствует о хорошей его стабильности при работе, что является
достоинством дисковых тормозных механизмов.
Дисковый тормозной механизм менее чувствителен к воде, попавшей на
тормозные накладки колодок, в 3-4 раза больше, чем у барабанного
механизма. Кроме того, дисковый механизм сокращает время срабатывания
тормозной системы и позволяет увеличить передаточное число тормозного
привода благодаря малому ходу поршней колесного цилиндра ( зазор между
колодками и тормозным диском 0,05...0,15 мм ). Он также обеспечивает
возможность увеличения поверхности тормозных накладок, так как колодки
-95имеют небольшую длину и их площадь поверхности составляет 12... 16%
площади поверхности тормозного диска. Следовательно, имеется
возможность
уменьшения
давления
на
накладки,
равномерного
распределения давления по поверхности трения и равномерного изнашивания
накладок.
1
2
Ц
Рис. 13.6. Расчетная схема (а) и статическая характеристика (б) дискового
тормозного механизма:
/ — диск; 2 —колодка Дисковые тормозные
механизмы обеспечивают плавное торможение всех
колес при любой начальной скорости автомобиля. Однако они очень
чувствительны к загрязнению и их сложно использовать в качестве
стояночных тормозных механизмов.
Дисковый тормозной механизм является неуравновешенным, так как при
торможении создается сила, дополнительно нагружающая подшипники
колеса. При этом положение скобы механизма относительно центра колеса
оказывает влияние на значение вертикальной нагрузки на подшипники
колеса. Так, вертикальная нагрузка на подшипники колеса уменьшается при
расположении скобы механизма сзади центра колеса.
Барабанные тормозные механизмы. Широко распространенные на
автомобилях барабанные тормозные механизмы отличаются силовым
воздействием колодок с расжимным устройством и барабаном, а также
расположением опор тормозных колодок.
Схема барабанного тормозного механизма с гидравлическим приводом с
равными приводными силами и односторонним расположением опор, а также
статистическая характеристика механизма представлены на рис. 13.7.
Для этого тормозного механизма характерным является следующее.
Приводные силы P1 и Р2 , прижимающие колодки 1 2 к барабану, равны (Р1=
Р2), так как площади поршней тормозного цилиндра 3 одинаковы.
Нормальные реакции барабана N1 и N2 на колодки не равны между собой.
Момент, создаваемый силой трения F1 и действующий на колодку 1,
совпадает по направлению с моментом приводной силы Р1 , в следствии чего
колодка захватывается барабаном , а сила трения F1, способ-
-96ствует прижатию колодки к барабану. Момент силы трения F2 действующий
на колодку 2, противоположен по направлению моменту приводной силы
Р , и поэтому сила трения
и препятствует прижатию колодки 2 к
тормозному барабану.
Рис. 13.7. Схема (а) и статическая характеристика (б) барабанного тормозного
механизма с гидравлическим приводом с равными приводными силами и
односторонним расположением опор: / — первичная колодка; 2 — вторичная
колодка; 3 — тормозной цилиндр Колодка 1 называется первичной (активной,
самоприжимной), а колодка 2- вторичной (пассивной, самоотжимной).
Первичная колодка нагружается больше, чем вторичная. При вращении
колеса в противоположную сторону (движение автомобиля задним ходом)
функции колодок изменяются и колодка 2 работает как первичная, а
колодка 1 - как вторичная.
В связи с тем, что реакции барабана N1 и N2 на колодки, а также силы
трения F1 и F2.не равны между собой, подшипники ступицы колеса
нагружаются дополнительной силой. Такой тормозной механизм является
неуравновешенным. Число торможений при движении автомобиля вперед
значительно больше, чем при движении задним ходом. Поэтому тормозная
накладка первичной колодки изнашивается гораздо интенсивнее, чем
вторичной. Для уравнивания изнашивания фрикционная накладка первичной
колодки обычно делается длиннее, чем у вторичной колодки (/З1 >/Зг , где /3
, /Зг углы охвата соответственно первичной и вторичной колодок).
' Этот тормозной механизм работает с одинаковой эффективностью при
движении автомобиля вперед и задним ходом, так как разность реакций
тормозного барабана на колодки N1- N2 зависит от направления вращения
барабана.
Следовательно,
механизм
является
реверсивным.
Его
статистическая характеристика нелинейная (рис. 13.7, б).
Такого типа тормозные механизмы применяются на грузовых
автомобилях средней грузоподъемности и в качестве задних тормозных
механизмов на легковых автомобилях.
На рис. 13.8 показаны схема и статическая характеристика барабанного
тормозного механизма с гидравлическим
приводными силами и разнесенными опорами.
приводом
с
равными
3
а
б
Рис. 13.8. Схема (а) и статическая характеристика (б) барабанного тормозного
механизма с гидравлическим приводом с равными приводными
силами и разнесенными опорами: 1,2— тормозные колодки; 3 —
тормозной цилиндр Каждая из колодок приводится в действие своим
тормозным цилиндром. Одинаковые размеры тормозных цилиндров
обеспечивает равенство приводных сил Р1 и Р2 , нормальных реакций
барабана на колодки
-98N1 и N2, сил трения F1 и F2 , а также углов охвата колодок При движении
автомобиля вперед при торможении каждая колодка работает как первичная и
эффективность тормозного механизма при одинаковых размерах его основных
деталей выше, чем у тормозного механизма с совмещенными опорами. При
торможении во время движения задним ходом колодки работают как вторичные,
поэтому эффективность механизма значительно снижается. Следовательно,
тормозной механизм является нереверсивным. Интенсивность изнашивания
тормозных накладок колодок одинакова, так как обе колодки работают в одних и
тех же режимах. Этот тормозной механизм при торможении не нагружает
дополнительной силой подшипники колес автомобиля и является
уравновешенным. Он имеет нелинейную статическую характеристику (рис. 13.8,
б).
Тормозной момент, создаваемый тормозным механизмом:
Тормозные механизмы такого типа применяются в качестве передних на
легковых автомобилях и грузовых малой и средней грузоподъемности. В
этом случае в качестве задних используются тормозные механизмы с
равными приводными силами и совмещенными опорами. Такое сочетание
тормозных механизмов на автомобиле позволяет получить большие
тормозные силы на передних колесах, чем на задних, в соответствии с
нагрузкой, приходящейся на колеса при торможении.
Схема барабанного тормозного механизма с равными перемещениями
колодок и его статическая характеристика представлены на рис. 13.9. Тормозные
колодки механизма разжимаются кулаком, который имеет симметричный
профиль и обеспечивает одинаковое перемещение колодок.
В этом тормозном механизме при любом повороте разжимного кулака
приводные силы Р, и Р,? находятся на одинаковом расстоянии от оси кулака.
Реакции барабана на колодки, силы трения и углы охвата колодок равны (
N1=N2; F1=F2; B1=B2) Приводные силы Р1 и Р2 неодинаковы: на первичную
колодку действует меньшая приводная сила, чем на вторичную колодку ( Р1 <Р2
). Тормозной механизм реверсивный и эффективность его действия одинакова
как при движении вперед, так и при движении назад. Интенсивность
изнашивания тормозных накладок обеих колодок одинакова. Механизм
практически является уравновешенным. Он имеет линейную характеристику.
Из условия равновесия для первичной и вторичной тормозных колодок
соответственно имеем:
Тормозные механизмы такого типа имеют низкий КПД кулачкового разжимного
устройства, равный 0,6...0,8. Они требуют значительные привод
-99ных сил и поэтому применяются на грузовых автомобилях и автобусах с
пневматическим тормозным приводом.
а
б
Рис. 13.9. Схема (а) и статическая характеристика (б) барабанного тормозного механизма с равными перемещениями колодок:
/ — первичная колодка; 2 — вторичная колодка; 3 — разжимной кулак
Эффективность и стабильность тормозных механизмов. На рис. 13.10
представлены статистические характеристики различных тормозных
механизмов, принципиальные схемы которых были рассмотрены ранее.
Рис. 13.10. Статические характеристики
тормозных механизмов:
1 — дисковый; 2 - е равными перемещениями
колодок; 3 — с равными приводными силами и
односторонним расположением опор; 4 — с
равными приводными силами и разнесенными
опорами
Эти характеристики позволяют провести
сравнительную оценку механизмов при
одинаковых параметрах и коэффициенте трения
= 0,3- Из рисунка следует, что тормозной
механизм с равными перемещениями колодок
является наименее эффективным среди
барабанных механизмов. Если принять коэффициент эффективности К
=1. то у тормозного механизма с равными тормозными силами и
односторонним расположением опор эффективность выше на 22% (К =
1,22). У тормозного механизма с равными тормозными силами и
разнесенными опорами коэффициент эффективности выше на 60% ( К= 1,6).
Из рисунка также видно, что тормозной механизм с равными
перемещениями колодок обладает наибольшей стабильностью среди
указанных барабанных механизмов, так как имеет линейную статистическую
- 100характеристику. При уменьшении коэффициента трения в следствии ряда
причин ( нагрев, замасливание и др.) коэффициент эффективности этого
механизма снижается в меньшей степени, чем у других механизмов.
Из сравнения статистических характеристик тормозных механизмов
следует, что эффективность и стабильность механизмов взаимосвязаны. Так,
чем большей эффективностью обладает тормозной механизм, тем меньше его
стабильность.
Для сравнения на рис. 13.10 штриховой линией нанесена статистическая
характеристика дискового тормозного механизма. Характеристика его
линейна. Это свидетельствует о том, что дисковый тормозной механизм
имеет высокую стабильность и наименьшую эффективность среди
рассмотренных тормозных механизмов.
В настоящее время предпочтение отдается стабильности, а не
эффективности тормозных механизмов в связи с тем, что необходимый
тормозной момент можно получить путем увеличения приводных сил (
применение вакуумного усилителя, колесных тормозных цилиндров
большого диаметра и др.).
ТОРМОЗНЫЕ ПРИВОДЫ
Тормозным
приводом
называется
совокупность
устройств,
осуществляющих связь педали или рычага управления с тормозными
механизмами
Тормозной привод служит для управления тормозными механизмами и
приведения их в действие.
На автомобилях в зависимости от их назначения и типа применяют
различные тормозные приводы (рис. 13.11).
Механический тормозной привод. Такой привод представляет собой систему
тяг, рычагов и тросов, с помощью которых усилие водителя от рычага или
педали управления передается к тормозным механизмам. На легковых
автомобилях механический привод действует на тормозные механизмы задних
колес, а на грузовых автомобилях - на трансмиссионный тормоз,
устанавливаемый обычно на вторичном валу коробки передач.
-101На автомобилях механический привод применяется в качестве обязательного
привода в стояночной тормозной системе. На всех автомобилях, кроме
легковых большого класса, механический привод действует от рычага
управления. На легковых автомобилях большого класса привод действует от
специальной ножной педали управления. Механический тормозной привод
надежен в работе при длительном удержании автомобиля на месте во время
стоянки, компактен и прост по конструкции. Однако он имеет низкий КПД,
равный 0,4, и требует частых регулировок.
Гидравлический тормозной привод. Этот привод является
гидростатическим, в котором передача энергии осуществляется давлением
несжимаемой жидкости ( жидкость сжимается при давлении 220 МПа).
Гидравлический привод применяется на легковых автомобилях и грузовых
автомобилях малой и средней грузоподъемности.
На рис. 13.12 показана схема работы гидравлического тормозного
привода. Привод заполнен тормозной жидкостью.
Рис. 13.12. Схема работы гидравлического тормозного привода:
а — торможение; б — растормаживание; / — толкатель; 2, 7 — поршни; 3, б —
цилиндры; 4, 11 — пружины; 5, 10 — клапаны; 8 — колодка; 9 — тормозной
барабан; •—*- — движение жидкости
-102При торможении (нажатии на тормозную педаль) связанный с педалью
толкатель 1 перемещает поршень 2 в главном тормозном цилиндре 3. Поршень
давит на жидкость, открывается выпускной клапан 5, и жидкость поступает
через трубопроводы в колесные тормозные цилиндры 6. Под давлением
жидкости поршни 7 в колесных цилиндрах расходятся, преодолевая
сопротивление пружин 11, и прижимают тормозные колодки 8 с
фрикционными накладками к тормозным барабанам 9, которые связаны с
колесами. В результате происходит торможение колес и автомобиля в целом.
При служебном торможении давление жидкости в приводе составляет
2...4МШ, а при экстренном ( аварийном) - 6... 10 МПа, а иногда и выше. После
прекращения торможения перемещаются в исходное положение тормозная
педаль с толкателем 1 под действием возвратной пружины и поршень 2 под
действием пружины 4. Давление в приводе падает, и пружины 11 стягивают
колодки 8, под действием которых поршни 7 вытесняют жидкость из колесных
цилиндров, и она поступает к главному тормозному цилиндру 3. При этом
выпускной клапан 5 закрывается. Под воздействием давления жидкости
открывается впускной клапан 10, и жидкость проходит в главный цилиндр.
Закрытие впускного клапана 10 происходит, когда в приводе остается
небольшое избыточное давление ( 0,05 МПа), предотвращающее
проникновение воздуха в гидропривод и обеспечивающее готовность
тормозной системы к повторному торможению. При попадании воздуха в
гидропривод падает эффективность торможения, так как жидкость,
вытесняемая при торможении из главного цилиндра, уменьшает только объем
легко сжимаемого воздуха.
Гидравлический тормозной привод может быть одноконтурным
(нераздельный) и двухконтурным (раздельный), а также с усилителем и без
усилителя.
Нераздельный гидропривод ( рис. 13.13,а) имеет один общий контур 2 для
тормозных механизмов передних и задних колес и односекционныи главный
тормозной цилиндр 3. Привод действует от тормозной педали 4 нераздельно
на передние 1 и задние 5 тормозные механизмы. При одноконтурном
гидроприводе при любом местном повреждении вся тормозная система
автомобиля выходит из строя.
Раздельный гидропривод значительно повышает надежность работы
тормозной системы и безопасность движения автомобиля. Раздельный привод
( рис. 13.13,6) имеет два независимо действующих контура -первичный 6 и
вторичный 7 и двухсекционный главный тормозной цилиндр 3. Привод
действует от общей тормозной педали 4 отдельно на передние 1 и задние 5
тормозные механизмы. При повреждении одного из контуров гидропривода из
него вытекает тормозная жидкость. В этом случае другой исправный контур
обеспечивает, хотя и с меньшей эффективностью, торможение и остановку
автомобиля. Раздельный привод может также иметь два контура, один из
которых действует только на тормозные механизмы передних колес, а другой
- на тормозные механизмы и передних, и задних
-103Колес автомобиля. Двух контурный гидропривод может быть и
диагональным, когда один из контуров обеспечивает работу тормозных
механизмов правого переднего и левого заднего колес, а другой контур левого переднего и правого заднего колес автомобиля.
/
i ------, /
/ 6 3
Рис. 13.13. Схемы гидравлических тормозных приводов:
а -- одноконтурный; б — двухконтурный; 1, 5— тормозные механизмы; 2, 6, 7 —
контуры; 3 — цилиндр; 4 — педаль
При выходе из строя одного из контуров этого гидропривода сохраняется
50% эффективности тормозной системы автомобиля.
Гидравлический тормозной привод обеспечивает давление на колодки
тормозных механизмов, пропорциональное усилию на тормозной педали.
На легковых автомобилях в зависимости от их класса могут применяться
тормозные гидравлические приводы без усилителя или с вакуумным
усилителем, который облегчает управление автомобилем, уменьшает при
торможении усилие водителя, прилагаемое к тормозной педали. На грузовых
автомобилях в гидравлических тормозных приводах применяются
вакуумные, гидровакуумные и пневматические усилители, при которых
усилие на тормозной педали не превышает 250...300Н, тогда как без
усилителей при резких торможениях автомобиля усилие на тормозной
педали достигает 800.. .1000 Н.
Гидравлический тормозной привод компактен, имеет небольшую массу и
малое время срабатывания, обеспечивает одновременное торможение всех
колес автомобиля, его КПД достигает 0,95. Однако привод малоэффективен
без усилителя, выходит из строя при местном повреждении и его КПД
уменьшается при низких температурах (-30 С и ниже).
Пневматический тормозной привод. Такой привод применяется на
грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, автопоездах и
автобусах. Привод облегчает управление автомобилем, более эффективен по
сравнению с использование сжатого воздуха на автомобиле
для различных целей ( открытие и закрытие дверей автобуса, накачивание и
поддержание давления в шинах, привод стеклоочистителей и др.) Однако
пневмопривод
- 104-
менее компактен, сложен по конструкции и в обслуживании, более
дорогостоящий и имеет большее время срабатывания ( в 5-10 раз больше, чем
у гидропривода ).
Пневматический тормозной привод включает в себя следующие приборы:
= питающие - компрессор, ресиверы (воздушные баллоны); = управляющие тормозные краны, клапаны управления тормозными механизмами прицепа
и полуприцепа;
= исполнительные - тормозные камеры, тормозные цилиндры; =
регулирующие - регулятор давления компрессора, регулятор тормозных сил и
др.;
= улучшающие эксплуатационные качества и надежность - влагоотделители,
защитные, ускоряющие и другие клапаны; = сигнальные - сигнализаторы
различного типа.
В тормозной системе автомобиля с пневмоприводом тормозные
механизмы приводятся в действие энергией сжатого воздуха, а водитель
только воздействует на управляющие (воздухораспределительные) приборы.
Наиболее сложным является пневмопривод автопоезда. Он включает в
себя несколько десятков приборов. В зависимости от используемого
пневмооборудования автомобиль-тягач и прицеп могут иметь однопроводный
или двухпроводный пневматический привод.
Автомобиль
а
Прицеп
Автомобиль
Прицеп
Рис. 13.14. Схемы однопроводного (а) и двухпроводного (б) пневматических
приводов автопоездов:
/ — компрессор; 2 — регулятор; 3, 9 — баллоны; 4, 5 — секции тормозного
крана; 6, 10 — тормозные камеры; 7, // — головки; 8 — воздухораспределитель
На рис. 13.14,а показана схема однопроводного пневматического
тормозного привода автопоезда. При однопроводном приводе тормозные
системы автомобиля-тягача и прицепа связаны между собой при помоши
соединительной головки 7 одним трубопроводом, который является
одновременно питающим и управляющим, При движении автопоезда
компрессор 1 через регулятор 2 давления нагнетает сжатый воздух в
воздушные баллоны 3 и 9 автомобиля тягача и прицепа, тормозные камеры
которых соединены с окружающим воздухом. При торможении при нажатии
- 105на тормозную педаль секция 5 тормозного крана соединяет тормозные
камеры 6 с воздушным баллоном 3, а секция 4 крана сообщает
соединительный трубопровод автомобиля и прицепа с окружающим
воздухом. Падение давления сжатого воздуха в соединительном трубопроводе
приводит в действие воздухораспределитель 8, который направляет сжатый
воздух из баллона 9 в тормозные камеры 10 прицепа. При этом давление
сжатого воздуха в тормозных камерах всегда пропорционально усилию на
тормозной педали. В случае отрыва прицепа от автомобиля прицеп
автоматически тормозится вследствие падения давления сжатого воздуха в
соединительном трубопроводе, тем самым обеспечивается безопасность
движения. Давление сжатого воздуха в тормозном приводе автомобиля-тягача
поддерживается в пределах 0,75...0,8 МПа, а у прицепа 0,5...0,55 МПа. Это
необходимо, чтобы уменьшить время срабатывания приборов пневмопривода
прицепа, так как время удаления воздуха из приборов в 1,5-2,0 раза больше,
чем время их заполнения.
Однопроводной тормозной пневмопривод не обеспечивает эффективного
торможения автопоезда при неоднократных и частых торможениях ( на
спуске и др.). В этом случае сжатый воздух из воздушного баллона прицепа
расходуется, давление в баллоне падает, а сжатый воздух из компрессора в
это время не нагнетается. Поэтому на большинстве автопоездов применяется
двухпроводный тормозной пневмопривод (рис. 13.14,6).
При двухпроводном приводе тормозные системы автопоезда-тягача и
прицепа связаны между собой, двумя трубопроводами- питающим с
соединительной головкой 11 и управляющим с соединительной головкой 7.
При движении автопоезда компрессор 1 через регулятор 3 давления
нагнетает сжатый воздух в воздушный баллон 3 автомобиля-тягача и через
питающий трубопровод - в воздушный баллон 9 прицепа. В этом случае
тормозные камеры 6 автомобиля и 10 прицепа соединены с окружающим
воздухом через тормозной кран 4 и воздухораспределитель 8. При
торможении при нажатии на тормозную педаль тормозной кран 4 соединяет
тормозные камеры 6 автомобиля с воздушным баллоном 3. В это же время
сжатый
воздух
по
управляющему
трубопроводу
поступает
в
воздухораспределитель 8, который соединяет воздушный баллон 9 с
тормозными камерами 10 прицепа. Во время торможения автопоезда в
воздушный баллон 9 прицепа продолжает поступать сжатый воздух из
воздушного баллона автомобиля. При отрыве прицепа от автомобиля
воздухораспределитель 8 соединяет тормозные камеры 10 с воздушным
баллоном 9, в результате чего прицеп автоматически тормозится.
Двухпроводный тормозной пневмопривод обеспечивает непрерывное
нагнетание сжатого воздуха в воздушный баллон прицепа и имеет время
срабатывания в 1,5- 2,0 раза меньше, чем у однопроводного пневмопривода.
Привод эффективен и надежен при частых и многократных торможениях
автопоезда.
-106Комбинированные тормозные приводы. Такие
применяются
на
грузовых автомобилях
средней и
грузоподъемности, а также на автопоездах. К ним относятся
пневмогидравлические, электропневматические и др.
Автомобиль
приводы
большой
приводы
Прицеп
Рис. 13.15. Схема электропневматического тормозного привода
автопоезда:
/ — тормозной кран; 2 — контактор; 3 — кран; 4 — воздухораспределитель; 5 —
электропроводная связь; 6 — разъем; 7— источник электропитания; А — соединительная магистраль На длиннобазовых грузовых автомобилях и
многозвенных автопоездах (с несколькими прицепами) применяются
электропневматический тормозной привод, имеющий электрическую часть и
пневматическое оборудование. Электрическая часть привода является
управляющей, а пневматическое оборудование- исполняющим.
На рис. 13.15 показана схема однопроводного электропневматического
тормозного привода автопоезда. Пневматическое оборудование привода не
отличается от обычного. В электрическую часть привода входят контактор 2,
электропневматический кран 3 у каждого прицепа, источник электропитания 7
и электропроводная связь 5 со штепсельным разъемом 6
При торможении при нажатии на тормозную педаль электропневматические
краны 3 выпускают наружу сжатый воздух из соединительной магистрали А .
В этом случае воздухораспределитель 4
-107сообщает воздушный баллон прицепа с тормозными камерами, что приводит
к торможению прицепа. Электропневматический привод обеспечивает
одновременное и быстрое срабатывание тормозных механизмов и расходует
100... 120 Вт электроэнергии. Однако привод требует хорошей защиты от
механических воздействий и загрязнения.
На рис. 13.16 представлена схема пневмогидравлического тормозного
привода грузового автомобиля с прицепом. Привод состоит из двух основных
частей - пневматической и гидравлической.
Рис. 13.16. Схема пневмогидравлического тормозного привода грузового
автомобиля с прицепом:
/ — кран; 2, 3 — трубопроводы; 4, 6 — цилиндры; 5, 7 — пневмоусилители;
'8, 9 — тормозные механизмы
В пневматическую часть привода входят тормозной кран 1 и два
пневмоусилителя 5 и 7, которые соединены трубопроводом 3 с нижней
секцией крана 1. Верхняя секция тормозного крана 1 через трубопровод 2
связана с пневмооборудованием прицепа. Гидравлическая часть привода
выполнена двухконтурной. Главный тормозной цилиндр 4 соединен с
пневмоусилителем 5 и приводит в действие тормозные механизмы 8 колес
переднего и среднего мостов автомобиля. Главный тормозной цилиндр 6
связан с пневмоусилителем 7 и приводит в работу тормозные механизмы 9
колес заднего моста автомобиля. При торможении при нажатии на педаль
тормоза сжатый воздух из тормозного крана 1 через трубопровод 3 поступает
в пневмоусилители 5 и 7, которые приводят в действие тормозные цилиндры
4 и 6 гидравлических контуров привода. Жидкость, вытесненная из главных
тормозных цилиндров, приводит в работу тормозные механизмы колес
-108автомобиля. При этом давление жидкости в колесных тормозных цилиндрах
пропорционально давлению воздуха в пневмоусилителях 5 и 7.
Гидравлическая часть привода обеспечивает одновременное торможение всех
колес автомобиля. Пневматическая часть привода облегчает управление и
позволяет тормозить буксируемый прицеп.
РЕГУЛЯТОРЫ ТОРМОЗНЫХ СИЛ.
Регуляторы тормозных сил применяются в гидравлических и
пневматических тормозных приводах для ограничения тормозных сил на
задних колесах автомобиля с целью предотвращения их юза и возможного
заноса. На отдельных автомобилях для сохранения управляемости на
скользких и обледенелых дорогах дополнительно устанавливают регулятор
тормозных сил в тормозном приводе передних колес.
Минимальный тормозной путь автомобиля обеспечивается при оптимальном
распределении тормозных сил BW и ¥торг между передними и задними
колесами,т.е. при максимально возможных по сцеплению тормозных силах на
колесах :
Указанное соотношение зависит от коэффициента сцепления и
полезной нагрузки, при изменении которой меняется положение центра
тяжести автомобиля.
Рис. 13.17. Зависимости между тормозными Ртор2,
Р2
силами задних и передних колес и давлениями в их приводах:
1, 2 — при наличии регулятора (7 — автомобиль
без груза; 2 — автомобиль с грузом); 3 — без
регулятора
'
т
о
р
I
> Р\
На рис. 13.17 представлены зависимости между тормозными силами
задних и передних колес и давлениями в тормозных приводах этих колес для
автомобиля без груза (кривая 1) и с грузом (кривая 2).
Кривые 1 и 2 характеризуют оптимальное распределение тормозных сил,
обеспечивающее минимальный тормозной тормозной путь автомобиля при
наличии регулятора тормозных сил. Штриховая линия 3 показывает связь
-109между давлениями в тормозных приводах передних и задних колес при
отсутствии регулятора тормозных сил.
Из рисунка видно, что в широком диапазоне имеет место
перетормаживание (РТОР>PzФх) задних колес, особенно для автомобиля без
груза, и это может привести к заносу автомобиля. Поэтому и возникает
необходимость регулирования тормозных сил.
На автомобилях применяются статистические и динамические регуляторы
тормозных сил. Статистические регуляторы ограничивают давление в той
части тормозного привода, где они установлены. Динамические регуляторы
ограничивают давление в тормозном приводе в зависимости от усилия на
тормозной педали и изменения нагрузки на задних колесах при торможении
автомобиля.
Регуляторы тормозных сил, корректируя давление в приводе задних
тормозных механизмов по отношению к передним тормозным механизмам с
целью одновременной блокировки передних и задних колес, обеспечивают
устойчивость автомобиля. Однако предотвращение юза задних колес
достигается их недотормаживанием, что приводит к снижению
эффективности торможения автомобиля на 10... 15%. Таким образом,
торможение автомобиля при применении регулятора тормозных сил не
является наиболее эффективным и безопасным.
Более эффективным и безопасным способом торможения автомобиля
является торможение с применением антиблокировочных систем (АБС).
АНТИБЛОКИРОВОЧНЫЕ СИСТЕМЫ
Типы АБС. Антиблокировочная система служит для устранения
блокировки колес автомобиля при торможении. Система автоматически
регулирует тормозной момент и обеспечивает обновременное торможение
всех колес автомобиля. Она также обеспечивает оптимальную эффективность
торможения (минимальный тормозной путь ) и повышает устойчивость
автомобиля.
Наибольший эффект от применения АБС получается на скользкой дороге,
когда тормозной путь автомобиля уменьшается на 10... 15%. На сухой
асфальтобетонной дороге такого сокращения тормозного пути автомобиля
может и не быть.
Коэффициент сцепления колес с дорогой зависит от состояния
поверхности дороги и ряда других факторов, Так например, на значение
коэффициента сцепления влияет скорость колеса при торможении и свойства
шины колеса. Существенное влияние на коэффициент сцепления оказывает
относительное скольжение колеса
-110колеса.
При некотором значении относительного скольжения колеса коэффициент
сцепления (Фx имеет максимальное значение. Величина относительного
скольжения, соответствующая максимальному коэффициенту сцепления,
называется критической (Sкр) Для поверхностей большинства дорог SКР - 0,1..
.).3. При торможении, когда тормозящее колесо доводится до юза (S= 1),
коэффициент сцепления существенно уменьшается. При этом снижется
эффективность торможения и ухудшается управляемость и устойчивость
автомобиля. Причем чем выше скорость автомобиля вначале торможения, тем
значительнее уменьшается коэффициент сцепления.
АБС поддерживает в процессе торможения относительное скольжение
колес близким к CW
и обеспечивает высокую эффективность и
необходимую безопасность торможения автомобиля, что достигается
автоматическим регулированием тормозного момента, подводимого к
колесам при торможении.
Существуют различные типы АБС по способу регулирования тормозного
момента. На автомобилях широкое применение получили АБС,
регулирующие тормозной момент по замедлению тормозящего колеса.
Уравнение движения тормозящего колеса выражается формулой:
Где Jk - момент инерции колеса; МТОР - тормозной момент; Mф - момент
скольжения.
С помощью этого уравнения строится график работы АБС по
замедлению тормозящего колеса (рис. 13.18). На рисунке представлены
зависимости моментов МТОР и Mф от относительного скольжения
тормозящего колеса в процессе автоматического регулирования
тормозного момента.
В начале торможения происходит возраста
ние тормозного момента (участок 0- 1- 2 ),
что приводит к замедлению вращения
колеса (МТОР > Мф) сопровождающемуся
увеличением относительного скольжения.
Особенно быстро замедление увеличивает
ся на отрезке 1-2, где разность моментов
МТОР - Мф резко возрастает из-за
уменьшения момента скольжения и
вследствие того, что замедление j3 к прямо
пропорционально разности тормозного
-111Быстрый рост замедления говорит о том, скольжение стало
больше Sкр , а колесо стремится к блокировке.
Поэтому в точке 2 блок управления АБС дает первую команду
модулятору на снижение давления в тормозном приводе. Эта точка
соответствует началу падения давления в приводе. Тормозной
момент уменьшается, и в точке 3 МТОР> - Мф , а замедление J з.к. Затем
в точке 3 блок управления подает вторую команду модулятору на
поддержание в тормозном приводе постоянного давления и,
следовательно, постоянного тормозного момента. После второй команды
Мф > МТОР , а замедление J3.у. меняет знак, что свидетельствует о разгоне
колеса. При этом скорость колеса приближается к скорости
автомобиля, что говорит об уменьшении его проскальзывания и,
следовательно, увеличении коэффициента сцепления.
Максимальное значение ускорения колеса, при разгоне достигается в
точке 4, соответствующей максимальной разности моментов Mф - МТОР .
В точке 4 блок управления дает третью команду модулятору на
увеличение давления в тормозном приводе, ж рассмотренный цикл вновь
повторяется, поддерживая относительное скольжение тормозящегося
колеса в интервале S1…S2 , обеспечивающем максимальное сцепление
колеса с дорогой.
Таким образом, при регулировании давления в тормозном
приводе колесо то замедляет свое вращение, то разгоняется и
заставляет тормозной момент МТОР изменяться по заыкну-тому
контуру 1 - 2 - 3 - 4 - 1. При этом диапазон относительного
скольжения
, в котором работает колесо, составляет 20%
при современных АБС.
Частота изменения давления в гидравлическом тормозном
приводе достигает 20 Гц, а в пневматическом тормозном приводе
составляет 3...8 Гц.
Эти системы .АБС при работе обеспечивают такое
проскальзывание колес, при котором их сцепление с дорогой будет
максимальным.
АБС сложны и различны по конструкции, дорогостоящи м
требуют применения электроники. Наиболее простыми являются
механические и электромеханические АБС.
Независимо от конструкции АБС включает в себя следующие
элементы:
= датчики - выдают информацию об угловой скорости
автомобиля, давлении (жидкости, сжатого воздуха) в тормозном
-112-
приводе, замедлении автомобиля и др.;
= блок управления - обрабатывает информацию датчиков и дает
команду исполнительным механизмам;
= исполнительные механизмы (модуляторы давления) - снижают,
повышают или поддерживают постоянное давление в тормозном
приводе.
Процесс регулирования торможения колес с помощью АБС
включает в себя несколько фаз и протекает циклически.
Эффективность торможения с АБС зависит от схемы установи! ее
элементов на автомобиле. Наиболее эффективной .является АБС с
отдельным регулированием колес автомобиля (рис. 13.19л),
Рис. 13.19. Схемы установки АБС на
автомобилях с отдельным (а) и общим
7 — модулятор; 2 — датчик; 3 — блок
управления
а
когда на. каждое колесо установлен отдельный датчик 2 угловых
скоростей, а в тормозном приводе ж колесу - отдельные модулятор 1
давления и блок управления 3. Однако такая схема установки АБС
наиболее сложная и дорогостоящая. Более простая схема установки
элементов .АБС показана на рис. 13.19,6. В этой схеме используются
один датчик 2 угловой скорости, установленный на валу карданной
передачи, один модулятор 1 давления и один блок 3 управления. У
такой схемы установки элементов АБС ниже чувствительность и
меньшая эффективность торможения автомобиля.
Несмотря на. то, что АБС обеспечивает автомобилю более высокие
тормозные свойства и безопасность движения, они пока не имеют
массового применения на автомобилях вследствие их высокой
стоимости и недостаточной долговечности по сравнению с другими
элементами тормозной системы.
Тормозные приводы с АБС. Схема двухконтурного гидравлического
тормозного привода высокого давления с АБС показана на рисунке 13.20
а. АБС регулирует торможение всех колес автомобиля и включает в себя
четыре датчика 1 угловой скорости
-113колес, два модулятора 2 давления: тормозной жидкости и два
электронных блока 3 управления. В гидроприводе установлены два
независимых гидроаккумулятора 4, давление в которых
поддерживается в пределах 14... 15 Мпа. Тормозная жидкость в них
нагнетается насосом 7 высокого давления. Кроне того, в
гидроприводе имеется сливной бачок 8, обратные клапаны 5 и
двухсекционный клапан б управления, обеспечивающий
пропорциональность между усилием на тормозной педали и
давлением в тормозной системе.
При нажатии на тормозную педаль давление жидкости от
гидроаккумуляторов передается к модуляторам 2, которые
автоматически управляют электронными блоками 21, получающими
информацию от колесных датчиков 1.
Рис. 13.20. Схемы двухконтурных гидравлического тормозного привода с
АБС:
/ — датчик; 2 — модулятор; 3 — блок управления; 4 — гидроаккумулятор; 5, 6
клапаны; 7 — насос; 8 — бачок
Модуляторы работают по двухфазному циклу: 1-я фаза: нарастание
давления тормозной жидкости, поступающей в колесные тормозные
цилиндры. Тормозной момент на колесах автомобиля возрастает; 2- я
фаза: сброс давления тормозной жидкости поступление которой
в колесные тормозные цилиндры прекращается и она направляется
в сливной банок. Тормозной момент на колесах автомобиля
уменьшается. После этого блок управления дает команду на нарастание
давления и цикл повторяется.
На рис. 13.20,6
представлена схема двухконтурного
пневматического тормозного привода с: АБС, которая регулирует
-114торможение только задних колес автомобиля. АБС включает в себя два
датчика 1 угловой скорости колес, один модулятор 2 давления сжатого
воздуха и один блок 3 управления. В пневмоприводе установлен также
дополнительный воздушный баллон в связи с увеличением расхода сжатого
воздуха при установке АБС из-за многократного его впуска и выпуска при
торможении автомобиля. Модулятор, включенный в пневмопривод и
получающий команда от блока управления, регулирует давление сжатого
воздуха в тормозных камерах задних колес автомобиля:.
Модулятор работает по трехфазному циклу:
1 -я фаза: нарастание давления сжатого воздуха, поступающего из
Бездушного баллона в тормозные камеры колес автомобиля. Тормозной
момент на задних колесах возрастает;
2 - я фаза: сброс давления воздуха, поступление которого в
тормозные камеры прерывается, я он выходит наружу. Тормозной момент
на колесах уменьшается;
3-я фаза: поддержание давления сжатого воздуха в тормозных камерах на
достоянном уровне. Тормозной момент на колеса х поддерживается
постоянным.
Затем блок управления дает команду на нарастание давления, и 1тдкл
повторяется.
Электронные АБС, имея сложную конструкцию н высокую стоимостью
не всегда обеспечивают достаточную надежность в работе. Поэтому на
автомобилях находят некоторое применение более простые и менее
дорогие (почти в пять раз дешевле) механические и электромеханические
АБС, хотя они имеют недостаточную чувствительность и быстродействие.
Рассмотрим схемы электромеханической АБС ж двухконтурного
диагонального тормозного гидропривода переднеприводного легкового
автомобиля малого класса с механической АБС. Маховичок 1 (рис..
13.21,а) свободно установлен на втулке 4 и связан с ней сухарем 5,
прижимаемый! к втулке пружиной б. Втулка находится на валу 2,
который приводится во вращение через шестерню 3 от шестерни,
установленной на колесе автомобиля. Б торцевую прорезь вала 2 входит
плоский наконечник толкателя 11, заплечики которого опираются на
спиральные скосы втулки 4. К торцу вала 2 под действием пружины 7
прижимается конец рычага 9 микровьключателя 8. При торможении с
небольшим замедлением маховичок, втулка и вал вращаются все вместе как
единое целое. При торможении с большим замедлением маховичок 1
продолжает
-115вращаться некоторое время с прежней угловой
скоростью. Б следствие этого происходит .поворот
маховичка с втулкой 4относительно вала 2. При этом
толкатель II своими заплечиками скользит по стальным
скосам втулки 4 и перемещается в осевом направлении.
Толкатель, упираясь в конец рычага 9, поворачивает его на
оси 10, в следствии чего замыкаются контакты
микровыключателя электромагнитного клапана. Клапан
прерывает связь колесного цилиндра с тормозным приводом
и сообщает его с линией слива..
а
Рис. 13.21. Схемы АБС электромеханической (а) и
механической для диагонального тормозного
гидропривода {б):
1— маховичок; 2— вал; 3— шестерня; 4 — втулка; 5— сухарь; 6, 7 —
пружины; 8 — микровыключатель; 9 — рычаг; 10 — ось; 11 —
толкатель; 12 — АБС; 13 - регулятор; 14 — привод АБС
Тормозной момент на колесе уменьшается, колесо получает
ускорение, а маховичок совершает угловое перемещение в обратном
направлении. Толкатель 11 возвращается в исходное положение
пружиной 7, колесный цилиндр соединяется с тормозным приводом, и цикл
опять повторяется.
Схема установки механической АБС на преднеприводном легковом
автомобиле малого класса с диагональным двуконтурным гидравлическим
тормозным приводом представлена на рис. 13.21.6. Привод механических
АБС осуществляется ременными передачами ведущих валов передних колес.
-116При этом в гидравлическом тормозном приводе колес устанавливаются
регуляторы 13 тормозных сил.
ТОРМОЗНЫЕ СИСТЕМЫ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Рабочая: тормозная система легковых автомобилей ВАЗ
повышенной проходимости (рис. 13.22,а) включает в себя передние 10
и задние 3 тормозные механизмы и гидравлический
Двухконтурный тормозной привод - первичный 7 (передних
тормозных механизмов ) и вторичный б (задних тормозных
механизмов).
-117В рабочую тормозную систему переднеприводных легковых автомобилей
ВАЗ (рис. 13.22,6) входят передние 11 и задние 14 тормозные механизмы, а
также гидравлический тормозной привод, который имеет диагональное
распределение контуров. Контур 12 гидропривода обеспечивает работу
тормозных механизмов левого переднего и правого заднего колес
автомобиля, контур 13 гидропривода- правого переднего и левого заднего
колес. Диагональное разделение контуров гидропривода рабочей тормозной
системы существенно повышает безопасность движения.
Передние тормозные механизмы легковых автомобилей ВАЗ дисковые,
размещены в передних управляемых колес автомобиля, имеют
автоматическую регулировку зазора между тормозными колодками и диском.
Вращающимися и трущимися деталями тормозных механизмов являются
тормозные диски, имеющие хорошее охлаждение. Поэтому эффективность
работы дискового тормозного механизма не снижается даже при частых
торможениях автомобиля на больших скоростях движения.
В переднем тормозном механизме автомобиля ВАЗ повышенной
проходимости (рис. 13.23) чугунный тормозной диск 4 прикреплен
шпильками 2 к ступице 3 переднего колеса.
Рис. 13.23. Передний тормозной механизм легковых автомобилей ВАЗ
повышенной проходимости:
а — общий вид; б — детали тормозного механизма; / — суппорт; 2 — шпилька;
3 — ступица; 4 — тормозной диск; 5— блок цилиндров; 6— колодки; 7— рычаг;
8 — щит; 9 — ось; 10 — направляющая; 11 — кожух; 12 — поршень; 13 — скос;
14 — пружина; 15 — колпачок; 16 — кольцо
- 118 —
С передней стороны по ходу движения автомобиля тормозной охватывается
суппортом 1, представляющий собой П-образную скобу с направляющими
скосами 13, которые зажаты между направляющей 10 тормозных колодок и
прижимными рычагами 7 с пружинами 14, также имеющими направляющие
скосы. Такое крепление суппорта обеспечивает при торможении его
перемещение по направляющим скосам рычагов 7 и направляющей 10.
Суппорт отлит из высокопрочного чугуна и имеет защитный кожух 11.
В направляющей 10, отлитой из высокопрочного чугуна и прикрепленной
к поворотному кулаку, размещены тормозные колодки 6 с приклепанными
фрикционными накладками. С помощью осей 9 к направляющей тормозных
колодок шарнирно присоединены два прижимных рычага 7 суппорта. В
суппорте 1 запрессован блок тормозных цилиндров 5, отлитый из
алюминиевого сплава. В блоке имеются три цилиндра, из которых средний и
нижний соединены между собой каналом и связаны с контуром привода
передних тормозных механизмов, а верхний цилиндр связан с контуром
привода задних тормозных механизмов. В каждом тормозном цилиндре
установлен стальной хромированный поршень 12 и в канавке каждого
цилиндра - резиновое уплотнительное кольцо 16. Это кольцо не только
уплотняет поршень в тормозном цилиндре, но и обеспечивает благодаря
своей упругости отвод поршня от тормозной колодки после торможения.
Таким образом, резиновое уплотнительное кольцо 16 обеспечивает
автоматическое регулирование зазора между тормозным диском и колодками.
Поршни всех цилиндров соприкасаются с внутренней тормозной колодкой и с
ее стороны закрыты резиновыми защитными колпачками 15. С внутренней
стороны передний тормозной механизм закрыт тормозным щитом 8.
При торможении под действием давления жидкости в гидроприводе
поршни перемещают внутреннюю тормозную колодку относительно
направляющей 10 и суппорта 1 и прижимают ее к тормозному диску 4.
Одновременно под действием давления жидкости перемещается блок
цилиндров 5 вместе с суппортом 1 по скосам направляющей 10 и прижимных
рычагов 7. При этом суппорт перемещает наружную тормозную колодку
относительно направляющей 10 и прижимает ее к тормозному диску. Обе
тормозные колодки прижимаются к тормозному диску с одинаковым
усилием, так как давление жидкости на поршни и днища блока цилиндров
одно и то же. После прекращения торможения давление жидкости на поршни
и днище блока цилиндров резко падает. За счет упругости резиновых колес 16
поршни отводятся от внутренней тормозной колодки, которая при этом
отходит от тормозного диска из-за его биения. Одновременно наружная
тормозная колодка вместе с суппортом 1 также отходит от тормозного диска в
результате его биения.
При изнашивании фрикционных накладок тормозных колодок
увеличивается зазор между накладками и тормозным диском. При
торможении под действием давления жидкости поршни перемещаются
-119относительно уплотнительных колец 16 и занимают новое положение в
цилиндрах, чем будет компенсировано изнашивание фрикционных накладок.
После прекращения торможения колодки будут отходить от тормозного диска
на одно и то же расстояние, определяемое деформацией резиновых колей 16.
Таким образом автоматически поддерживается постоянный зазор между
тормозными колодками и диском. В связи с этим при эксплуатации зазор
между тормозными колодками и диском переднего тормозного механизма не
требует регулировки. При торможении колодки действуют на относительно
малую часть поверхности тормозного диска, оставляя открытой большую ее
часть, которая эффективно обдувается воздухом. В результате тормозной
диск очень быстро охлаждается, что обеспечивает эффективность тормозного
механизма даже при частых торможениях на больших скоростях.
Передний тормозной механизм заднеприводных легковых автомобилей
ВАЗ (рис. 13.24) включает тормозной диск 1, тормозные колодки 2 , суппорт
10 и два тормозных цилиндра 4. Чугунный тормозной диск 1 закреплен на
ступице 12 колеса автомобиля и защищен на ступице 12 колеса автомобиля и
защищен тормозным щитом 11, прикрепленным к поворотному кулаку 14. На
поворотном кулаке закреплен кронштейн 13 с суппортом 10, который
охватывает тормозной диск. В суппорте размещены тормозные колодки 2 с
приклеенными фрикционными накладками 3 и тормозные цилиндры 4,
которые стопорятся специальными фиксаторами. Тормозные колодки
установлены на двух пальцах 9, закрепленных в тормозных цилиндрах.
Колодки прижимаются к пальцам фигурными пружинами 8, благодаря чему
исключается трение колодок о тормозной диск в нерабочем положении. В
тормозных цилиндрах установлены поршни 5 с уплотнительными
резиновыми кольцами 6, размещенными в канавках цилиндров. Внутренняя
полость цилиндров закрыта резиновыми колпачками 7. Поршни цилиндров
упираются в тормозные колодки. Тормозные цилиндры соединены между
собой трубкой 16. Через штуцер 15 в цилиндры подводится тормозная
жидкость, а через штуцер 17 удаляется воздух из тормозного привода.
При торможении под действием давления жидкости поршни 5
перемещают тормозные колодки 2 и прижимают их к тормозному диску 1.
При этом резиновые уплотнительные кольца 6 деформируются (положение 1).
После прекращения торможения давление жидкости на поршни резко
снижается, и они отводятся в исходное положение благодаря упругости
резиновых колец 6 (положение 11). При этом тормозные колодки отходят от
тормозного диска, и между ними устанавливается требуемый зазор. При
изнашивании фрикционных накладок при эксплуатации зазор между
тормозными колодками и диском регулируется автоматически, так как
резиновые кольца 6 отводят поршни от колодок на одно и то же расстояние,
определяемое их упругой деформацией.
Передний
тормозной механизм
переднеприводных
легковых
автомобилей ВАЗ (рис. 13.25) состоит из тормозного диска 8, тормозных
-120Колодок 1, направляющей 9 тормозных колодок и суппорта 10. Привод
тормозных колодок осуществляется от тормозного цилиндра 2.
/
//
Рис. 13.24. Передний тормозной механизм заднеприводных легковых
автомобилей ВАЗ:
а — общий вид; б — установка тормозного механизма в колесе; / — тормозной
диск; 2 — колодка; 3 — накладка; 4 — цилиндр; 5 — поршень; 6 — кольцо; 7 —
колпачок; 8 — пружина; 9 — палец; 10 — суппорт; // — шит; 12 — ступица; 13 —
кронштейн; 14 — кулак; 15, 17 — штуцеры; 16 — трубка; /, // — положения
уплотнительного кольца при торможении и растормаживай и и соответственно
Направляющая 9 тормозных колодок имеет форму скобы и отлита из
высокопрочного чугуна. В ней размещены две тормозные колодки 1, и она
крепится болтами к поворотному кулаку. Суппорт 10, отлитый из
высокопрочного чугуна, прикреплен двумя болтами 13 к тормозному
цилиндру 2 и образует вместе с ним подвижное соединение - плавающую
скобу. Плавающая скоба болтами 11 соединена с двумя направляющими
пальцами 6, которые установлены в глухие отверствия направляющей 9
тормозных колодок. Отверствия под направляющие пальцы заполнены
смазкой, предохраняющей соединение от коррозии и обеспечивающей
постоянство усилия перемещения плавающей скобы независимо от срока
эксплуатации автомобиля. Резиновые колпачки 5, установленные между
головками пальцев и направляющей тормозных колодок, удерживают смазку
в соединении и предохраняют пальцы от влаги, пыли и грязи.
-121Тормозные колодки 1 выполнены из стали, и к ним приклеены
фрикционные накладки. Колодки имеют фигурную форму, обеспечивающую
их плотное прилегание к направляющей 9. Пружины 16 , прикрепленные к
тормозным колодкам, поджимают их к направляющим 9 и исключают
вибрацию колодок.
В тормозном цилиндре 2 установлен полый поршень 3 с уплотнительным
кольцом 4 трапециевидной формы. Кольцо размещено в канавке цилиндра и
плотно охватывает поршень, при перемещении поршень тянет за собой
кольцо и скручивает его а канавке цилиндра.
- 122Благодаря своей упругости кольцо обеспечивает отвод поршня от тормозной
колодки после прекращения торможения, следовательно, автоматическое
регулирование зазора между тормозными колодками и тормозными
колодками и тормозным диском. Резиновый колпачок 15, соединенный с
поршнем и цилиндром, закрывают внутреннюю полость цилиндра. В
тормозной цилиндр ввернуты два штуцера. Через штуцер 14 удаляется воздух
из гидропривода, а через штуцер 12 подводится жидкость в тормозной
цилиндр. Чугунный тормозной диск 8, охватываемый суппортом 10,крепится
к ступице колеса автомобиля . С внутренней стороны он закрывается
тормозным щитом 7 , прикрепленным к поворотному кулаку. При
торможении под действием жидкости поршень 3 прижимает внутреннюю
тормозную колодку к тормозному диску. После этого по давлением жидкости
по направляющим пальцам 6 перемещается тормозной цилиндр с суппортом
10 (плавающая скоба), и суппорт прижимает наружную тормозную колодку к
тормозному диску. При этом обе тормозные колодки прижимаются к диску с
одинаковым усилием вследствие одинакового давления жидкости на поршень
и днище цилиндра. После прекращения торможения за счет упругости
резинового кольца 4 поршень отводится от внутренней тормозной колодки, и
в результате биение тормозного диска от него одновременно отходят обе
колодки. При изнашивании тормозных накладок поршень перемещается
относительно уплотнительного кольца 4 и занимает новое положение в
тормозном цилиндре, чем компенсируется изнашивание фрикционных
накладок. При этом тормозные колодки будут отходить от тормозного диска
на одно и то же расстояние, определяемое деформацией резинового
уплотнительного кольца. Следовательно, при эксплуатации в переднем
тормозном механизме автоматически поддерживается постоянный зазор
между тормозными колодками и тормозным диском и его регулировка не
производится.
Задние тормозные механизмы легковых автомобилей ВАЗ - барабанные,
колодочные, размещены в задних колесах автомобиля. Вращающимися
деталями тормозных механизмов являются тормозные барабаны. Трущимися
деталями являются тормозные колодки, которые при торможении
самоустанавливающиеся относительного тормозного барабана. Это
обеспечивает наибольший тормозной эффект и более равномерное
изнашивание фрикционных накладок тормозных колодок.
Задний тормозной механизм переднеприводных легковых автомобилей
ВАЗ (рис. 13.26) имеет автоматическую регулировку зазора между
тормозными колодками и тормозным барабаном. На тормозном щите 10,
прикрепленном к фланцу рычага задней подвески автомобиля, закреплен
болтами колесный цилиндр 5 и установлены тормозные колодки 3 с
прикрепленными фрикционными накладками. Колодки стянуты пружинами 2
и 6. Они упираются верхними концами в поршни колесного цилиндра, а
нижними концами в специальную опору, закрепленную на тормозном щите.
От бокового смещения колодки удерживаются направляющими пружинами 4
- 123 прижимающими их к тормозному щиту. Такая установка тормозных колодок
на тормозном щите обеспечивает им возможность при торможении свободно
самоустанавливаться относительно тормозного барабана.
Рис. 13.26. Задний тормозной механизм переднеприводных легковых
автомобилей ВАЗ:
1 — ступица; 2, 4, 6 — пружины; 3 —
колодка; 5— цилиндр; 7— планка; 8 —
ось; 9 — рычаг; 10 — щит
-^========^ 5
Это
повышает
эффективность
торможения и способствует более
равномерному
изнашиванию
фрикционных накладок. На задней
тормозной колодке на оси 8 закреплен
разжимной рычаг 9. Между рычагом и
передней
тормозной
колодкой
установлена распорная планка 7. С помощью разжимного рычага и распорной
планки приводится в действие задний механизм при торможении стояночной
тормозной системой. Тормозной барабан отлит из алюминиевого сплава.
Внутри барабана залито чугунное
кольцо, являющееся его рабочей поверхностью. Снаружи барабана
выполнены ребра жесткости, улучшающие его охлаждение. В барабане
имеются специальные окна для контроля зазора между тормозными
колодками и барабаном.Тормозной барабан крепится к ступице 1 заднего
колеса автомобиля. Устройство для автоматической регулировки зазора
между тормозными колодками и барабаном находятся в колесном тормозном
цилиндре.
В гидравлический тормозной привод легковых автомобилей ВАЗ
(см.рис. 13.22,а) входят тормозная педаль 4, вакуумный усилитель 5, главный
тормозной цилиндр 8, тормозные цилиндры передних 10 и задних 3
тормозных механизмов, трубопроводы первичного 7 и вторичного 6
контуров, тормозной бачок 9 и регулятор 1 тормозных сил задних тормозных
механизмов с торсионом 2. В первичный контур гидропривода входят по два
цилиндра передних тормозных механизмов, а во вторичный контур - по
одному цилиндру передних и цилиндры задних тормозных механизмов.
Такая схема тормозного гидропривода при выходе из строя одного из
контуров обеспечивает почти 50%-ную эффективность полностью исправной
рабочей тормозной системы и, следовательно, необходимую безопасность
движения. Гидравлический тормозной привод заполняется тормозной
жидкостью.
-124Гидравлический тормозной привод переднеприводных автомобилей ВАЗ
(см.рис. 13.22,6) включает в себя тормозную педаль 4, вакуумный усилитель
5, главный тормозной цилиндр 8, тормозные цилиндры передних 11 и задних
14 тормозных механизмов, трубопроводы контура 12 тормозных механизмов
левого переднего и правого задних колес автомобиля и контура 13 тормозных
механизмов правого переднего и левого заднего колес, тормозной бачок 9,
регулятор 1 тормозных сил с торсионом 2.
Вакуумный усилитель уменьшает усилие, прилагаемое к тормозной
педали при торможении, и облегчает работу водителя. Усиливающий эффект
вакуумного усилителя основан на использовании вакуума во впускном
трубопроводе работающего двигателя.
В вакуумном усилителе легковых автомобилей ВАЗ (рис. 13.27) резиновая
диафрагма 19, расположенная между корпусом 7 и крышкой 9 с чехлом 13,
делит вакуумный усилитель на две полости - вакуумную 1 и атмосферную
И. Вакуумная полость соединена с впускным трубопроводом двигателя
шлангом, в наконечнике 5 которого расположен клапан 6. При работающем
двигателе и отпущенной тормозной педали давление в вакуумной и
атмосферной полостях усилителя одинаковое, так как вакуум из впускного
трубопровода двигателя через шланг и наконечник 5 передается в полости 1
и П. В полость И вакуум передается из полости 1 через канал 111, зазор
между клапаном 12 и его седлом на корпусе 18 и через канал 1 . При
торможении толкатель 14 перемещает поршень 10 внутрь корпуса 7
усилителя, а подвижная часть клапана 12пружиной 16 прижимается к седлу
на корпусе 18 и разобщает вакуумную и атмосферную полости. При
дальнейшем перемещении толкателя 14 поршень 10 отходит от клапана 12, и
через образовавшийся зазор, канал 1
и воздушный фильтр 15 в
атмосферную полость поступает воздух. В этом случае в полости j
сохраняется вакуум, а в полости И устанавливается атмосферное давление.
Разность давлений в вакуумной и атмосферной полостях усилителя создает
дополнительную силу, которая, действуя совместно с силой нажатия водителя
на тормозную педаль, перемещает корпус 18 клапана с диафрагмой 19. При
этом через буфер 17 перемещает шток 8 с наконечником 4, который
воздействует на поршни главного тормозного цилиндра 3. При прекращении
нажатия на тормозную педаль и остановки ее в заторможенном положении
корпус 18 вместе с прижатыми к нему клапаном 12 под действием разности
давлений в полостях 1 и 1 1 будут перемещаться, пока клапан 12 не упрется в
торец остановившего поршня 10. Поступление воздуха в полость И в этом
случае прекратится, и корпус 18 займут определенное положение. Если в этом
положении отпустить тормозную педаль, то поршень 10 отодвигает клапан 12
от корпуса 18, давление в полости И уменьшится и под действием пружины 1
корпус 18 переместится до соприкосновения с клапаном 12.
При экстренном (аварийном) торможении, когда прикладывается большая
сила к тормозной педали, между поршнем 10 и клапаном 12 зазор
сохраняется, и воздух продолжает поступать в полость \Л_ усилителя. После
- 125После прекращения торможения, когда тормозная педаль будет отпущена,
толкатель 14 с поршнем 10 вернутся в исходное положение под действием
возвратной пружины 1, в этом случае поршень 10 отжимает клапан 12 от
корпуса 18, часть воздуха из полости И поступит в полость 1 , давление в
полостях усилителя выравнивается. При этом корпус 18 с диафрагмой 19 и
штоком 8 под действием пружины 1 переместится в крышке 9 усилителя и
займет исходное положение.
17 8
9
Рис. 13.27. Вакуумный усилитель легковых автомобилей ВАЗ: /, 16 —
пружины; 2, 11 — болты; 3 — цилиндр; 4, 5 — наконечники; б, 12 — клапаны;
7, 18 — корпусы; 8— шток; 9— крышка; 10 — поршень; 13 — чехол; 14 —
толкатель; 15 — фильтр; 17 — буфер; 19 — диафрагма; /, // — полости;
///, IV — каналы Вакуумный усилитель
крепится болтами 11 к кронштейну тормозной педали и педали сцепления,
а болтами 2 соединяются с главным тормозным цилиндром 3.
Главный тормозной цилиндр легковых автомобилей ВАЗ (рис. 13.28) двухкамерный, одновременно приводит в действие оба контура гидропривода
рабочей тормозной системы. В корпусе 3 главного тормозного цилиндра
находятся поршни 5 и 7, которые приводят в действие разные контуры
гидропривода и по своему устройству незначительно отличаются друг от
друга. В поршень 7 с уплотнительным кольцом 8 упирается шток вакуумного
усилителя тормозного привода. Поршни образуют в цилиндре
- 126две камеры 1 и 11, которые через отверстия 2 соединяются трубопроводами с
колесными тормозными цилиндрами передних и задних тормозных
механизмов. Через отверстия 4 тормозной цилиндр соединен трубопроводами
с тормозным бачком. При отпущенной тормозной педали возвратная пружина
13 перемещает поршень 5 в крайнее правое (исходное) положение. При этом
поршень упирается в ограничитель 12, а поршень 7 под действием пружины
10 с шайбой 6 упирается в ограничитель 9. Камеры 1 и 11 отделяются одна от
другой манжетой 11, надетой на поршень 5. В кольцевые канавки поршней
вставлены резиновые уплотнительные кольца 16 и распорные кольца 18. В
исходном положении пружина 15 с тарелкой 14 прижимает уплотнительное
кольцо к распорному кольцу, вследствие чего образуются зазоры 17 между
уплотнительным кольцом, распорным кольцом и поршнем. Через эти зазоры и
отверствия 19 камеры 1 и 11 сообщаются с тормозным бачком, в результате
чего в контурах привода передних и задних тормозных механизмов тормозная
жидкость не испытывает избыточного давления.
При торможении поршень 7 перемещается, кольцевой зазор 17
устраняется, и буртик поршня прижимается к уплотнительному кольцу 16.
1
2 3А456
2
4
7
8
А
3 141516 17 18
Рис. 13.28. Главный тормозной цилиндр легковых автомобилей ВАЗ:
/ — пробка; 2, 4, 19 — отверстия; 3 — корпус; 5, 7 — поршни; 6 — шайба; 8, 16,
18— кольца; 9, 12— ограничители; 10, 13, 15 — пружины; 11 — манжета; 14 —
тарелка; 17— зазор; /, II — камеры
После этого жидкость из главного тормозного цилиндра вытесняется в
колесные тормозные цилиндры, и в контуре привода передних тормозных
механизмов создается необходимое для торможения давление жидкости.
Одновременно с поршнем 7 перемещается поршень 5, увеличивая давление
жидкости в контуре привода задних тормозных механизмов. Давление
жидкости, возникающее в камере 11, передается через поршень 5 жидкости,
находящейся в камере 1. Поэтому при исправном состоянии контуров
гидропривода давление жидкости в обоих контурах одинаково. В случае
повреждения контура привода передних тормозных механизмов и утечки из
него жидкости при торможении поршень 7 упирается в поршень 5. В
результате в камере 1 будет создано давление жидкости, которое приведет в
- 127действие задние тормозные механизмы. При утечке жидкости из контура
привода задних тормозных механизмов при торможении поршень 5 упирается
в пробку 1 тормозного цилиндра, вследствии чего создается давление
жидкости в камере 11, приводящее в действие передние тормозные
механизмы.
Задний колесный тормозной цилиндр переднеприводных автомобилей
ВАЗ (рис. 13.29) состоит из корпуса 3 с защитными чехлами 2, поршней 4 с
упорами 1 Уплотнительных манжет 5 с опорными чашками 6 и пружинами 7
и устройства для автоматического регулирования зазора между тормозными
колодками и барабаном. Регулировочное устройство включает в себя
разрезные упорные кольца 9, упорные винты 10 и сухари 8 , состоящие из
двух половин каждая. Упорное кольцо установлено в цилиндре с натягом, и
для сдвига его необходимо большее усилие, чем создаваемое пружинами,
которые стягивают тормозные колодки. Между внутренним буртиком
упорного кольца 9 и головкой винта 10, ввернутого в поршень 4 и
упирающегося в сухарь 8, имеется небольшой зазор. Этот зазор обеспечивает
ход поршня , необходимый для эффективного торможения, а также
ограничивает перемещение поршня. При изнашивании фрикционных
накладок тормозных колодок зазор между буртиком кольца 9 и головкой
винта 10 выбирается, и упорное кольцо под действием давления жидкости
сдвигается за поршнем на величину износа и занимает новое положение. При
прекращении торможения поршни под действием стяжных пружин
тормозных колодок возвращаются до упора сухарей 8 в буртики упорных
колец.
Таким образом , при эксплуатации автоматически поддерживается
постоянный зазор между тормозными колодками и барабаном, и его
регулировки не требуется. Задний тормозной цилиндр имеет два штуцера один для подвода тормозной жидкости, а другой для удаления воздуха из
тормозного привода.
Регулятор тормозных сил устанавливают давление жидкости в приводе
задних тормозных механизмов в зависимости от положения кузова
автомобиля относительно заднего моста. Регулятор работает как клапан,
который автоматически прерывает подачу жидкости к задним тормозным
механизмам. В результате этого исключается занос ( юз ) задних колес,
повышается устойчивость автомобиля и безопасность движения. Регулятор
тормозных сил легковых автомобилей ВАЗ (рис. 13.30)
- 128включен в контур гидропривода задних тормозных механизмов. В корпусе 1
регулятора находится поршень 8, шток которого опирается на торсион 11
привода регулятора. В корпусе имеется втулка 7, между ней и
цилиндрической головкой поршня образуется кольцевой зазор. К втулке 7
прижат резиновый уплотнитель 6 головки поршня. Пружина 4, надетая на
шток поршня, одним контуром опирается на тарелку 5, а другим - на
уплотнительное резиновое кольцо 2 с обоймой 3. Внутри корпуса регулятора
имеются две полости 1 и 11. Полость 11 соединена трубопроводом с главным
тормозным цилиндром, а полость 1 - с колесными тормозными цилиндрами
задних тормозных механизмов. Регулятор не работает, если автомобиль не
тормозит. В этом случае поршень 8 под действием торсиона 11 и пружины 4
упирается в пробку 10 регулятора, уплотняемую прокладкой 9. Полости 1 и 11
сообщаются между собой через зазоры между поршнем, втулкой 7 и
уплотнителем 6. Сила, действующая на шток поршня со стороны торсиона
ия кузова автомобиля и заднего моста. Она
увеличивается при приближении кузова к
мосту и уменьшается при удалении его от
заднего моста.
При торможении жидкость из главного
тормозного цилиндра поступает в ко-I
лесные тормозные цилиндры передних и
задних тормозных механизмов. Причем в
тормозные цилиндры задних колес она
попадает через регулятор. В корпусе регу
лятора тормозная жидкость проходит
Рис. 13.30. Регулятор тормозных сил легковых
автомобилей ВАЗ:
/ — корпус; 2 — кольцо; 3 — обойма; 4 —
пружина; 5— тарелка; 6 — уплотнитель; 7 — ,
втулка; 8 — поршень; 9 — прокладка; 10 — пробка; /./ — торсион; /, // — полости
через полость 11, зазоры между поршнем, уплотнителем 6, втулкой 7 и через
полость 1. В начале торможения, когда давление на жидкость
небольшое, жидкость свободно проходит через регулятор, приводя в
действие задние тормозные механизмы. При возрастании давления жидкости,
когда срабатывает тормозной привод, задняя часть кузова автомобиля
приподнимается и уменьшается сила, действующая на шток поршня со
стороны торсиона 11. Вследствие разности давлений на поршень сверху и
снизу он опускается до упора в уплотнитель 6. В этом случае полости 1 и 11
регулятора будут разобщены одна от другой, и поступление тормозной
жидкости к задним тормозным механизмам прекратится. Причем каждому
положению кузова относительно заднего моста будут соответствовать
определенное предельное давление жидкости в задних тормозных
механизмах. Следовательно, каждому значению нагрузки на задние колеса
-129автомобиля при торможении соответствует определенный тормозной момент.
Это необходимо для уменьшения вероятности заноса задних колес при
торможении автомобиля. В конце торможения, когда задняя часть кузова
опустится, сила , действующая на шток поршня со стороны торсиона 11,
увеличится. Поршень регулятора займет свое исходное положение, и через
образовавшиеся зазоры полости 1 и 11 соединятся одна с другой, а колесные
тормозные цилиндры задних тормозных механизмов - с главным тормозным
цилиндром. Регулятор 1 тормозных сил (см.рис. 13.22,а) крепится к
кронштейну кузова и соединяется с балкой заднего моста через торсион 2 с
тягой.
Регулятор тормозных сил переднеприводных автомобилей ВАЗ (рис.
13.31) включен в оба контура заднего привода, и через него тормозная
жидкость поступает к задним тормозным механизмам в зависимости от
нагрузки на задние колеса. При увеличении нагрузки регулятор обеспечивает
поступление жидкости в колесные цилиндры задних тормозных механизмов,
повышая давление в их контурах и улучшает эффективность работы
тормозных механизмов. При уменьшении нагрузки регулятор уменьшает
подачу жидкости к задним тормозным механизмам вплоть до ее прекращения.
Регулятор состоит из корпуса 18 с втулкой 6 и защитным чехлом 3,
поршня 2 с втулкой 4, пружиной 5 и уплотнителями 16 и 17, толкателя 15 с
втулкой 14, уплотнителями 16 и 17, толкателя 15 с втулкой 14,
уплотнителями 7, опорной чашкой 13 и пружиной 8, а также пробки 10, в
18 17
16
15 14
13
12
11
Рис. 13.31. Регулятор тормозных сил переднеприводных автомобилей ВАЗ:
/ — рычаг; 2 — поршень; 3 — чехол; 4, 6, 14 — втулки; 5, 8, 11 — пружины;
7, /6, 17 — уплотнители; 9— седло; 10 — пробка; 12— клапан; 13 — чашка; 15 —
толкатель; 18 — корпус; /—IV— полости
-130которой установлен резинометаллический клапан 12, поджимаемый к седлу 9
пружиной 11. Внутри корпуса регулятора имеется четыре полости, из
которых 1 и IV соединяются с главным тормозным цилиндром, 11 - с правым,
а 111 - с левым колесными тормозными цилиндрами задних тормозных
механизмов. Регулятор не работает, если автомобиль не тормозит. В этом
случае рычаг 1 привода регулятора прижимает поршень 2 к толкателю 15,
который прижимается к седлу 9 клапана 12. В результате образуется
небольшие зазоры между головкой поршня и уплотнителем 16, а также
клапаном 12 и его седлом 9. Причем зазор между клапаном и седлом меньше.
Через образовавшиеся зазоры полости 1 и IV сообщаются с полостями 11 и
111. В начале торможения, когда давление на жидкость небольшое, она
свободно проходит через указанные выше зазоры, полости 1 и 11, поступает в
колесные тормозные цилиндры и приводит в действие задние тормозные
механизмы. При увеличении давления жидкости поршень, преодолевая силу
действия рычага 1 привода регулятора, выдвигается из корпуса регулятора и
за ним под действием пружин 11 и 8 смещается толкатель 15 с втулкой 14 и
уплотнителями 7. При этом зазоры между клапаном и его седлом, а также
между головкой поршня и уплотнителем 16 уменьшаются. Когда клапан
упрется в свое седло, полости 111 и W разобщаются, и толкатель 15 с
установленным на нем деталями не перемещается за поршнем. Давление
жидкости в полостях 11 и 111 будет одинаковым. При дальнейшем
увеличении давления жидкости поршень будет продолжать выдвигаться из
корпуса регулятора, а втулки 14 с уплотнителями 7 и чашкой 13 будет
перемещаться в сторону клапана 12. При этом объем полости 111
уменьшается, давление в приводах задних колес растет, а давление жидкости
в полости 111 остается равным давлению в полости 11. Когда головка поршня
2 касается уплотнителя 16, давление в полостях 11 и 111 будет возрастать в
меньшей степени, чем в полости 1 -только за счет дросселирования жидкости
между головкой поршня и уплотнителем 16. При увеличении нагрузки на
автомобиль усилие на поршень со стороны рычага 1 возрастает. Поэтому
касание головки поршня и уплотнителя 16 будет происходить при большем
давлении жидкости. Следовательно, эффективность задних тормозных
механизмов возрастает с увеличением нагрузки на автомобиль.
После прекращения торможения под воздействием рычага 1 поршень 2,
толкатель 15 с установленными на нем деталями и клапан 12 займут исходное
положение. Через образовавшиеся зазоры между головкой поршня 2 и его
уплотнителем, клапаном и его седлом, а также через полости 1 и IV колесные
тормозные цилиндры задних тормозных механизмов соединяются с главным
тормозным цилиндром.
При выходе из строя контура гидропривода тормозных механизмов
переднего правого и заднего левого колес втулка 14 и уплотнители 7 под
давлением жидкости в полости 11 сместятся в сторону клапана до упора
опорной чашки 13 в седло 9 клапана. Давление в тормозном механизме
- 131 правого заднего колеса будет регулироваться той частью регулятора, которая
включает в себя поршень 2, уплотнитель 16 и втулку 6. Причем эта часть
регулятора будет работать так же, как и в случае исправных тормозных
контуров. При выходе из строя контура тормозных механизмов левого
переднего и заднего правого колес под действием давления жидкости
толкатель 15 с втулкой 14 и уплотнителями 7 смещается в сторону поршня и
выдвигает его из корпуса регулятора. Как только клапан 12 упрется в седло 9,
повышение давления жидкости в полости 111 прекратится. Следовательно,
регулятор в этом случае работает как ограничитель давления. При этом
давление будет достаточным для надежной работы тормозного механизма
заднего левого колеса. Регулятор тормозных сил крепится к кронштейну пола
кузова автомобиля и соединяется с рычагом задней подвески через торсион
(упругий рычаг) и серьгу.
Стояночная тормозная система легковых автомобилей ВАЗ
повышенной проходимости представлена на рис. 13.32. Система включает в
себя задние тормозные механизмы и механический тормозной привод.
В механический тормозной привод автомобилей ВАЗ повышенной
проходимости входят ручной рычаг 3, передний трос 2, направляющая 9,
задний трос 14, разжимной рычаг 13 и распорные планки 12. Рычаг 3
шарнирно закреплен на кронштейне 7 с чехлом 1 и установлен на полу кузова
автомобиля между передними сиденьями.
4
5
6 7 8 9
10 11
12
Щ
16
15
14
Рис. 13.32. Стояночная тормозная система легковых автомобилей ВАЗ
повышенной проходимости:
/ — чехол; 2, 14 — тросы; 3, 8, 13 — рычаги; 4 — кнопка; 5, // — пружины; 6 —
тяга: 7 — кронштейн; 9 — направляющая; 10 — втулка; 12 — планка; 15 —
контргайка; 16 — гайка При перемещении рычага
вверх усилие от него передается через рычаг 8, передний трос 2,
направляющую 9 и задний трос 14 на разжимные рычаги 13, распорные
планки 12 и от них - на тормозные колодки задних тормозных механизмов.
Рычаг 3 фиксируется в заданном положении защелкой, которая постоянно
поджимается к зубчатому сектору пружиной 5 через тягу 6. Защелка
освобождается нажатием на кнопку 4. Пружина 11 обеспечивает
- 132возвращение переднего и заднего тросов в исходное положение при
отпускании рычага 3 стояночной тормозной системы. Натяжение переднего и
заднего тросов и, следовательно, ход ручного рычага 3 регулируется гайкой
16 с втулкой 10, которая стопорится контргайкой 15.
ТОРМОЗНЫЕ МЕХАНИЗМЫ И ПРИБОРЫ ТОРМОЗНОГО
ПНЕВМОПРИВОДА ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
На рис 13.33 показана схема пневматического тормозного привода
грузовых автомобилей КамаЗ. Привод многоконтурный и состоит из пяти
независимых контуров.
Компрессор 4 подает сжатый воздух через регулятор 5 давления в
предохранитель от замерзания, где воздух насыщается парами спирта. Далее
насыщенный воздух распределяют двойной 7 и тройной 10 защитные
клапаны в трубопроводы пяти независимо действующих контуров. Эти
контуры обеспечивают действие тормозных механизмов рабочей, стояночной,
запасной и вспомогательных тормозных систем автомобиля, а также
аварийное растормаживание стояночного тормозного механизма.
Первый контур служит для привода тормозных механизмов передних
колес автомобиля. В контур входят воздушный баллон 18, нижняя секция
тормозного крана 20, клапан 21 ограничителя давления и тормозные камеры
23 передних колес.
Второй контур предназначен для привода тормозных механизмов колес
среднего и заднего мостов автомобиля. Контур включает в себя воздушный
баллон 8, верхнюю секцию тормозного крана 20, регулятор 13 тормозных сил
и тормозные камеры 17 колес среднего и заднего мостов.
Третий контур служит для привода тормозных механизмов стояночной и
запасных тормозных систем (комбинированной системы прицепа и
полуприцепа). В контур входят воздушные баллоны 16, тормозной кран 2
обратного действия с ручным управлением стояночным тормозным
механизмом, ускорительный клапан 11, двухмагистральный клапан 12 и
цилиндры энергоаккумуляторов тормозных камер 17.
Четвертый контур предназначен для привода тормозных механизмов
вспомогательной тормозной системы и дополнительных потребителей
сжатого воздуха ( пневмосигналы, стеклоочистители и др.). Контур включает
в себя цилиндр 19 привода заслонки выпускного трубопровода двигателя и
цилиндр 3 выключения подачи топлива.
Пятый контур служит для аварийного растормаживания стояночного
тормозного механизма. Контур подключен к тройному защитному клапану 10
и обеспечивает трехкратное растормаживание при неработающем двигателе
после аварийного растормаживания, чтобы отбуксировать автомобиль с места
аварии. Растормаживание производится краном 1, управляющим впуском и
выпуском сжатого воздуха в цилиндры энергоаккумуляторов тормозных
камер 17.
-134На грузовых автомобилях с пневматическим тормозным приводом
применяются колесные тормозные механизмы барабанного типа. Такой
тормозной механизм (рис. 13.34) состоит из двух тормозных колодок 8 с
фрикционными накладками 3, установленных на опорном диске 4 и стянутых
пружиной. Нижние концы колодок закреплены на эксцентриковых пальцах 6,
обеспечивающих регулировку зазора между нижними частями колодок и
тормозным барабаном 5. Верхние концы колодок упираются в разжимной
кулак и прижимает их к тормозному барабану. Разжимной кулак приводится в
действие через регулировочный рычаг 1, установленный на валу кулака и
соединенный со штоком тормозной камеры 2, в которую поступает сжатый
воздух при торможении. При растормаживании возвращение тормозных
колодок в исходное положение обеспечивает стяжная пружина 7. Регулировка
зазора между нижними частями колодок и тормозным барабаном
производится регулировочным рычагом 1. Регулировочный рычаг имеет
специальный червячный механизм и выполняется с ручной или
автоматической регулировкой.
Рис. 13.34. Колесный тормозной механизм грузового автомобиля:
1 — рычаг; 2 — тормозная камера; 3 — накладка; 4 — диск. 5-тормозной
барабан ; 6 — пальцы; 7— пружина; 8 — колодка;
На рис. 13.35,а показан регулировочный рычаг с ручной регулировкой. В
корпусе 4 рычага установлен червяк 5 с запрессованной в него осью 1,
которая имеет квадратный хвостовик для поворота червяка вручную при
регулировке. Червяк находится в зацеплении с червячной шестерней 6,
установленной на шлицах вала поворотного кулака. При регулировке зазора
-135между тормозными колодками и барабаном при повороте оси 1 червяк
поворачивает червячную шестерню и разжимает кулак. Шариковый фиксатор
2 с пружиной 3 удерживает червяк от самопроворачивания и исключает
нарушение регулировки.
Регулировочный рычаг с муфтой для автоматической регулировки зазора
между колодками и барабаном представлен на рис. 13.35,6. В корпусе 4
рычага размещен червяк 5, который находится в зацеплении с червячной
шестерней 6, установленной на шлицах вала разжимного кулака. На оси 1
червяка на шлицах установлена гайка 10. Корпус 8 муфты может свободно
поворачиваться внутри корпуса 4 рычага относительно цилиндрической части
гайки 10. На корпусе муфты с помощью двух стяжных болтов неподвижно
закреплены скоба 7 и установочное кольцо 11. Внутри гайки 10 и корпуса 8
муфты установлена с небольшим натягом по наружному диаметру пружина 9
из проволоки прямоугольного сечения. Пружина позволяет свободно
поворачиваться гайке 10 относительно корпуса 8 муфты по направлению
навивки пружины и блокировать поворот гайки при обратном движении.
Рис. 13.35. Рычаги колесных тормозных механизмов с ручным (а) и автомагическим (о) регулированием:
/ — ось: 2 — фиксатор; 3, 9. 12 — пружины; 4, 8 — корпусы; 5 — червяк: 6 —
шестерня; 7 — скоба; 10 — гайка; // — кольцо
При торможении регулировочный рычаг поворачивается, не касаясь скобой
7 специального упора, жестко закрепленного на балке моста автомобиля.
- 136При изнашивании фрикционных накладок тормозных колодок
увеличивается угол поворота регулировочного рычага. Поэтому при
торможении скоба 7 касается упора и поворачивается вместе с корпусом 8
муфты на определенный угол. При этом гайка 10 остается неподвижной. При
растормаживании скоба 7 возвращается в исходное положение и
поворачивает корпус 8 муфты, а пружина 9 блокирует гайку 10. В результате
происходит поворот червяка 5 и разжимного кулака и автоматическая
регулировка зазора между тормозными колодками и барабаном. Для
предотвращения самопроизвольного поворота скобы 7 и корпуса 8 муфты,
вызывающего нарушение регулировки, предназначена пружина 12, которая
фиксирует муфту. В случае выхода из строя муфты автоматической
регулировки зазоры можно регулировать вручную вращением гайки 10.
Колесный тормозной механизм грузовых автомобилей МАЗ представлен на
рис. 13.36. Тормозной механизм - барабанный.
Рис. 13.36. Колесный тормозной механизм грузовых автомобилей МАЗ:
1 — суппорт; 2 — кулак; 3 — ролик; 4 — колодка; 5 — накладка; 6 — тормозной
барабан; 7 — пружина; 8— ось; 9— щиток; /0— тормозная камера: 11 - рычаг;
12 — червячный механизм Он состоит из
тормозного барабана 6, суппорта 1 (опорный диск), двух тормозных колодок
с фрикционными накладками 5, разжимного кулака 2 и регулировочного
рычага 11 с червячным механизмом. Тормозной барабан отлит из чугуна и
имеет наружные ребра жесткости, которые также улучшают охлаждение
барабана. Барабан прикреплен к ступице колеса автомобиля. Тормозные
колодки 4 размещены на неподвижном суппорте 1.
- 137Одним концом колодки установлены шарнирно на оси 8, а другим концом с
роликом 3 прижаты к разжимному кулаку 2. Колодки с обоих концов стянуты
пружинами 7, что обеспечивает постоянное их прижатие к разжимному
кулаку. На конце вала разжимного кулака установлен регулировочный рычаг
11 с червячным механизмом 12. Рычаг связан со штоком тормозной камеры
10. Тормозные колодки и барабан от попадания грязи защищены стальным
штампованным щитком 9.
Трансмиссионный тормозной механизм ( рис. 13.37) на большинстве
грузовых автомобилей устанавливается в трансмиссии и используется в
качестве стояночного. Механизм - барабанного типа, установлен на коробке
передач и действует на ее вторичный вал. На опорном диске 4,
прикрепленном к картеру коробки передач, смонтированы две тормозные
колодки 8 с фрикционными накладками.
2
3 4
Рис. 13,37. Трансмиссионный тормозной механизм грузового автомобиля:
1, 2 — рычаги; 3 — кулак; 4 — диск;
5—тормозной барабан; б—пружина;
7 — ось; 8 — колодка; 9 *— сектор
5
6
7
Колодки стянуты двумя пружинами 6 и
прижимаются одним концом к оси 7,
закрепленной в опорном диске, а другим
- к разжимному кулаку 3. На конце вала
разжимного кулака закреплен регулировочный рычаг 2 с отверстиями для
регулировки зазора между тормозными колодками и барабаном Тормозной
барабан 5 с фланцем для крепления карданной передачи установлен на
шлицевом конце вторичного вала коробки передач. Тормозной механизм
приводится в действие рычагом 1, который фиксируется стопорным
механизмом в зубчатом секторе 9. При перемещении рычага 1 разжимной
кулак разводит колодки и прижимает их к тормозному барабану. При
растормаживании
стопорный
механизм
освобождается
рукояткой,
расположенной на рычаге. При этом рычаг отводится в исходное положение.
В настоящее время на грузовых автомобилях с пневматическим
тормозным приводом в качестве стояночных тормозных механизмов вместо
трансмиссионного используются колесные тормозные механизмы с
применением тормозных камер с пружинными энергоаккумуляторами.
- 138Регулятор давления автоматически поддерживает давление воздуха в
тормозном пневмоприводе в необходимых пределах. Корпус регулятора
давления (рис. 13.38) закрыт двумя крышками. Под верхней крышкой,
сообщающейся с окружающим воздухом, находится уравновешивающий
поршень 6, натяг пружины 5 которого осуществляется болтом, ввернутым в
крышку. В поршне 6 собраны впускной 8 и выпускной 4 клапаны,
соединенные между собой стержнем. Нижняя крышка прижимает к корпусу
регулятора седло разгрузочного клапана 1 и фильтр 2. Разгрузочный клапан 1
соединен штоком с разгрузочным поршнем 9 и прижат к своему седлу
пружиной. В корпус регулятора ввернут клапан для накачивания шин и
резьбовая пробка 3, закрывающая клапан отбора воздуха.
Рис. 13.38. Регулятор давления:
/, 4, 7, 8 — клапаны; 2 — фильтр; 3 —
пробка; 5 — пружина; 6, 9 — поршни;
I—IV — выводы; А, Б, — полости; а, б,
в — каналы
Сжатый воздух от компрессора поступает в
регулятор через вывод 1 ,очищается от влаги
фильтром 2, проходит в кольцевой канал «а» и
через обратный клапан 7 и вывод 111 подается
в пневмосистему. Одновременно через канал
«б» часть воздуха поступает в полость А под
уравновешивающий поршень 6, нагруженный
пружиной 5. Во время нарастания давления
воздуха до верхнего предела (0,70.. ..0,75
МПа) выпускной клапан 4 открыт и сообщает
полость Б над разгрузочным поршнем 9 с
окружающим воздухом через вывод 11, а
впускной клапан 8 закрыт. Когда давление
воздуха достигает верхнего предела, уравно
вешивающий поршень 6 перемещается вверх.
При этом выпускной клапан 4 закрывается, а впускной клапан
8
открывается, и сжатый воздух из полости А через канал «в» поступает в
полость Б над разгрузочным поршнем 9. Поршень 9 опускается вниз и
разгрузочный клапан 1 открывается. Через открывшийся клапан нагнетаемый
компрессором воздух через вывод IV выходит наружу, и давление в
пневмосистеме падает. Вместе с воздухом через вывод IV удаляется наружу
скопившийся в регуляторе водяной конденсат. Когда давление воздуха в
системе
уменьшится
до
нижнего
предела
(0,62....0,65
МПа)
уравновешивающий поршень 6 под действием пружины 5 опускается вниз,
впускной клапан 8 закрывается, а выпускной клапан 4 открывается. При этом
разгрузочный поршень 9 поднимается вверх, и разгрузочный клапан 1
закрывается. В результате компрессор опять начинает нагнетать воздух в
пневмосистему.
-139Тормозной кран служит для управления колесными тормозными
механизмами автомобиля и приводом тормозных механизмов прицепа.
Тормозной кран (рис. 13.39) - двухсекционный. Верхняя секция крана
управляет задним контуром тормозного привода, а нижняя - передним
контуром.
Рис. 13.39. Тормозной кран:
/, 3, 7— поршни; 2, 9, 11,— клапаны;
4 — упругий элемент; 5 — шпилька; 6,
8 — пружины; 10 — толкатель; /— IV —
выводы; а — канал
Внутри тормозного крана находится
верхний поршень 3, малый поршень 7 с
толкателем 10, большой поршень 1,
верхний 2 и нижний 9 резиновые
клапаны. Выводы 111 и 1 крана
соединены с воздушными баллонами
заднего и переднего контуров пневмоприводов 1 и 11 сжатый воздух
поступает к тормозным камерам передних и задних колес.
При торможении тормозной кран
приводится в действие от тормозной
педали, соединенной с рычагом, кото
рый через ролик воздействует на тол
катель. При этом усилие через упру
гий резиновый элемент 4 передается
на верхний поршень 3. Поршень
перемещается вниз, закрывает
выпускное отверстие верхнего клапана 2,
разобщает вывод 11 с окружающим воздухом, открывает клапан 2 и
пропускает сжатый воздух из вывода 111 в вывод 11 и далее в тормозные
камеры задних колес. Воздух в тормозные камеры будет поступать до тех
пор, пока его давление и давление пружины 6 на поршень 3 не сравняется с
усилием нажатия на тормозной педали. При этом давление воздуха в
тормозных камерах будет пропорционально усилию на тормозной педали.
При повышении давления в выводе 11 сжатый воздух по каналу «а»
поступает в полость над большим поршнем 1, который перемещается вниз
вместе с малым поршнем 7. При этом сначала закрывается выпускное
отверстие нижнего клапана 9, разобщается вывод 1 с окружающим воздухом
и открывается клапан 9. Затем из вывода 1
через вывод 1 начинает
поступать сжатый воздух к тормозным камерам передних колес автомобиля.
Воздух в тормозные камеры будет поступать до тех пор, пока его давление
под поршнями 1 и 7 не уравновесит усилие, прилагаемое к тормозной педали.
В этом случае давление в тормозных камерах будет пропорционально
- 140усилию тормозной педали.
При повреждении заднего контура и отсутствии сжатого воздуха в выводе
11 верхней секции крана усилие от тормозной педали будет передаваться на
толкатель 10 малого поршня через шпильку 5, обеспечивая работу нижней
секции тормозного крана. При повреждении переднего контура и отсутствия
воздуха в выводе 1 нижней секции работоспособность верхней секции крана
сохраняется.
При растормаживании поршня 1, 3 и 7 перемещаются вверх под действием
пружин 6 и 8, выводы 11 и 11 сообщаются соответственно клапанами 2 и 9.
При этом выводы 1 и 11 сообщаются через выпускные окна в полом
толкателе 10 и вертикальный канал, закрытый клапаном 11, с окружающим
воздухом. В результате сжатый воздух из тормозных камер колес автомобиля
выходит наружу.
Ручной тормозной кран служит для управления пружинными
энергоаккумуляторами привода стояночной и запасной систем. В корпусе 1
крана (рис. 13.40) и крышке 5 с рукояткой находятся поршень 11,
уравновешивающая пружина 2, выпускной клапан 10 с пружиной, шток 7 с
седлом 9 и пружиной, фигурное кольцо 4 и направляющий колпачок 6 с
пружиной. Вывод 111 крана соединен с воздушным баллоном, вывод 11 - с
окружающим воздухом, а вывод 1 - с пружинным энергоаккумуляторами
колесных тормозных механизмов.
Рис.
13.40.
//
I/
\П1
Ручной тормозной кран:
/ — корпус; 2, 3 — пружины; 4 — кольцо; 5— крышка; 6— колпачок; 7— шток;
8 — фиксатор; 9 — седло; 10 — клапан;
// — поршень; А, Б — полости; /— /// —
выводы
В расторможенном состоянии рукоятка крана находится в переднем
положении и стопорится фиксатором 8. При этом направляющий колпачок 6
и шток 7 под действием своих пружин находятся в крайнем нижнем
положении. Выпускной клапан 10 в этом случае отведен от поршня 11,
- 141внутреннее отверстие клапана закрыто и не соединяет полость А под
поршнем с окружающим воздухом через вывод 11. Полость А через
кольцевую щель между клапаном и поршнем сообщается с полостью Б перед
поршнем. Это дает возможность поступать сжатому воздуху из вывода 111
через отверстие в поршне к выводу 1 и далее в энергоаккумуляторы, пружины
которых удерживаются в сжатом состоянии, обеспечивая при этом
растормаживание задних колес автомобиля. При частичном повороте
рукоятки тормозного крана вместе с крышкой 5 поворачивается
направляющий колпачок 6. Колпачок перемещается вверх по винтовым
выступам фигурного кольца 4 и поднимается шток 7. При этом выпускной
клапан 10 поднимается, отверстие седла поршня 11 закрывается, а отверстие в
клапане 10 открывается. В этом случае сжатый воздух из
энергоаккумуляторов будет выходить наружу через вывод 11. При этом
пружины энергоаккумуляторов приводят в действие тормозные механизмы
запасной тормозной системы. Воздух из энергоаккумуляторов будет выходить
до тех пор, пока давление в полости А под поршнем 11 не преодолеет
суммарное усилие уравновешивающей пружины 2 и давление на поршень в
полости Б. При повороте рукоятки крана и назад от отказа приводится в
действие стояночная тормозная система. В этом случае сжатый воздух из
энергоаккумуляторов и вывода 1 полностью выходит через вывод 11 наружу,
и пружины энергоаккумуляторов приводят в действие тормозные механизмы
стояночной тормозной системы.
Для растормаживания стояночной тормозной системы рукоятку крана
поворачивается вперед до отказа. При этом сжатый воздух будет воступать из
воздушного баллона в энергоаккумуляторы. Пружины энергоаккумуляторов
сжимаются под действием сжатого воздуха, и тормозные механизмы колес
растормаживаются.
Тормозные камеры служат для приведения в действие тормозных
механизмов передних колес автомобиля. Тормозная камера (рис. 13.41,а)
состоит из корпуса 5 и крышки 1, между которыми зажата диафрагма 4 из
прорезиненной ткани. Диафрагма разделяет тормозную камеру на две
полости. Полость А (полость крышки) через штуцер 2 связана с подводящей
магистралью контура тормозных механизмов передних колес автомобиля.
Полость Б (диафрагменная полость) сообщается с окружающим воздухом
через отверстия 8 в корпусе 5. Пружина 6 прижимает к диафрагме опорный
диск 3 со штоком 7, который соединен с регулировочным рычагом,
установленным на валу разжимного кулака. При торможении (рис. 13.41,6)
сжатый поступает через штуцер 2 в полость А крышки, давит на диафрагму,
которая , прогибаясь, перемещает шток 7 тормозной камеры. При этом воздух
из полости Б выходит наружу через отверстия 8 в корпусе. Шток
поворачивает регулировочный рычаг вместе с разжимным кулаком,
пропорциональным давлению сжатого воздуха, поступающего в тормозную
камеру. При растормаживании сжатый воздух из полости А выходит наружу
через тормозной кран. При этом шток 7 с диском 3 под действием возвратной
- 142пружины 6 перемещается в исходное положение. Он поворачивает
регулировочный рычаг с разжимным кулаком и освобождает тормозные
колодки.
Рис. 13.41. Тормозная камера в нерабочем состоянии (а) и при торможении
(б):
I — крышка; 2 — штуцер; 3 — диск; 4 — диафрагма; 5 — корпус; 6 — пружина; 7
— шток; 8 — отверстие; А, Б — полости
Тормозные камеры с энергоаккумуляторами служат для приведение в
действие тормозных механизмов задних колес автомобиля при включении
рабочей запасной и стояночной тормозных систем. Тормозная система с
энергоаккумуляторами (рис. 13.42 ) представляет собой устройство,
состоящее из пневматической камеры и прижимного энергоаккумулятора.
Между корпусом 2 камеры и фланцем 5 цилиндра 7 размещен поршень 8 с
толкателем 12, находящийся под воздействием пружины 9. Внутри толкателя
находится винт 10. Цилиндр 7 соединен трубкой 1 1 с корпусом 2 камеры,
которая через отверстие сообщается с окружающим воздухом. В нерабочем
состоянии сжатый воздух постоянно подводится через вывод 1 в полость
цилиндра 7 под поршень 8, который находится в верхнем крайнем положении,
сжимая полностью пружину 9.
При включении рабочей тормозной системы тормозные механизмы задних
колес автомобиля приводится в действие пневматическими камерами. При
этом сжатый воздух через вывод 11 поступает в наддиафрагменную полость,
и диафрагма 3 через диск 4 действует на шток 1, соединенный с
регулировочным рычагом тормозного механизма, вызывая торможение
колеса. При растормаживании сжатый воздух выходит из наддиафрагменной
полости, и диафрагма возвращается в исходное положение возвратной
- 143 пружиной 13.
При включении запасной или стояночной тормозных систем тормозные
механизмы задних колес приводятся в действие энергоаккумулятором.
Рис. 13.42. Тормозная камера с энергоаккумулятором:
/ — шток; 2 — корпус; .5 — диафрагма; 4 — диск; 5 — фланец; б — подпятник; 7
— цилиндр; 8 — поршень; 9, 13 — пружины; 10— винт; // — трубка; 12 —
толкатель;/, //—выводы
В этом случае сжатый воздух выпускается наружу из полости под поршнем 8
соответственно частично или полностью. Под действием пружины 9
поршень перемещается вниз и перемещает толкатель 12, который через
подпятник 6 действует на диафрагму 3 и шток 1 тормозной камеры, вызывая
торможение колеса.
Включение запасной или стояночной тормозных систем производится
подачей сжатого воздуха в полость цилиндра 7 энергоаккумулятора под
поршень 8. При отсутствии сжатого воздуха в системе растормаживание
-144производится путем вывинчивания винта 10.
Регулятор тормозных сил служит для автоматического изменения
давления сжатого воздуха в тормозных камерах задних колес при изменении
вертикальной нагрузки, действующей на колеса при торможении автомобиля
Рис. 13.43. Регулятор тормозных сил:
/ — трубка; 2, 8 - клапаны; 3 — вал; 4 — корпус; 5 — вставка; 6, 9 — ребра; 7,
14 — поршни; 10 - диафрагма; 11 — рычаг; 12 — седло; 13 — опора; /— /// выводы
Между двумя частями корпуса 4 регулятора ( рис. 13.43) зажата
резинотканевая диафрагма 10, которая закреплена на поршне 7 с
радиальными ребрами 9. Такие же радиальные ребра 6 выполнены во вставке
5 корпуса регулятора. В поршне установлен плоский клапан 8 с пружиной.
Подвижное выпускное седло 12 связано с шаровой опорой 13, установленной
на валу 3. На другом конце вала закреплен рычаг 11, соединенный тягами с
балками среднего и заднего мостов автомобиля. К подвижному седлу 12
снизу прижат поршень 14. Полость под поршнем через трубку 1 соединена с
приводом 11, к которому подводится сжатый воздух от тормозного крана.
Вывод 111 соединен с тормозными камерами задних колес, а вывод 1 - через
клапан 2 с окружающим воздухом.
В нерабочем состоянии клапан 8 прижат к седлу в поршне 7. Вывод 11
разобщен с выводом ,111 и сообщается с окружающим воздухом через
верхнюю секцию тормозного крана. Тормозные камеры задних колес через
- 145 вывод 111, выпускное седло 12 и вывод 1 соединены с окружающим
воздухом. При торможении положение седла 12 в корпусе регулятора
определяется шаровой опорой 13 и зависит от прогиба рессор подвески
задних колес. Равновесное положение поршня 7 достигается при различной
активной площади диафрагмы 10, которая зависит от того, какая часть
диафрагмы соприкасается с ребрами 9 поршня 7, а какая - с ребрами 6 вставки
5 корпуса регулятора. Чем большая активная площадь диафрагмы
соприкасается с ребрами поршня, тем при меньшем давлении сжатого
воздуха, действующего на диафрагму снизу, достигается равновесное
положение поршня 7. Поэтому чем меньше прогнуты рессоры подвески
задних колес автомобиля и чем ниже опускается седло 12, тем больше
разница в давлениях сжатого воздуха в выводах 11 и 111. При крайнем
нижнем положении седла 12, что соответствует минимальной вертикальной
нагрузке, разность давлений сжатого воздуха в выводах 1 и 11 регулятора
небольшая. При крайнем верхнем положении седла 12 (максимальная
вертикальная нагрузка) давление воздуха в выводах 1 и 11 выравнивается.
Следовательно, регулятор тормозных сил автоматически поддерживает в
выводе 111 ив тормозных камерах задних колес автомобиля давление сжатого
воздуха, обеспечивающее необходимую тормозную силу, пропорциональную
вертикальной нагрузке, действующей на задние колеса при торможении
автомобиля.
При растормаживании давление сжатого воздуха в выводе 11 падает,
поршень 7 поднимается вверх, и воздух из тормозных камер задних колес
автомобиля через седло 12 вывод 1 и клапан 2 выходит наружу. Так как
выпуск сжатого воздуха из тормозных камер осуществляется не через
тормозной кран, а через регулятор тормозных сил, процесс растормаживания
тормозных механизмов задних колес автомобиля происходит быстрее.
Моторный тормоз-замедлитель служит для перекрытия выпускного
трубопровода с целью перевода двигателя на режим торможения. Он
устанавливается в приемных трубах глушителя.
На рис. 13.44 представлен моторный тормоз-замедлитель грузовых
автомобилей ЗИЛ, который устанавливается перед глушителем. Корпус 2
тормоза прикреплен к фланцу патрубка 8. В корпусе размещена заслонка 9 с
валом 3. На конце вала закреплен рычаг 4, соединенный со штоком 5
пневмоцилиндра 6, установленного на кронштейне 7, который прикреплен к
фланцу патрубка. При движении автомобиля при выключенном моторном
тормозе заслонка располагается вдоль потока отработанных газов,
поступающих в корпус через приемные трубы 1, не препятствуя их выходу из
выпускного трубопровода двигателя. При включении моторного тормоза под
действием сжатого воздуха, поступающего в пневмоцилиндр 6, выдвигается
шток 5, который поворачивает рычаг 4. Рычаг поворачивает заслонку 9 на 90 .
-146-
Рис. 13.44. Моторный тормоз-замедлитель грузовых автомобилей ЗИЛ:
/ — труба; 2 — корпус; 3 — вал; 4 — рычаг; 5 — шток; 6 — пневмоцилиндр; 7 —
кронштейн; 8 — патрубок; 9 — заслонка
Заслонка перекрывает выход отработанных газов и создает противодавление,
которое увеличивает сопротивление перемещению поршней в цилиндрах
двигателя. Это приводит к уменьшению частоты вращения коленчатого вала,
возрастанию сопротивления движению и замедлению автомобиля. При
включении моторного тормоза одновременно с помощью другого
пневмоцилиндра отключается подфча топлива в цилиндры двигателя,
который начинает работать на компрессорном режиме.
Контрольные вопросы:
1 .Что представляет собой тормозная система и каково ее назначение .
2. Какие требования предъявляются к тормозным системам.
3. Какими тормозными системами должен быть оборудован автомобиль.
4. Какие типы тормозных механизмов применяются на автомобилях.
5. Какими параметрами оцениваются тормозные механизмы.
6. Почему тормозные механизмы могут быть уравновешенными и неуравновешенными.В чем их
различие.
7. Какие тормозные приводы применяются на автомобилях.
8. Какие преимущества имеет двухпроводная тормозная система.
9. с какой целью на автомобилях применяются регуляторы тормозных сил.В чем их недостаток.
10. Каково назначение АБС и что ограничивает их применение на автомобилях.
11. Какие эксплуатационные свойства автомобиля зависят от тормозных систем и их технического
состояния.
-147-
РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ
НАЗНАЧЕНИЕ И ТИПЫ
Рулевым
управлением
называется
совокупность
устройств,
осуществляющих поворот управляемых колес автомобиля.
Рулевое управление служит для изменения и поддержания направления
движения автомобиля. Оно в значительной степени обеспечивает
безопасность движения автомобиля.
Рулевое управление автомобиля состоит из двух частей - рулевого
механизма и рулевого привода.
В рулевой механизм входят рулевое колесо, рулевой вал и рулевая
передача, которая определяет тип рулевого механизма.
В рулевой привод входят рулевая сошка, рулевые тяги, рычаги
маятниковый и поворотных цапф, а также рулевой усилитель,
устанавливаемый на ряде автомобилей. При этом рулевые тяги и рычаги
поворотных цапф образуют рулевую трапецию, которая определяет тип
рулевого привода.
На автомобилях изменение направления движения осуществляется
поворотом передних колес различными типами рулевых управлений (рис.
12.1).
Применение левого или правого рулевого управления зависит от принятого в
той или иной стране направления движения транспорта.
Левое рулевое управление применяется в автомобилях большинства стран,
где принято правостороннее движение транспорта ( РОССИЯ, США, и др.), а
правое управление - в странах с левосторонним движением (ЯПОНИЯ,
ВЕЛИКОБРИТАНИЯ). При этом рулевое колесо, установленное с левой или
правой стороны автомобиля, обеспечивает лучшую видимость при разъезде с
транспортом , движущимся навстречу.
Применение рулевого управления различной конструкции ( без усилителя
или с усилителем) зависит от типа и назначения автомобиля. Рулевые
управления без усилителя обычно устанавливают на легковых автомобилях
особо малого и малого классов и грузовых малой грузоподъемности.
- 148-
Рис. 12.2. Рулевые управления при независимой (а) и зависимой (б) подвесках управляемых колес:
/ — рулевое колесо; 2 — вал; 3 — рулевая передача; 4, 12 — цапфы; 5, 9, IL 14 —
рычаги; 7— сошка; 5, Я, /(9, /5, 75 — тяги Рулевое управления с
усилителем применяются на других автомобилях.
При этом значительно облегчается их управление, улучшается
маневренность и повышается безопасность движения - при разрыве шины
автомобиль можно удержать на заданной траектории движения.
-149Конструкция рулевого управления во многом зависит от типа подвески
передних колес автомобиля.
При независимой подвеске передних управляемых колес, которая
применяется на всех легковых автомобилях. В рулевое управление без
усилителя входят (рис. 12.2,а) рулевое колесо 1, рулевой вал 2, рулевая
передача ( механизм) 3, рулевая сошка 7, средняя рулевая тяга 8,
маятниковый рычаг 9, боковые рулевые тяги 6 и 10, рычаги 5 и 11
поворотных цапф.
При вращении рулевого колеса 1 усилие от него на поворотные цапфы 4 и
12 передних колес передается через вал 2, рулевую передачу 3, сошку 7,
среднюю 8 и боковые тяги 6 и 10, рычаги 5 и 11. В результате осуществляется
поворот управляемых колес автомобиля.
При зависимой подвеске передних колес (рис. 12.2,6) рулевое управление
без усилителя включает в себя рулевое колесо 1, рулевой вал 2, рулевую
передачу 3, рулевую сошку 7, продольную рулевую тягу 13, поворотный
рычаг 14, рычаги 5 и 11 поворотных цапф и поперечную рулевую тягу 15.
При вращении рулевого колеса 1 вместе с ним вращается вал 2. Усилие от
вала через рулевую передачу 3 передается на сошку 7, которая через
продольную тягу 13 перемещает рычаг 14 с поворотной цапфой 4 левого
колеса. Одновременно через рычаги 5 и 11 и поперечную тягу 15
поворачивается цапфа 12 правого колеса. Так производится поворот передних
управляемых колес автомобиля.
Требования к рулевому управлению и его параметры
Рулевое управление оказывает существенное влияние на управляемость,
маневренность, устойчивость и безопасность движения автомобиля. Поэтому,
кроме общих требований к конструкции автомобиля, к нему предъявляются
специальные требования, в соответствии с которыми рулевое управление
должно обеспечивать:
= минимальный радиус поворота для высокой маневренности автомобиля; =
легкость управления автомобилем;
= пропорциональность между усилием на рулевом колесе и сопротивлением
повороту управляемых колес ( силовое следящее действие); = соответствие
между углами поворота рулевого колеса и управляемых колес (
кинематическое следящее действие);
= минимальную передачу толчков и ударов на рулевое колесо от дорожных
неровностей;
= предотвращение автоколебаний (самовозбуждающихся) управляемых
колес вокруг оси поворота;
= минимальное влияние на стабилизацию управляемых колес; =
травмобезопасность, исключающую травмирование водителя при любых
столкновениях автомобиля.
Соответствие конструкции рулевого управления предъявляемым
требованиям зависит от правильного выбора параметров рулевого
- 150управления , рулевого механизма и рулевого привода.
Рассмотрим оценочные параметры рулевого управления в целом, а также
оценочные параметры рулевого механизма и рулевого привода.
Минимальный радиус поворота.
Минимальным
радиусом
поворота
автомобиля
называется расстояние от центра поворота до оси колеи переднего наружного
управляемого колеса при максимальном угле поворота колеса. Минимальный
радиус поворота регламентируется Правилами № 36 ЕЭК ООН,
применяемыми в России.
Минимальный радиус поворота указывается в технической характеристике
автомобиля. От значения этого радиуса во многом зависит маневренность
автомобиля. Высокая маневренность автомобиля достигается выбором
наибольшего угла поворота управляемых колес, при котором минимальный
радиус поворота по колее переднего наружного колеса равен 2...2,5 базам
автомобиля (меньшие значения для автомобилей с большой базой, а большие
- для автомобилей с малой базой).
Минимальный
радиус
поворота
автомобиля
определяется
экспериментально при скорости движения автомобиля
5 км\час и при
максимальном повороте управляемых колес.
Минимальный радиус поворота автомобиля можно определить по
следующей формуле (рис. 12.3):
Центр поворота О автомобиля находится
внутри его базы на некотором расстоянии С от
оси задних колес, которое можно найти из j
ОБВ:
Рис. 12,3. Схема поворота автомобиля:
О — центр поворота; А, В — центры осей передних
и задних колес; Б — проекция центра поворота на
продольную ось автомобиля; i>|, v2 — векторы
скоростей передних и задних колес
-151-
Угловое передаточное число рулевого управления. Угловым
передаточным числом рулевого управления называется отношение угла
поворота рулевого управления называется отношение угла поворота рулевого
колеса арк. к углу поворота управляемых колес 0:
От углового передаточного числа рулевого управления во многом зависят
управляемость, маневренность, устойчивость и безопасность движения
автомобиля. Угловое передаточное число часто называют также
передаточным числом рулевого управления.
Передаточное число рулевого механизма. Передаточным числом
рулевого механизма называется отношение угла поворота рулевого колеса к
углу поворота вала рулевой сошки арс :
В зависимости от типа и конструкции рулевого механизма его
передаточное число при повороте рулевого колеса может изменяться или
оставаться постоянным.
Рулевые механизмы большинства автомобилей имеют постоянное
передаточное число Up.м,- 13...22 для легковых автомобилей и Upм = 20...25
для грузовых автомобилей.
Для легковых автомобилей целесообразно применять рулевые механизмы
с переменным передаточным числом. Такие рулевые механизмы при больших
скоростях автомобиля обеспечивают высокую безопасность движения, так
как небольшие повороты рулевого колеса не приводят к значительным
поворотам управляемых колес.
Передаточное число рулевого привода. Передаточным числом рулевого
привода называется отношение угла поворота вала рулевой сошки 0 к углу
-152-
Кинематическое
передаточное число
рулевого
управления.
Кинематическим передаточным числом рулевого управления называется
угловое передаточное число, характеризующее жесткую кинематическую
связь ( при абсолютно жестких элементах рулевого управления) между углом
поворота рулевого колеса и углами поворота управляемых колес.
В упругом рулевом управлении жесткая кинематическая связь нарушается
вследствие деформации деталей рулевого механизма и рулевого привода.
Причем при одинаковом повороте рулевого колеса по сравнению с жестким
рулевым управлением управляемые колеса повернутся на меньший угол. В
этом случае угловое передаточное число будет больше, чем кинематическое
передаточное число.
Угловое передаточное число, учитывающее упругость рулевого
управления, называется динамическим передаточным числом рулевого
управления.
Динамическое передаточное число характеризует угловую жесткость (
податливость) рулевого управления. При малой угловой жесткости рулевое
управление обладает большой податливостью, что снижает чувствительность
управления автомобилем. Но в этом случае толчки и удары, воспринимаемые
управляемыми колесами от неровностей дороги, эффективно амортизируется
рулевым управлением. Однако малая угловая жесткость рулевого управления
может привести к нежелательным колебаниям ( вилянию) управляемых колес
и снижению устойчивости автомобиля.
На легковых автомобилях угловая жесткость рулевого управления
составляет 1,0....3,5 \ ( Н« м).Рулевое управление грузовых автомобилей
имеет большую, чем у легковых автомобилей, угловую жесткость.
Податливость рулевого управления определяют экспериментально при
закрепленных управляемых колесах. При этом замеряют углы поворота
- 153 рулевого колеса и соответствующие им моменты, прилагаемые к рулевому
колесу. Податливость рулевого управления можно оценить также частотой
собственных угловых колебаний системы, рассматриваемой в качестве
одномассовой :
Силовое передаточное число рулевого управления. Силовым
передаточным числом рулевого управления называется отношение суммы
сил сопротивления повороту управляемых колес ¥с к усилию на рулевом
колесе Рр.к.
При практических расчетах для определения силового передаточного числа
рулевого управления используют отношение момента сопротивления
повороту управляемых колес М с к моменту на рулевом колесе Мр.к
С помощью силового передаточ ного числа рулевого управления можно
оценить легкость управления автомобилем по усилию на рулевом колесе,
необходимому для поворота управляемых колес.
Усилие на рулевом колесе для поворота автомобиля зависит от различных
факторов - свойств шин, углов установки управляемых колес, стабилизации
управляемых колес и др.
Усилие на рулевом колесе регламентируется Правилами № 79 ЕЭК ООН,
применяемыми в России.
При проектировании максимальное усилие на рулевом колесе не должно
превышать 120 Н, а минимальное - должно быть не менее 60 Н. Ограничение
минимального усилия на рулевом колесе необходимо для того, чтобы
водитель чувствовал дорогу. При повороте управляемых колес на месте на
асфальтобетонной поверхности максимальное усилие на рулевом колесе не
должно превышать 400 Н.
На легкость управления автомобилем оказывает влияние и рулевое
колесо. Диаметр рулевого колеса зависит от автомобиля и составляет
- 154380....425 мм для легковых и грузовых автомобилей малой грузоподъемности
и 440.. .550 мм для автобусов и других грузовых автомобилей.
Максимальный угол поворота рулевого колеса от среднего положения до
крайнего в каждую сторону в зависимости от типа и назначения автомобиля
находится в пределах 540... 1080 градусов, что соответствует его 1,5...3
оборотам ( меньшие значения для легковых автомобилей, а большие - для
грузовых).
Силовое передаточное число рулевого привода. Силовым передаточным
числом рулевого привода называется отношение момента сопротивления
повороту управляемых колес М с к моменту на валу рулевой сошки Мрс:
Значение силового передаточного числа рулевого привода зависит от типа
и положения его звеньев.
КПД рулевого управления оценивает потери на трение в рулевом
механизме и в рулевом приводе. Так, потери на трение в рулевом механизме
составляет почти 50 % от общих потерь на трение в рулевом управлении, а
потери на трение в шарнирах рулевого привода и шкворневых узлах
управляемых колес составляет примерно 40...50 %.
Различают прямой
и обратный
КПД рулевого управления.
Прямой КПД характеризует передачу усилия от рулевого колеса к
управляемым колесам и составляет 0,67...0,82, а обратный характеризует
передачу усилия от управляемых колес к рулевому колесу и составляет
0,58...0,65.
Рулевое управление должно иметь возможно большее значение прямого
КПД, так как в этом случае будут меньше потери на трение и легче
управление автомобилем.
Значение обратного КПД должно быть больше предела обратимости
рулевого управления, но возможно ближе к нему, чтобы сохранить чувство
дороги и стабилизацию управляемых колес. При этом возникающий
поворачивающий момент при наезде управляемых колес на дорожные
неровности ( обратный удар) должен передаваться на рулевое колесо в
минимальной степени.
Легкость управлением автомобилем во многом зависит от КПД рулевого
механизма.
КПД рулевого механизма, характеризующий передачу усилия от рулевого
колеса к рулевой сошке, называется прямым КПД:
-155-
где MТР1 - момент трения рулевого механизма, приведенный к рулевому
колесу; МРК - момент на рулевом колесе.
КПД рулевого механизма при передаче усилия от рулевой сошки к
рулевому колесу называется обратным КПД:
Зазор в рулевом управлении. Указанный зазор должен быть минимальным,
чтобы предотвратить виляние управляемых колес и ухудшение устойчивости
автомобиля.
Зазор в рулевом управлении определяется по углу свободного поворота
рулевого колеса при нейтральном положении управляемых колес.
Допустимый зазор в рулевом управлении для новых автомобилей не должен
превышать 10-15 градусов свободного поворота рулевого колеса. Зазор в
-156рулевом управлении складывается из зазоров в рулевом механизме и рулевом
приводе. При эксплуатации увеличенный зазор в рулевом управлении может
возникнуть в результате изнашивания рабочих поверхностей деталей
рулевого управления и увеличения зазоров в подшипниках управляемых
колес, шкворнях, шаровых шарнирах подвески, шарнирах рулевого привода,
зацепления рулевого механизма, а также при недостаточной затяжке
крепления рулевой сошки, картера рулевого механизма и рулевого вала.
Наибольшее изнашивание рабочих поверхностей деталей рулевого
управления происходит при прямолинейном движении автомобиля, когда
управляемые колеса находятся в нейтральном положении. Поэтому при
нейтральном положении управляемых колес зазор в зацеплении рулевого
механизма должен быть минимальным ( близким к нулю).
При увеличении угла поворота рулевого колеса от нейтрального
положения к крайним положениям зазор в зацеплении рулевого механизма
должен постепенно увеличиваться (рис. 12.4) и в конце составить 25...35
градусов свободного поворота рулевого колеса. Это необходимо для
предотвращения заклинивания (заедания) рулевого механизма после
регулировки зацепления при изнашивании, которое обычно происходит в
зоне, соответствующей небольшим углам поворота рулевого колеса.
Необходимая величина зазора в зацеплении рулевого механизма и
характер его изменения обеспечивается конструктивными методами
(особенностями рулевого механизма) или технологией ( например, сдвигом
режущего инструмента при нарезке деталей зацепления механизма).
- 157увеличивают податливость рулевого управления до оптимального
значения, обеспечивающего быстрое и своевременное реагирование
управляемых колес на повороты рулевого колеса;
применяют амортизирующие устройства в рулевом механизме или в
рулевом приводе;
применяют гидравлические усилители в рулевом управлении,
воспринимающие и поглощающие толчки и удары, которые передаются от
управляемых колес.
ТРАВМОБЕЗОПАСНОЕ РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ
Травмобезопасное рулевое управление является одним из конструктивных
мероприятий, обеспечивающих пассивную безопасность автомобиля свойство
уменьшать
тяжесть
последствий
дорожно-транспортных
происшествий. Рулевой механизм рулевого управления может нанести
серьезную травму водителю при лобовом столкновении с препятствием при
смятии передней части автомобиля, когда рулевой механизм перемещается в
сторону водителя.
Водитель также может получить травму от рулевого колеса или рулевого
вала при резком перемещении вперед вследствие лобового столкновения,
когда при слабом натяжении ремней безопасности перемещение составляет
300...400 мм. Для уменьшения тяжести травм, получаемых водителем при
лобовых столкновениях, которые составляют более 50% всех дорожнотранспортных
происшествий,
применяют
различные
конструкции
травмобезопасных рулевых механизмов. С этой целью кроме рулевого колеса
с утопленной спицей и двумя спицами, позволяющими значительно снизить
тяжесть наносимых травм при ударе, в рулевом механизме устанавливают
специальное энергопоглощающее устройство, а рулевой вал часто выполняют
составным. Все это обеспечивает незначительное перемещение рулевого вала
внутрь кузова автомобиля при лобовых столкновениях с препятствиями,
автомобилями и другими транспортными средствами.
На рис.12.6,а представлен рулевой механизм легкового автомобиля,
рулевой вал которого состоит из трех частей, соединенных карданными
шарнирами 2, а роль энергопоглощающего устройства выполняет
специальное крепление рулевого вала к кузову автомобиля. При лобовом
столкновении, когда передняя часть автомобиля деформируется, рулевой вал
складывается и незначительно перемещается в салон кузова автомобиля. При
этом кронштейн 1 крепления рулевого вала деформируется и поглощает часть
энергии удара.
Рулевой механизм с энергопоглощающим устройством сильфонного типа
показан на рис. 12.6,6. Рулевое колесо соединено с рулевым валом
металлическим гофрированным цилиндром 3, который при столкновении
деформируется, частично поглощает энергию удара и обеспечивает
небольшое перемещение рулевого вала в сторону водителя.
- 158На рис. 12.6,в представлен рулевой механизм, у которого верхняя часть
рулевого вала выполнена в виде перфорированной трубы 4. Показаны также
последовательный процесс и максимальная деформация верхней части
рулевого вала, которая весьма значительна.
Рис. 12.6. Травмобезопасные рулевые механизмы:
а — рулевой вал, состоящий из трех частей; б — рулевой вал с энергопоглощающим устройством сильфонного типа; в — рулевой вал с перфорированной
трубой; 1 — кронштейн; 2 — карданный шарнир; 3 — цилиндр; 4 — труба
В травмобезопасных рулевых управлениях легковых автомобилей
применяются и другие энергопоглощающие устройства, которые соединяют
составные рулевые валы. К ним относятся резиновые муфты специальной
конструкции, а также устройства типа «японский фонарик», которые
выполнены в виде нескольких продольных пластин, приваренных к концам
соединяемых частей рулевого вала. При столкновениях резиновая муфта
разрушается, а соединительные пластины деформируются и уменьшают
перемещение рулевого вала внутрь салона кузова.
РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ
Рулевым называется механизм, преобразующий вращение рулевого
колеса в поступательное перемещение рулевого привода, вызывающее
поворот управляемых колес автомобиля.
-159Рулевой механизм служит для увеличения усилия водителя, прилагаемого к
рулевому колесу, и передачи его к рулевому приводу.
Увеличивать усилие водителя необходимо для облегчения управления
автомобилем. Увеличение усилия, прилагаемого к рулевому колесу,
происходит за счет передаточного числа рулевого механизма.
Передаточное число рулевого механизма зависит от типа автомобиля и
составляет для различных автомобилей 15...25. Такие передаточные числа за
один-два полных оборота рулевого колеса обеспечивает поворот
управляемых колес автомобиля на максимальные углы, равные 35...45
градусов.
К рулевым механизмам, кроме общих требований к конструкции
автомобиля, предъявляется ряд дополнительных требований. В соответствии
с этими требованиями рулевые механизмы должны обеспечивать: = высокий
КПД при передаче усилия от рулевого колеса к управляемым колесам для
легкости управления автомобилем и несколько меньший КПД в обратном
направлении для уменьшения толчков и ударов на рулевом колесе от
дорожных неровностей;
= обратимость механизма, исключающую снижение стабилизации
управляемых колес автомобиля;
= минимальный зазор в зацеплении механизма при нейтральном положении
управляемых колес и возможность регулирования этого зазора в процессе
эксплуатации; =заданный характер изменения передаточного числа
механизма.
Червячные механизмы. Эти механизмы применяются на легковых,
грузовых автомобилях и автобусах. Наибольшее распространение получили
червячно-роликовые рулевые механизмы, рулевая передача которых
состоит из червяка и ролика (рис. 12.8,а). Червяк 1 имеет форму глобоида -его
диаметр в средней части меньше, чем по концам. Такая форма обеспечивает
надежное зацепление червяка с роликом 3 при повороте рулевого колеса на
большие углы. Ролики могут быть двухгребневыми или трехгребневыми.
Двухгребневе ролики применяются в рулевых механизмах легковых
автомобилей, а трехгребневые - в рулевых механизмах грузовых
-160автомобилей и автобусов.
При вращении червяка 1, закрепленного на рулевом валу 2, момент от
червяка передается ролику 3, который установлен на подшипнике на оси,
размещенной в пазу вала 4 рулевой сошки. При этом благодаря глобоидной
форме червяка обеспечивается надежное зацепление его роликом при
повороте рулевого колеса на большие углы.
Червячно-роликовые рулевые механизмы имеют небольшие габаритные
размеры, надежны в работе и просты в обслуживании. Их КПД достаточно
высокий и составляет 0,85 при передаче усилий от рулевого колеса на
управляемые колеса и 0,7 -от управляемых колес к рулевому колесу. Поэтому
усилия водителя, затрачиваемые на преодоление трения в рулевом механизме,
невелики.
/
2
,
7
Рис. 12.8. Рулевые передачи:
а — червячно-роликовая; б — червячно-секторная; в — вин
тореечная; г — реечная; 1 , 5 — червяки; 2, 4, 11 — валы;
3 -ролик; 6, 10 — секторы; 7 — винт; 8 — гайка-рейка; 9 ша-рик; 12 — рейка; 13 — шестерня
г
передаточное число
При нейтральном положении рулевого колеса
червячно-роликового механизма
При повороте рулевого колеса передаточное число этого рулевого
механизма от среднего положения к крайним несколько возрастает
(примерно на 5...7%). Однако при практических расчетах передаточное
число червячно-роликового механизма можно считать постоянным.
Червячно-секторные (червячно-спироидные) рулевые механизмы
получили меньшее распространение и применяются только на грузовых
автомобилях. Рулевая передача этих механизмов (рис. 12.8,6) состоит из
цилиндрического червяка 5 и бокового сектора 6 со спиральными зубьями,
который выполнен совместно с валом рулевой сошки. Механизмы имеют
небольшое давление на зубья при передаче больших усилий и небольшое
-161 изнашивание. Однако из-за наличия трения скольжения их КПД низкий и
равен 0,7 и 0,55 соответственно при передаче усилия от рулевого колеса и
обратно.
Передаточное число червячно-секторного рулевого механизма
практически постоянно и равно
Винтовые рулевые механизмы. Эти механизмы используют на
тяжелых грузовых автомобилях. Наибольшее применение получили
винтореечные механизмы.
Винтореечная рулевая передача (рис. 12.8,в) включает в себя винт 7,
шариковую гайку-рейку 8 и сектор 10, изготовленный вместе с валом 11
рулевой сошки.
Вращение винта 7 преобразуется в поступательное перемещение гайки
8, на которой нарезана рейка, находящаяся в зацеплении с зубчатым
сектором 10 вала рулевой сошки. Для уменьшения трения и повышения
износостойкости соединение винта с гайкой осуществляется через шарики
9.
КПД винтореечного механизма в обоих направлениях почти одинаков,
достаточно высокий и находится в пределах 0,8...0,85. Поэтому при
винтореечном рулевом механизме применяют гидроусилитель руля,
который воспринимает толчки и удары, передаваемые на рулевое колесо
от неровностей дороги.
Передаточное число винтореечного механизма постоянно:
Винторычажные рулевые механизмы в настоящее время применяются
редко, так как имеют низкий КПД и значительное изнашивание, которое
невозможно компенсировать регулировкой.
Зубчатые рулевые механизмы. Эти механизмы применяются
в основном на легковых автомобилях малого и среднего классов.
Шестеренные рулевые механизмы, имеющие цилиндрические или
конические шестерни, используются редко.
Наибольшее применение получили реечные рулевые механизмы.
-162Реечная рулевая передача (рис. 12.8,г) состоит из шестерни 13 и рейки
12. Вращение шестерни 13, закрепленной на рулевом валу, вызывает
перемещение рейки 12, которая выполняет роль поперечной рулевой тяги.
Реечные рулевые механизмы просты по конструкции, компактны и
имеют наименьшую стоимость по сравнению с рулевыми механизмами
других типов. Их КПД очень высок, приблизительно одинаков в обоих
направлениях и равен 0,9...0,95.
Из-за большого значения обратного КПД реечные рулевые механизмы
без усилителя устанавливают на легковых автомобилях особо малого и
малого классов, так как только в этом случае они способны поглощать
толчки и удары, которые передаются от дорожных неровностей на рулевое
колесо.
На легковых автомобилях более высокого класса с реечным рулевым
механизмом применяют гидроусилитель руля, поглощающий толчки и
удары со стороны дороги.
Угловое передаточное число рулевого управления с реечным рулевым
механизмом можно определить по следующей формуле:
РУЛЕВОЙ ПРИВОД
Рулевым приводом называется система тяг и рычагов,
осуществляющая связь управляемых колес автомобиля с рулевым
механизмом.
Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к
управляемым колесам и для обеспечения правильного поворота колес.
В соответствии с предъявляемыми требованиями рулевой привод
должен обеспечивать:
= правильное соотношение углов поворота управляемых
колес, исключающее боковое скольжение колес автомобиля;
= отсутствие автоколебаний (самовозбуждающихся) управляемых колес
-163вокруг шкворней (осей поворота);
= отсутствие самопроизвольного поворота управляемых колес
при колебаниях автомобиля на упругих устройствах подвески.
На автомобилях применяются различные типы рулевых
приводов (рис. 12.9).
Рулевая
трапеция. Основной частью рулевого
привода является рулевая трапеция.
Рис. 12.9. Типы рулевых приводов, классифицированных по различным
признакам
Рулевой
называется
трапеция
(см.рис.12.2,а),
образованная
поперечными рулевыми тягами, рычагами поворотных цапф и осью
управляемых колес. Основанием трапеции является ось колес, вершинойпоперечные тяги 6,8 и 10, а боковыми сторонами - рычаги 5 и 11
поворотных цапф. Рулевая трапеция служит для поворота управляемых
колес на разные углы.
Внутреннее колесо (по отношению к центру поворота автомобиля)
поворачивается на больший угол, чем наружное колесо. Это необходимо,
чтобы при повороте автомобиля колеса катились без бокового скольжения
и с наименьшим сопротивлением. В противном случае ухудшится
управляемость автомобиля, возрастут расход топлива и изнашивание шин.
Между углами поворота управляемых колес существует зависимость (
рис. 12.10), которая выражается следующим уравнением:
Рулевая трапеция может быть передней или задней. Передней называется
рулевая трапеция, которая располагается перед осью передних
управляемых колес (см.рис. 12.2,а).
Задней называется рулевая трапеция, которая располагается за осью
передних управляемых колес (см. рис. 12.2,6).
Применение на автомобилях рулевого привода с передней или задней
рулевой трапецией зависят от компоновки автомобиля и его рулевого
-164управления. При этом рулевой привод может быть с неразрезной или
разрезной рулевой трапецией. Использование рулевого привода с
неразрезном или разрезной трапецией зависит от подвески передних
управляемых колес автомобиля. Неразрезной
называется
рулевая трапеция, имеющая
сплошную поперечную рулевую тягу. соединяющую
управляемые колеса ( см.рис. 12,2,6), Неразрезная рулевая
трапеция применяется яри зависимой подвеске пер
Разрезной называется рулевая трапеция, которая имеет
многозвенную передних управляемых колее на грузовых
автомобилях и автобусах.
Автоколебания управляемых колес. Такие колебания управляемых
колес происходят вокруг шкворней (осей поворота) Они вызывают
изнашивание шин и рулевого привода и могут привести к потере
управляемости
и
нарушению
безопасности
движения.
Автоколебания
управляемых:
колес
являются
самовозбуждающимися. Причиной нх возникновения .является
гироскопическая связь управляемых колес.
При наездах одного из колес на дорожные неровности при
зависимой подвеске (рис. 12.11,а) происходит перекос переднего
моста. Управляемые колеса наклоняются и изменяется положение оси их
вращения. Это приводит к возникновению гироскопического момента Мгх
который
действует
в
горизонтальной
плоскости
и
поворачивает управляемые колеса вокруг шкворней. Поворот колес вокруг
поозорней
вызывает
возникновение
ДРУГОГО
гироскопического момента Mr2 который
действует в вертикальной
плоскости и стремится увеличить перекос моста, и наклон колес. Таким
образом, перекос моста вызывает колебания управляемых колес вокруг
шкворней, а. они в свою очередь увеличивают перекос моста т.е. обе
колебательные системы связаны
-165-
между собой и влияют друг на друга. Возникающие в этом случае
колебания управляемых колес вокруг шкворней непрерывно
повторяются (самовозбуждаются), являются устойчивыми и
наиболее опасными.
Управляемые колеса автомобиля имеют двойную связь с его
несущей системой, которая осуществляется через подвеску и рулевой
привод. При вертикальных перемещениях колеса (рис. 12.11,6)
шарнир А, соединяющий продольную рулевую тягу с центром в О
обусловлено (кинематикой рулевого привода. Кроме того, шарнир А.
также должен перемещаться по дуге аа с венгром О, что
обусловлено кинематикой подвески. Однако дуги аа и бб расходятся,
и поэтому7 вертикальные перемещения управляемых колес
сопровождаются их поворотом вокруг шкворней.
Колебания управляемых колес вокруг шкворней совершаются с
высокой и низкой частотой.
рычагом поворотного кулака, должен перемещаться по дуге об
точке О/
Рис. 12.11. Схемы возникновения автоколебаний управляемых колес: а
— при зависимой подвеске; б — при Двойной связи колес с несущей системой
автомобиля
Колебания высокой частоты (более 10 Гц и с амплитудой не более
1,5....2°) происходят в пределах упругости шин и рулевого привода.
Они не передаются водителю и не нарушают управляемость
автомобиля, так как поглощаются в рулевом управлении. Однако
высокочастотные колебания вызывают дополнительное изнашивание
шин и деталей рулевого привода, повышают сопротивление
движению автомобиля и увеличивают расход топлива. Колебания
низкой частоты ( менее 1 Гц и амплитудой 2-3) нарушают
управляемость автомобиля и безопасность движения. Для их
устранения необходимо – снизить скорость автомобиля (
движения).
Полностью устранить колебания управляемых колес вокруг
шкворней невозможно - их можно только уменьшить. Это достигает-
-166ся применением независимой подвески управляемых колес, что уменьшает
гироскопическую связь между ними; применением балансировки колес,
чем устраняется их неуравновешенность; уменьшением влияния двойной
связи колес с несущей системой, что достигается различными
конструктивными мероприятиями.
РУЛЕВЫЕ УСИЛИТЕЛИ
Рулевым усилителем называется механизм, создающий под давлением
жидкости или сжатого воздуха дополнительное усилие на рулевой привод,
необходимое для поворота управляемых колес автомобиля.
Усилитель служит для облегчения управления автомобилем,
повышения его маневренности и безопасности движения. Он также
смягчает толчки и удары дорожных неровностей, передаваемых от
управляемых колес на рулевое колесо.
Усилитель значительно облегчает работу водителя. При его наличии
водитель прикладывает к рулевому колесу усилие в 2-3 раза меньшее, чем
без усилителя, когда, например, для поворота грузовых автомобилей
средней и большой грузоподъемности и автобусов требуется усилие до 400
Н и более. Это весьма существенно, так как из всей затрачиваемой
водителем энергии на управление автомобилем до 50% приходится на
рулевое управление.
Маневренность автомобиля с рулевым усилителем повышается
вследствие быстроты и точности его действия.
Безопасность движения повышается потому, что в случае резкого
понижения давления воздуха в шине переднего управляемого колеса при
проколе или разрыве шины при наличии усилителя водитель в состоянии
удержать рулевое колесо и сохранить направление движения автомобиля.
Однако наличие усилителя приводит к усложнению конструкции
рулевого управления и повышению стоимости, к увеличению изнашивания
шин, более сильному нагружению деталей рулевого механизма и привода
и ухудшению стабилизации управляемых колес автомобиля. Кроме того,
наличие усилителя на автомобиле требует адаптации водителя.
Виды усилителей и требования к ним. Рулевые
усилители применяют на легковых автомобилях, грузовых автомобилях
средней и большой грузоподъемности и автобусах. Получили
распространение гидравлические и пневматические усилители. Принцип
действия этих усилителей аналогичен, но в них используется различное
рабочее вещество: в гидравлических- масло (турбинное, веретенное), а в
пневматических-сжатый воздух пневматической тормозной системы
автомобиля.
Гидравлические усилители получили наибольшее
применение. Так, из всех автомобилей с усилителями 90% оборудованы
гидравлическими усилителями. Они компактны, имею малое время
-167срабатывания ( 0,2...2,4 сек) и работают при давлении 6... 10 МПа. Однако
гидравлические усилители требуют тщательного ухода и особо надежных
уплотнений, так как течь жидкости приводит к выходу их из строя.
Пневматические усилители в настоящее время имеют ограниченное
распространение. Их применяют в основном на грузовых автомобилях
большой грузоподъемности с пневматической тормозной системой.
Пневматический усилитель включается в работу водителем только в
тяжелых дорожных условиях.
Конструкция пневматических усилителей проще , чем гидравлических,
так как используется оборудование тормозной пневматической системы
автомобиля. Но они имеют большие габаритные размеры, обусловленные
невысоким рабочим давлением (0,6...0,8 МПа), и значительное время
срабатывания ( в 5-10 раз больше, чем у гидравлических), что приводит к
меньшей точности при управлении автомобилем в процессе поворота.
К рулевым усилителям предъявляют требования, в соответствии с
которыми они должны обеспечивать:
= кинематическое следящее действие (по перемещению), т.е. соответствие
между углами поворота рулевого колеса и управляемых колес; = силовое
следящее действие ( по силе сопротивления повороту), т.е.
пропорциональность между усилием на рулевом колесе и
силами сопротивления повороту управляемых колес;
= возможность управлять автомобилем при выходе усилителя из строя; =
действие только в случаях, когда усилие на рулевом колесе превышает
25...100Н;
= минимальное время срабатывания;
= минимальное влияние на стабилизацию управляемых колес автомобиля;
= смягчение и поглощение толчков и ударов, передаваемых от
управляемых колес на рулевое колесо.
Параметры усилителя. Основными параметрами, определяющими
работу усилителя, являются следующие: рабочая характеристика,
коэффициент эффективности, показатели чувствительности, показатель
реактивного действия, показатель обратного включения, показатель
маневренности.
Рассмотрим указанные параметры рулевого усилителя.
Рабочая характеристика ( рис. 12.12) показывает зависимость
между усилием на рулевом колесе Рр.к. и моментом сопротивления Me
повороту управляемых колес при усилителе ( сплошная линия) и без
усилителя (штриховая линия). За точкой перегиба, соответствующей Рymax,
дальнейшее увеличение усилия рулевого управления возможно только за
счет большего усилия водителя на рулевом колесе.
- 168Коэффициент эффективности характеризует усиление на рулевом
колесе и представляет собой отношение усилия на рулевом колесе Рр.к без
усилителя к усилию на рулевом колесе при работающем усилителе:
- 169рулевом механизме, приведенные к шаровому пальцу рулевой сошки при
передаче усилия от рулевой сошки к рулевому колесу.
Гидроусилитель. Схема гидроусилителя представлена на рис. 12.13.
Гидроусилитель имеет следующие основные элементы: гидронасос ГН с
бачком Б, гидроусилитель ГР и гидроцилиндр ГЦ.
Гидронасос является источником питания, гидрораспределитель распределительным устройством, а гидроцилиндр - исполнительным
устройством. Гидронасос ГН, приводимый в действие от двигателя
автомобиля, соединен нагнетательным 2 и сливным 3 маслопроводами с
гидрораспределителем ГР, который установлен на продольной рулевой
тяге 6, прикрепленной к поворотному рычагу 7 управляемого колеса 5.
Рис. 12.13. Схема гидроусилителя:
1 — золотник; 2, 3, 11 — маслопроводы; 4 — пружина; 5 — колесо; 6, 9 —
тяги; 7, 8 — рычаги; 10 — поршень; А, В — полости; а—г — камеры; Б —
бачок; ГН — гидронасос; ГЦ — гидроцилиндр; ГР —
гидрораспределитель; РМ — рулевой механизм
Внутри корпуса гидрораспределителя находится золотник 1, связанный с
рулевым механизмом РМ. Золотник имеет три пояска, а корпус
гидроусилителя - три окна. Внутри корпуса между поясками золотника
образуются две камеры - а и б. Кроме того, в корпусе имеются еще две
реактивные камеры в и г , соединенные с камерами а и б осевыми
каналами, выполненными в крайних поясках золотника. В реактивных
камерах размещены предварительно сжатые центрирующие пружины 4.
- 170Гидрораспределитель соединен маслопроводами 11с гидроцилиндром
ГЦ, который установлен на несущей системе ( раме, кузове) автомобиля.
Поршень 10 гидроцилиндра через шток связан с поперечной рулевой тягой
9, соединенной с рычагом 8 поворотной цапфы управляемого колеса.
Поршень делит внутренний объем гидроцилиндра на две полости А и
В, которые соединены маслопроводами соответственно с камерами а и б
гидрораспределителя. Обе полости гидроцилиндра, все камеры
гидроусилителя и маслопроводы заполнены маслом (турбинное,
веретенное).
Работает гидроусилитель следующим образом.
При прямолинейном движении автомобиля золотник 1 под действием
центрирующих пружин 4 и давления масла в реактивных камерах виг
удерживается в нейтральном положении, при котором все три окна
гидрораспределителя открыты. Масло поступает от гидронасоса через
нагнетательный маслопровод 2 в камеры а и б гидрораспределителя, из них
по сливному маслопроводу 3 в бачок Б, а из него в гидронасос.
Давление масла, установившееся в камерах а и б, передается по
маслопроводам 11 в полости А и В гидроцилиндра. Давление в этих
полостях одинаково.
При повороте автомобиля усилие от рулевого механизма передается на
золотник. После преодаления сопротивления центрирующих пружин 4
усилие переместит золотник 1 из нейтрального положения на 1...2 мм в
одну или другую сторону в зависимости от направления поворота
автомобиля. Нагнетательный маслопровод через гидрораспределитель
соединяется с одной из полостей гидроцилиндра, а другая его полость
соединяется со сливным маслопроводом. Масло из гидронасоса по
нагнетательному маслопроводу 2 поступает в гидрораспределитель, затем
в гидроцилиндр и воздействует на поршень 10.
Перемещающийся поршень через тягу 9 и рычаг 8 повернет
управляемое колесо 5, а масло из гидроцилиндра по сливному
маслопроводу 3 поступит в бачок Б и из него в гидронасос.
Одновременно из-за наличия обратной связи через рычаг 7 и тягу 6
корпус гидрораспределителя переместится в ту же сторону, в которую был
смещен золотник. При этом давление масла в полостях А и В
гидроцилиндра уравновесится, и поворот управляемого колеса
прекратится.
Угол поворота управляемого колеса будет точно соответствовать углу
поворота рулевого колеса - в этом заключается следящее действие
гидроусилителя по перемещению.
Следовательно, гидроусилитель следит за поворотом рулевого колеса. И
если водитель останавливает рулевое колесо, то гидрораспределитель
обеспечивает за счет обратной связи фиксацию поршня цилиндра в
соответствующем положении. При этом дополнительная подача масла в
гидроцилиндр прекращается.
-171С помощью обратной связи также происходит выключение
гидроусилителя при возвращении рулевого колеса в нейтральное
положение, соответствующее прямолинейному движению автомобиля.
В рулевом управлении без гидроусилителя водитель чувствует дорогу
по прилагаемому к рулевому колесу усилию, возрастающему при
увеличении сопротивления повороту управляемых колес и наоборот.
При гидроусилителе водитель чувствует дорогу за счет следящего
действия гидроусилителя по силе - изменения прилагаемого усилия на
рулевом колесе. Для этого предназначены реактивные камеры в и г в
гидроусилителе, в каждой из из которых давление масла такое же, как в
камерах а и б.
При увеличении сопротивления повороту управляемых колес
автомобиля возрастает давление масла в одной из реактивных камер.
Давление передается на золотник и от него через рулевой механизм РМ на
рулевое колесо. При этом усилие для поворота рулевого колеса
увеличивается пропорционально сопротивлению поворота управляемых
колес. Таким образом, гидроусилитель следит за необходимым для
поворота управляемых колес усилием, чтобы водитель чувствовал дорогу,
т.е. на хорошей дороге ему было бы легко поворачивать, а на трудной для
поворота дороге несколько тяжелее.
Гидроусилители, применяемые на автомобилях, выполняются в
основном по следующим трем вариантам.
1. Рулевой механизм, гидрораспределитель и гидроцилиндр находятся
в агрегате, который называется гидрорулем. Конструкция гидроруля
сложная, но компактная, имеет малые длину маслопроводов и время
срабатывания.
2. Гидрораспределитель и гидроцилиндр расположены в одном
агрегате и установлены отдельно от рулевого механизма. Вариант
менее сложный, чем гидроруль, но имеет большие длину
маслопроводов и время срабатывания. Зато обеспечивается
возможность использования рулевого механизма любого типа.
3. Рулевой механизм, гидрораспределитель и гидроцилиндр размещены
раздельно. При таком варианте обеспечивается свободное
расположение элементов гидроусилителя на автомобиле и
применение рулевого механизма любого типа. Однако длина
маслопроводов и время срабатывания большие.
КОНСТРУКЦИИ РУЛЕВЫХ УПРАВЛЕНИЙ
На рис. 12.14 представлено рулевое управление легковых
автомобилей ВАЗ повышенной проходимости. Рулевое управление левое,
травмобезопасное, с передними управляемыми колесами, без усилителя.
- 172Травмобезопасность рулевого управления обеспечивается
конструкцией промежуточного вала рулевого колеса и
специальным креплением рулевого вала к кузову автомобиля.
Рис. 12.14. Рулевое управление легковых автомобилей ВАЗ
повышенной
проходимости:
а — общий вид; б — установка рулевого вала; 1 , 3 — тяги; 2 —
сошка; 4, 7 — рычаги; 5 — муфта; 6 — кулак; 8, 13 — кронштейны; 9
— картер; 10 — валы; // — колонка; 12 — рулевое колесо; 14 — палец;
15 — чехол; 16 — наконечник; 17 — вкладыш; 18 — пружина; 19 —
заглушка; 20 — подшипник; 21 —
труба; 22 — рулевой вал
Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого
привода.
На автомобилях применяются червячный рулевой механизм с
передаточным числом 16,4. Рулевой механизм включает в себя
рулевое колесо, рулевой вал, промежуточный вал рулевую пару
(червячную передачу). Состоящую из глобоидного червяка и
двухгребневого ролика.
Рулевое колесо 12 - двухспицевое, пластмассовое, со стальным
каркасом. Оно закреплено на шлицах верхнего конца рулевого вала
22, который установлен в трубе 21 кронштейна 13 в двух
шариковых подшипниках 20. Рулевой вал с рулевой колонкой 11 с
помощью кронштейна 13 крепится к кузову автомобиля. Крепление
кронштейна к кузову выполнено так, что при
- 173авариях рулевой вал 22 с рулевым колесом незначительно перемещается в
сторону водителя, чем обеспечивается его безопасность. Нижний конец
рулевого вала через шлицы соединяются с промежуточным валом 10,
размещенным в картере 9 и представляющим собой карданный вал с двумя
шарнирами.
Промежуточный вал также через шлицы соединен с валом 12 (рис.
12.15) червяка 11, уплотненным манжетой 13. Глобоидный червяк
установлен в отлитом из алюминиевого сплава картере 4 в двух
шариковых подшипниках 14, затяжка которых регулируется с помощью
прокладок 15, устанавливаемых под крышкой 16.
7
8
9 10 11
Рис. 12.15. Рулевой механизм легковых автомобилей ВАЗ повышенной
проходимости:
/ — сошка; 2, 13 — манжеты; 3 — втулка; 4 — картер; 5, 12 — валы; 6 —
ролик;
7 — винт; 8 — гайка; 9 — пробка; 1.0, 16 — крышки; 11 — червяк; 14, 18
—
подшипники; 15 — регулировочные прокладки; 17 — ось
Червяк находится в зацеплении с двухгребневым роликом 6, который
установлен в пазу головки вала 5 рулевой сошки на оси 17 на игольчатых
подшипниках 18. Вал рулевой сошки размещен в картере 4 в бронзовых
втулках 3 и уплотнен манжетой 2. Зацепление червяка и ролика регулируют
с помощью регулировочного винта 7, головка которого входит в паз вала 5
сошки. Регулировочный винт ввернут в крышку 10 с заливной пробкой 9 и
контрится гайкой 8. На шлицевом конце вала 5 установлена рулевая сошка
1, которая закреплена с помощью гайки. Картер рулевого механизма
крепится болтами к левому лонжерону пола кузова. В него заливают
трансмиссионное масло в количестве 0,215 литра.
- 174Рулевой привод передает усилие от рулевого механизма к управляемым
колесам. Рулевой привод обеспечивает правильный поворот управляемых
колес автомобиля.
Рулевой привод (см.рис. 12.14) состоит из рулевой сошки,
маятникового рычага, боковых и средних рулевых тяг с шарнирами и
рычагов поворотных кулаков. На автомобиле применяется рулевой привод
с разрезной трапецией. Рулевая трапеция обеспечивает поворот
управляемых колес автомобиля на разные углы (внутреннее колесо на
больший угол, чем наружное колесо). Трапеция расположена сзади оси
передних колес. Рулевая трапеция состоит из трех поперечных рулевых тяг
1 и 3 и двух рычагов 7, шарнирно соединенных между собой. Средняя
рулевая тяга 3 рулевой трапеции выполнена сплошной. Одним концом она
соединена с рулевой сошкой 2, а другим - с маятниковым рычагом 4,
который закреплен неподвижно на оси. Ось установлена в двух
пластмассовых втулках в кронштейне 8, прикрепленном к правому
лонжерону пола кузова. Боковая рулевая тяга 1 состоит из двух
наконечников, соединенных между собой регулировочной муфтой 5,
фиксируемой на наконечниках хомутами. Это позволяет изменить длину
боковых рулевых тяг рулевой трапеции при регулировке схождения
передних управляемых колес автомобиля. Соединение средней и боковых
рулевых тяг с сошкой и маятниковым рычагом, а также боковых тяг с
рычагами 7 поворотных кулаков 6 выполнено с помощью шаровых
шарниров.
Шаровые шарниры обеспечивают возможность относительного
перемещения деталей рулевого привода в горизонтальной и вертикальной
плоскостях при одновременной надежной передаче усилий между ними.
Шарниры размещаются в наконечниках 16 рулевых тяг. Палец 14
сферической головкой опирается на конусный пластмассовый вкладыш 17,
который поджимается пружиной 18, устраняющей зазор в шарнире при
изнашивании в процессе эксплуатации. Шаровый шарнир с одного конца
закрыт заглушкой 19, а с другого - защищен резиновым чехлом 15. Палец
шарнира своей конусной частью жестко крепится в детали рулевого
привода, к которой присоединяется рулевая тяга. Шаровые шарниры при
сборе заполняются специальной смазкой и в процессе эксплуатации в
дополнительной смазке не нуждаются.
Рулевое управление легковых автомобилей ВАЗ с передним приводом
показано на рис. 12.16.
Рулевое управление левое, травмобезопасное, без усилителя.
Травмобезопасность рулевого управления обеспечивается специальным
гасящим (демпфирующим) устройством, через которое рулевое колесо
крепится к рулевому валу.
На автомобилях применяется реечный рулевой механизм с
передаточным числом 20,4. В рулевой механизм входят рулевое колесо,
рулевой вал и рулевая пара (реечная), состоящая из шестерни и зубчатой
рейки.
-175Рулевое колесо 23 через гасящее (демпфирующее)
устройство 22, обеспечивающее травмобезопасность рулевого
колеса, установлено на
Рис. 12.16. Рулевое управление легковых автомобилей ВАЗ с передним
приводом:
/ — рычаг; 2 — шарнир; 3, 5 — тяги; 4, 34 — гайки; 6 —
палец; 7, 13 — чехлы; 8 — вкладыш; 9, 33 — пружины; 10, 20
— болты; 11 — скоба; 12 — опора; 14, 15 — пластины; 16, 17
— втулки; 18 — рейка; 19 — картер; 21 — муфта; 22 —
гасящее устройство; 23 — рулевое колесо; 24, 29, 31 —
подшипники; 25 — вал; 26 — колонка; 27 — кронштейн; 28 —
колпак; 30 — шестерня; 32 — упор
Шлицах верхнего конца рулевого вала 25, который опирается на
радиальный шариковый подшипник 24, установленный в трубе
кронштейна 27. Рулевой вал вместе с рулевой колонкой 26,
состоящей из двух частей, с помощью кронштейна 27 крепится к
кузову автомобиля.
- 176Нижний конец рулевого вала через эластичную муфту 21 со стяжным
болтом 20 соединен со шлицевым хвостовиком приводной шестерни 30,
которая установлена в алюминиевом картере 19 рулевого механизма на
роликовом 29 и шариковом 31 подшипниках. Шестерня находится в
зацеплении с зубчатой рейкой 18, прижимаемой к шестерне через упор 32
пружиной 33, поджимаемой гайкой 34. Это обеспечивает беззазорное
зацепление приводной шестерни и зубчатой рейки по всему их ходу. Рейка
одним концом опирается на упор 32, а другим концом устанавливается в
разрезной пластмассовой втулке 17, которая фиксируется в картере
рулевого механизма специальными выступами и уплотняется резиновыми
кольцами. Ход рейки ограничивается в одну сторону специальным концом,
напрессованным на нее, а в другую сторону - втулкой 16
резинометаллического шарнира левой рулевой тяги 3, которые упираются в
картер рулевого механизма. На картер с одной стороны установлен
защитный колпак 28, а с другой - напрессована труба с продольным пазом,
закрытая защитным гофрированным чехлом 13, который закреплен двумя
пластмассовыми хомутами. Через паз трубы и отверстия в защитном чехле
проходят два болта 10, которые крепят рулевые тяги 3 к зубчатой рейке 18
через резинометаллические шарниры. Болты соединены между собой
пластиной 14 и фиксируются стопорной пластиной 15. Картер 19 рулевого
механизма крепится к передней панели кузова автомобиля при помощи
двух скоб 11 через резиновые опоры 12. Между картером и панелью кузова
также установлена вибропоглощающая резиновая опора. Картер рулевого
механизма заполнен консистентной смазкой.
Рулевой привод состоит из двух тяг 3 и поворотных рычагов 1
телескопических стоек передней подвески. Рулевой привод выполнен с
разрезной рулевой трапецией, расположенной сзади оси передних колес.
Рулевые тяги изготовлены составными. Каждая тяга состоит из двух
наконечников , соединенных между собой регулировочной трубчатой
тягой 5, фиксируемой на наконечниках гайкой 4. Такое соединение
рулевых тяг позволяет изменять их длину при регулировке схождения
передних управляемых колес. Рулевые тяги соединяются с поворотными
рычагами телескопических стоек с помощью шаровых шарниров 2,
которые размещаются в наружных наконечниках рулевых тяг. Шаровой
шарнир состоит из шарового пальца 6, пластмассового вкладыша 8 и
пружины 9. Он защищен резиновым чехлом 7. Шарнир смазывают при
сборке, при эксплуатации смазывание не требуется. Палец шарового
шарнира конусной частью жестко закреплен в поворотном рычаге 1,
приваренном к телескопической стойке передней подвески.
Работа рулевого управления осуществляется следующим образом. При
повороте рулевого колеса 23 вместе с ним поворачивается рулевой вал 25,
который через эластичную муфту 21 вращает приводную шестерню 30
рулевого механизма. Приводная шестерня перемещает зубчатую рейку 18,
которая через рулевые тяги 3 и поворотные рычаги 1 поворачивают
телеско-
- 177пические стойки, связанные с поворотными кулаками передних
колес автомобиля. В результате управляемые колеса поворачиваются.
На рис. 12.17 представлено рулевое управление грузовых автомобилей
ГАЗ повышенной проходимости. Рулевое управление с передними
управляемыми колесами и усилителем. Оно состоит из рулевого
механизма, рулевого привода и гидроусилителя.
Рулевой механизм червячный, выполнен в виде глобоидного червяка и
трехгребневого ролика, передаточное число механизма - 20,5.
Червяк 14 напрессован на нижний рулевой вал 13 и установлен в
чугунном картере 15 на конических роликовых подшипниках,
регулируемых прокладками 16, которые размещены под нижней крышкой
картера. Червяк находится в зацеплении с трехгребневым роликом 17,
который установлен на игольчатых подшипниках на оси, закрепленной в
пазу 21 сошки. Зацепление червяка и ролика регулируется винтом 19,
закрытым колпачковой гайкой 18. Вал сошки установлен в картере на
бронзовой втулке и роликовом подшипнике, расположенном в боковой
крышке 20 картера.
Нижний рулевой вал через промежуточный вал 12 и два карданных
шарнира соединен с верхним рулевым валом 10, который установлен на
двух
шариковых подшипниках в рулевой колонке 11. На верхнем рулевом вале
закреплено рулевое колесо. Рулевая колонка соединена с кабиной водителя
при помощи шарнирных рычагов 5, которое при составном рулевом вале с
карданными шарнирами позволяют откидывать кабину автомобиля без
нарушения соединений деталей рулевого управления. Рулевой механизм
смазывается маслом, заливаемым в картер через резьбовое отверстие с
пробкой. Герметичность картера обеспечивается манжетами вала сошки и
верхней крышки картера.
т
Рис. 12.17. Рулевое управление грузовых автомобилей ГАЗ повышенной
проходимости:
а — схема; б — рулевой механизм; в — гидрораспределитель; 1,8 — тяги; 2
— гидрораспределитель; 3 — сошка; 4 — гидронасос; 5, 6, 9 — рычаги;
7— гидроцилиндр; 10, 12, 13, 21 — валы; 11 — колонка; 14 — червяк; 15
— картер; 16 — прокладки; 77— ролик; 18, 25 — гайки; 19 — винт; 20 —
крышка; 22 — корпус; 23 — болт; 24 — золотник; 26 — сухари; 27 —
стакан; 28 — пружина; 29 —
ограничитель; 30 — палец
Рулевой привод - с задней неразрезной трапецией. Рулевая сошка 3,
установленная на шлицах вала 21, связана с продольной рулевой тягой 1.
Тяга присоединена к поворотному рычагу 9 левого переднего колеса,
которое через рычаги 6 поворотных цапф и поперечную рулевую тягу 8
соединено с правым колесом. Тяги и рычаги рулевого привода
соединяются между собой при помощи шарниров. Схождение передних
управляемых колес регулируется изменением длины поперечной рулевой
тяги, на резьбовые концы которой навернуты разрезные наконечники,
закрепленные стяжными болтами.
Усилитель рулевого управления - гидравлический, состоит из
лопастного
- 179-
Рулевой механизм, гидроусилитель и гидроцилиндр находятся отдельно
друг от друга.
Гидронасос установлен на двигателе и приводится в действие от
коленчатого вала ременной передачей.
Гидрораспределитель прикреплен к наконечнику продольной рулевой
тяги. В его корпусе 22 размещен золотник 24, соединенный болтом 23 с
гайкой 25, которая завернута в стакан 27, свободно установленный в
наконечнике продольной рулевой тяги. В стакане между сухарями 26,
пружиной 28 и ограничителем 29 установлен шаровой палец 30 рулевой
сошки. Герметичность золотника в корпусе обеспечивается резиновыми
манжетами с опорными шайбами. Золотник может перемещаться
относительно корпуса на 1,5 мм в обе стороны от среднего положения.
При повороте рулевого колеса перемещение производится рулевой сошкой
через стакан 27. При этом золотник соединяет нагнетательный
маслопровод с одной из полостей гидроцилиндра, а другую его полость со сливным маслопроводом. В результате облегчается поворот
управляемых колес автомобиля.
Гидроцилиндр 7 шарнирно связан с картером переднего моста
автомобиля. Он состоит из корпуса с головкой и поршня со штоком.
Поршень в корпусе уплотнен чугунными кольцами, а шток в головке манжетами. Шток поршня при помощи резиновых подушек соединен с
поперечной рулевой тягой 8
Действие гидроусилителя при повороте автомобиля аналогично
рассмотренному ранее (см.рис. 12.13).
На рис. 12.18 показано рулевое управление грузовых автомобилей
КамаЗ. Рулевое управление левое, с передними управляемыми колесами, с
усилителем. Оно состоит из рулевого механизма, рулевого привода и
гидроусилителя.
Рулевой механизм винтореечный и выполнен в виде винта, шариковой
гайки, поршня-рейки и сектора. Передаточное число рулевого механизма
равно 20. Рулевой привод - с задней неразрезной трапецией.
Гидроусилитель - интегрального типа (гидроруль), представляет собой
один агрегат, объединяющий рулевой механизм, гидрораспределитель,
гидроцилиндр и угловой редуктор.
Рулевое колесо 5 закреплено на рулевом валу 4, который установлен на
двух шариковых подшипниках в рулевой колонке 3, прикрепленной
внутри кабины автомобиля. Рулевой вал 4 через карданный вал 2 с двумя
карданными шарнирами и подвижным шлицевым соединением связан с
ведущей конической шестерней 13 углового редуктора, передаточное
число которого равно единице. Ведомая шестерня 20 углового редуктора
установлена на шлицах винта 18 рулевого механизма. Обе шестерни
вращаются в двух шариковых подшипниках, каждая в корпусе 19
редуктора, прикрепленного к горизонтально расположенному рулевому
механизму 7, передающему усилие на рулевую сошку. Сошка 8 через
продольную рулевую
Рис. 12.18. Рулевое управление грузовых автомобилей КамАЗ:
а — рулевой механизм; б — гидроусилитель; в — схема работы гидроусилителя;
/ — радиатор; 2, 4 — валы; 3 — колонка; 5 — рулевое колесо; 6 — насос; 7 —
рулевой механизм; 8 — сошка; 9 — золотник; 10, 12— плунжеры; // — пружина;
13, 20— шестерни; 14— сектор; 15— картер; 16— поршень-рейка; 17 — гайка;
18— винт; 19, 22— корпуса; 21, 23— подшипники; 24, 27 — маслопроводы; 25,
26, 33, 34 — клапаны; 28 — бачок; 29, 30 — фильтры; 31 — статор; 32 —ротор
-181соединена с поворотным рычагом левого управляемого колеса, которое
через поперечную рулевую тягу и рычаги поворотных цапф связано с
правым управляемым колесом. Продольная рулевая тяга выполнена
сплошной. В ее головках расположены шарниры с шаровыми пальцами
для крепления. Поперечная рулевая тяга изготовлена трубчатой и имеет на
концах резьбу для установки наконечников с шаровыми шарнирами для
связи с рычагами поворотных цапф. Поворотом поперечной тяги в
наконечниках регулируется схождение передних управляемых колес
автомобиля.
Гидроусилитель собран в одном агрегате с угловым редуктором и
рулевым механизмом, картер которого одновременно является и
гидроцилиндром. В картере 15 находится поршень-рейка 16,
зацепляющийся с зубчатым сектором 14, изготовленным вместе с валом
рулевой сошки. Зазор в зацеплении регулируется специальным винтом
осевого смещения вала сошки. В поршне-рейке закреплена шариковая
гайка 17, связанная через шарики с винтом рулевого механизма. Крайние
канавки шариковой гайки соединены трубкой, и шарики циркулируют по
замкнутому контуру. На конце винта рулевого механизма между двумя
упорными шариковыми подшипниками 21 и 23 установлен золотник 9
гидрораспределителя. Золотник вместе с подшипниками имеет
возможность перемещаться в осевом направлении на 1,0... 1,2 мм в обе
стороны от нейтрального положения. В нейтральном положении золотник
удерживается центрирующими пружинами 11, которые воздействуют на
упорные шариковые подшипники через плунжеры 10 и 12. К корпусу
золотника снаружи присоединены шланги нагнетательного и сливного
маслопроводов от насоса 6 гидроусилителя. Внутри корпуса размещен
шариковый обратный клапан, соединяющий при отказе гидросистемы
рулевого управления нагнетательную и сливную масломагистрали и
обеспечивающий таким образом возможность управления автомобилем без
гидроусилителя. В корпусе золотника установлен предохранительный
клапан рулевого механизма, который соединяет нагнетательную и сливную
магистрали при давлении в гидросистеме рулевого управления,
превышающем 7,5...8,0 МПа. Этот клапан предохраняет деталм рулевого
механизма от перегрузки, а гидронасос - от перегрева.
Насос 6 гидроусилителя лопастного типа и приводится в действие от
коленчатого вала двигателя шестеренчатой передачей. На валу насоса,
вращающемся в подшипниках, установлен ротор 32, в пазах которого
находятся подвижные лопасти. Ротор размещен внутри статора 31.
В крышке насоса размещены распределительный диск, перепускной
клапан 26 и предохранительный клапан 25 насоса. Перепускной клапан
ограничивает подачу масла в гидроусилитель при достижении
определенной производительности насоса. Предохранительный клапан
находится внутри перепускного клапана, является резервным в
гидросистеме рулевого управления и срабатывает при давлении масла
8,5...(.) МПа. При открытии
-182перепускного и предохранительного клапанов часть масла из полости
крышки поступает в бачок насоса. Бачок 28 прикреплен к корпусу и
крышке насоса. Он имеет два фильтра 29 и 30 для очистки масла и
предохранительный клапан (сапун) для связи с окружающей средой. При
работе насоса лопасти в роторе под действием центробежных сил и
давления масла прижимаются к статору. Масло из корпуса насоса через
распределительный диск поступает в полость нагнетания и далее через
нагнетательный маслопровод 24 в гидроусилитель.
При прямолинейном движении автомобиля золотник находится в
корпусе в нейтральном положении. Поступившее в корпус из насоса масло
проходит через золотник, гидроусилитель и направляется в масляный
радиатор 1 гидроусилителя. В радиаторе, представляющем собой
алюминиевую оребренную трубку и находящемся перед радиатором
системы охлаждения двигателя, масло охлаждается и поступает в бачок
насоса через сливной маслопровод 27.
При повороте рулевого колеса из-за сопротивления повороту со
стороны дороги поршень-рейка 16 гидроусилителя остается неподвижным,
а винт 18 с золотником 9 смещается 1,0... 1,2 мм. При этом в зависимости
от направления поворота золотник сообщает одну полость гидроцилиндра
с нагнетательной магистралью, а другую полость - со сливной
магистралью. В этом случае масло перемещает поршень-рейку, 16 который
поворачивает зубчатый сектор 14, связанный с рулевой сошкой 8, и
помогает водителю повернуть управляемые колеса автомобиля. В камерах
между плунжерами 10 и 12 давление масла становится тем больше, чем
больше сопротивление дороги повороту управляемых колес. Поэтому для
смещения золотника при большом давлении масла необходимо большее
усилие водителя, что позволяет ему чувствовать дорогу.
Рулевое управление грузовых автомобилей МАЗ представлено на рис.
12.19. Рулевое управление - левое, с передними управляемыми колесами и
с усилителем. Рулевой механизм-винтореечный и выполнен в виде винта,
шариковой гайки-ручки сектора. Передаточное число рулевого механизма
23. Рулевой привод - с задней неразрезной трапецией. Усилитель
гидравлический. Гидрораспределитель и гидроцилиндр объединены в
одном блоке отдельно от рулевого механизма.
Рулевое колесо 13 установлено на полом телескопическом рулевом валу
10, находящемся в подшипниках в рулевой колонке 12, которая закреплена
шарнирно на кронштейне 11 в кабине автомобиля. Шарнирное крепление
рулевой колонки позволяет откидывать кабину автомобиля. Рулевой вал
при помощи карданного шарнира 9 соединен с винтом 8 рулевого
механизма. Винт установлен в чугунном литом картере 7 на двух
сферических роликовых подшипника., затяжку которых регулируется
гайкой 23, ввернутой в крышку 22 картера. Винт связан с гайкой - рейкой
20 через два ряда шариков, циркулирующих по замкнутому контуру. Гайка
рейка находится в постоянном зацеплении с зубчатым сектором 21 вала 6
рулевой
- 183 —
Сошки 5. Регулировка зацепления производится путем осевого смещения
зубчатого сектора специальным винтом, связанным с валом сошки.
Рулевая сошка соединена с корпусом 3 шаровых шарниров, который
связан с гидроусилителем. С корпусом шаровых шарниров также соединен
передний конец продольной рулевой тяги 2. Задний конец продольной
рулевой тяги связан с поворотным рычагом 17 поворотной цапфы 18
левого управляемого колеса, которая через рычаги 16 и 14 и поперечную
рулевую тягу 15 соединена с поворотной цапфой правого колеса.
Регулировка схождения передних колес производится изменением длины
поперечной рулевой тяги при повороте ее в наконечниках.
Гидроусилитель представляет собой единый блок, в котором
гидрораспределитель 4 закреплен на корпусе 3 шаровых шарниров,
связанный с гидроцилиндром 1 резьбовым соединителем. Шаровой палец
26 рулевой сошки находится в стакане 25, в котором закреплен золотник
24 гидрораспределителя. Стакан вместе с пальцем сошки и золотником
может перемещаться в осевом направлении. Золотник удерживается в
нейтральном положении под действием давления масла в реактивных
камерах 31, расположенных с обоих торцов золотника в корпусе
гидрораспределителя. К корпусу присоединены нагнетательный и сливной
маслопроводы от шестеренчатого насоса гидроусилителя. Насос
приводится в действие клиноременной передачей от коленчатого вала
двигателя. К корпусу также присоединены две трубки 28 от
гидроцилиндра. В корпусе установлен обратный клапан 33,
обеспечивающий работу рулевого управления при неработающем
гидроусилителе.
В гидроцилиндре 1 находится поршень 30 со штоком 29, который
соединен с рамой автомобиля резинометаллическим шарниром 32.
Выступающий из цилиндра конец штока закрыт резиновым
гофрированным чехлом, защищающим от пыли, грязи и влаги.
При прямолинейном движении автомобиля золотник 24 находится в
нейтральном положении и нагнетательный маслопровод соединен со
сливным маслопроводом. Гидроусилитель не работает, а масло
циркулирует от насоса к гидрораспределителю и от него к насосу.
При повороте автомобиля рулевая сошка 5 через шаровый палец 26 и
стакан 25 перемещает золотник 24 из нейтрального положения. При этом
одна
полость
гидроцилиндра
соединяется
с
нагнетательным
маслопроводом, а другая полость - со сливным маслопроводом. Давлением
масла гидроцилиндр 1 перемещается относительно поршня 30 со штоком
29, которые остаются неподвижными. Вместе с гидроцилиндром через
шаровый палец 27 перемещается продольная рулевая тяга 2 и связанные с
ней детали рулевого привода. В результате происходит поворот передних
управляемых колес автомобиля.
3124
25 26
33
5
27
30
2
1
32
29
г
Рис. 12.19. Рулевое управление грузовых автомобилей МАЗ:
а — общий вид; б — рулевой механизм; в — гидроусилитель; г — схема работы
гидроусилителя; / — гидроцилиндр; 2, 15— тяги; 3 — корпус; 4 — гидрораспределитель; 5— сошка; 6, 10— валы; 7— картер; 8—вмят; 9, 32— шарниры; // —
кронштейн; 12 — колонка; 13 — рулевое колесо; 14, 16, 17 — рычаги; 18 — цапфа;
19 — кольцо; 20 — гайка-рейка; 21 — сектор; 22 — крышка; 23 — гайка; 24 —
золотник; 25 — стакан; 26, 27 — пальцы; 28 — трубка; 29 — шток; 30 —
поршень; 57— камера; 33— клапан
-185Контрольные вопросы
1.Что представляет собой рулевое управление, его назначение.
2.Какие требования предъявляются к рулевому управлению.
3.Какими параметрами оценивается рулевое управление.
4.Укажите назначение и типы рулевых механизмов. Какие требования предъявляются к рулевым
механизмам.
5.Укажите назначение и типы рулевых приводов. Какие требования предъявляются к рулевым
приводам.
6.Что представляет собой гидроусилитель и для чего он предназначен.
7.Что такое кинематическое и силовое следящее устройство действие гидроусилителя.Почему
водитель чувствует дорогу при гидроусилителе.
8.Что представляет собой безопасное рулевое управление.
9Какие эксплуатационные свойства автомобиля зависят от рулевого управления и его
технического состояния.
- 186-
КОНСТРУКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Наряду с бесспорными достоинствами автомобилизации появляется
тенденция к увеличению человеческих и материальных потерь вследствие
аварий, связанных с транспортными средствами. Автомобиль представляет
собой потенциальный источник повышенной опасности для людей, которая
резко возросла в последние годы в результате роста мощностей двигателей и
скорости движения. В связи с этим возрастают требования к конструктивной
безопасности транспортных средств.
-187вероятность ДТП, а в случае его возникновения - исключение травм
водителя, пассажиров и снижение их последствий.
Конструктивная безопасность транспортного средства включает в себя
активную, пассивную, послеаварийную и экологическую безопасность
транспортного средства (рис. 9.5).
Активная безопасность транспортных средств.
Активная безопасность - свойства транспортного средства
предотвращать ДТП и снижать его возникновения. Активная безопасность
проявляется в период, соответствующий начальной фазе ДТП, когда водитель
в состоянии изменить характер движения транспортного средства.
Активная
безопасность
определяет
комплекс
конструктивных
мероприятий, таких как обеспечение хорошей управляемости и устойчивости
автомобиля, эффективного и стабильного замедления его при резком
торможении, наличие хороших динамических качеств, долговечности узлов и
деталей, эргономических качеств рабочего места водителя и мест пассажиров
(хорошая обзорность с места водителя, вентиляция, уровень вибрации и
шума) и т.д.
Тягово-скоростные свойства. Для транспортных средств тяговоскоростные свойства определяются параметрами двигателя и трансмиссии,
массой и расположением центра тяжести, аэродинамическими качествами и
характеризуется следующими показателями:
= максимальную скорость движения по прямому горизонтальному участку
дороги с твердым покрытием в сухом состоянии; = время достижения
заданной скорости движения; = скоростная характеристика разгона на каждой
из передач; = максимальный подъем, преодолеваемый при движении с
постоянной скоростью на низкой передаче; = длина пути движения по
инерции до полной остановки.
Тягово-скоростные свойства оказывают решающее влияние на такой
сложный и опасный маневр, как обгон. Заложенные в конструкции
автомобилей большие динамические возможности, с одной стороны,
противоречат требованиям ПДД о допустимых максимальных скоростях 60 и
90 км\час в населенных пунктах и вне их, с другой-обеспечивают
эффективное маневрирование автомобиля с улучшенной динамикой и
позволяют предотвратить случаи возникновения ДТП на дороге.
Совершенствования конструкции автомобиля с целью улучшения его
тяговой динамики возможны путем уменьшения массы автомобиля за счет
применения легких сплавов и пластмасс, повышения удельной мощности на 1
литр рабочего объема двигателя, уменьшения габаритных размеров,
повышения качества обработки деталей трансмиссии и подбором надлежащих
сортов масел.
Для улучшения аэродинамических характеристик автомобилей выступаю-
- 188щие части делают минимальных размеров, придают автомобилю более
совершенную форму.
Тормозные свойства. Необходимая эффективность тормозных систем
транспортных средств обеспечивается следующими требованиями: =
минимальная длина тормозного пути; = наименьшее время срабатывания
тормозной системы; = одновременное начало торможения колес по мостам
автомобиля; = высокая эффективность торможения во всех условиях
эксплуатации и при разных нагрузках (в пределах допустимой);
= сохранение устойчивости и управляемости транспортного средства при
экстренном торможении;
= сохранение эффективности тормозной системы во влажном или нагретом
состоянии;
= высокая надежность, эффективность действия тормозной системы должна
быть постоянной в течении всего срока службы, а вероятность отказа минимальной;
= необходимость интенсивность торможения при незначительных усилиях на
педали тормоза.
Различают служебное и экстренное торможение.
Служебным называют торможение, заранее предусмотренное водителем
с целью планируемой остановки или снижение скорости. В таких случаях
торможение производится плавно, торможению содействуют сопротивление
деформации пневматических колес, инерция вращающихся масс автомобиля,
в том числе возможно использование сопротивления, создаваемого
двигателем.
Экстренное
торможение выполняется с целью остановки
транспортного средства для предотвращения наезда на неожиданно
появившееся препятствие. Экстренное торможение характеризуют
остановочным и тормозным путем.
Остановочный путь - расстояние, которое проходит транспортное
средство с момента обнаружения водителем опасности до момента полной
- 189-
Правила дорожного движения регламентируют тормозной путь и
максимальное замедление автомобиля (для легковых автомобилей
максимальное замедление равно 6,8 м\сек'? , тормозной путь равен 12,2 м при
скорости 40 км\час и 38 м- при скорости 80 км\час).
Согласно международным и отечественным требованиям в конструкции
автомобиля должны быть предусмотрены рабочая, запасная, стояночная и
вспомогательные тормозные системы. Рабочая тормозная система является
основной и предназначена для регулирования скорости автомобиля в любых
условиях движения. Запасная тормозная система используется в случае отказа
рабочей системы, а стояночная удерживает неподвижный автомобиль на
месте. Вспомогательная тормозная система нужна для поддержания скорости
движения автомобиля постоянной в течении длительного времени. Часто на
автомобилях в качестве запасной тормозной системы используют один из
контуров рабочих тормозов, а во вспомогательной -двигатель. Для
безопасности автомобиля наибольшее значение имеет рабочая тормозная
система.
Для обеспечения безопасности автомобиля тормозная система должна
удовлетворять следующим требованиям:
= время срабатывания тормозной системы должно быть минимальным, а
замедление автомобиля- максимальным при всех условиях эксплуатации; =
тормозные силы на колесах должны нарастать плавно;
= работа тормозной системы не должна вызывать потери устойчивости
автомобиля;
= усилия, необходимые для приведения тормозной системы в действие и
перемещения рабочих органов управления (педали, рычаги), не должны
превышать физических возможностей водителя.
Для улучшения тормозных свойств и активной безопасности автомобиля
применяют регуляторы, обеспечивающие более полное использование
сцепления с дорогой каждым колесом. Это достигается перераспределением
- 190тормозных усилий на колесах за счет изменения усилий в тормозных
механизмах в зависимости от скольжения колес.
Для уменьшения времени срабатывания и увеличения тормозного момента
на автомобилях применяют усилители тормозов, автоматическую
регулировку зазоров между накладками и барабаном (в дисковых тормозах), а
также антиблокировочные системы, позволяющие увеличить тормозную силу
на колесах за счет предотвращения полной блокировки колес при
торможении. В большинстве легковых автомобилей в настоящее время
применяют передние дисковые и задние барабанные тормоза в силу большей
эффективности дисковых тормозов и увеличения опорных реакций на
передних колесах при торможении.
Надежность шин является важным элементом активной безопасности.
Основным требованием к использованию шин является остаточная высота
рисунка протектора, которая должна быть не менее: = 1,6 мм для легковых
автомобилей; = 1,0 мм для грузовых автомобилей; = 2,0 мм для автобусов.
Для прицепов и полуприцепов нормы остаточной высоты рисунка
протектора шин устанавливают аналогично нормам шин тягачей.
Безопасность автомобиля достигается также информированностью
водителя о состоянии тормозной системы автомобиля. На панели приборов в
поле зрения водителя располагают сигнальные устройства, информирующие
о состоянии тормозной системы. Примером может служить контрольная
лампа уровня тормозной жидкости. На контрольную лампу могут быть
выведены также сигналы от индикаторов износа тормозных накладок.
Сигнальное устройство (световое и (или) звуковое) информирует водителя о
неисправности тормозов и способствует предотвращению ДТП.
Устойчивость. Способность сохранять движение по заданной
траектории, противодействуя силам, вызывающим скольжение или
опрокидывание, называется устойчивостью транспортного средства.
Критерием оценки продольной устойчивости служит максимальный
уклон подъема, преодалеваемый с постоянной скоростью без
пробуксовывания ведущих.
Критический угол подъема зависит от вида транспортного средства и
значения коэффициента сцепления , например для автопоездов при f =0,3
критический угол подъема не превышает 4...6°.
Критериями поперечной устойчивости являются максимально
возможные скорости движения по окружности и углы поперечного уклона
дороги (косогора). Поперечная устойчивость оценивается: = критической
скоростью движения на кривой в плане, соответствующей началу заноса или
скольжения транспортного средства; = критической скоростью движения на
кривой в плане, соответствующей
-191началу опрокидывания;
= критическим углом косогора, при котором возникает поперечное
скольжение транспортного средства;
= критическим углом косогора, соответствующим началу опрокидывания
транспортного средства.
Критическое значение угла косогора по условиям опрокидывания
транспортного средства составляет для легковых автомобилей 40...50° , для
грузовых -30...40° , для автобусов - 25...30" .
Потеря устойчивости автомобилем может быть вызвана неправильными
режимами управления (торможение, разгон, резкий поворот рулевого колеса),
а также неправильным выбором скорости движения (без учета состояния
дорожного покрытия и влияния окружающей среды).
Конструктивно улучшить устойчивость автомобиля можно путем
оптимального
выбора
геометрии
подвески
колес,
применением
широкопрофильных шин, равномерным распределением массы автомобиля
по осям.
Применение передних ведущих колес также позволяет повысить
устойчивость автомобиля.
Для примера рассмотрим поведение переднеприводного автомобиля при
заносе ведущей оси. Очевидно, что ось автомобиля, нагруженная тяговым
усилием, проявляет склонность к заносу больше, чем ненагруженная.
- 192-
Поведение заднеприводного автомобиля при заносе ведущей оси
принципиально отличается от рассмотренного выше.
Если под действием поперечного возмущения задняя ось автомобиля
смещается влево со скоростью Vх (рис.9.6,6), ее скорость V2 будет также
равна сумме векторов Vx+Vy и автомобиль начнет поворачиваться по часовой
стрелке вокруг мгновенного полюса поворота О2 . Однако в этом случае
возникающая центробежная сила С - С* + Сy «помогает» заносу, так как
составляющая Су создает вращающий момент относительно мгновенного
полюса поворота О2 , направленный по часовой стрелке, т.е. в направлении
вращения автомобиля, что ухудшает его курсовую устойчивость
- 193 по сравнению с переднеприводным автомобилем.
Управляемость. Способность изменять направление движения в
соответствии с воздействием водителя на рулевое управление при
наименьших затратах механической и физической энергии называется
управляемостью транспортного средства. Управляемость транспортного
средства подразумевает выполнение следующих требований: = качение
управляемых колес при криволинейном движении должно происходить без
бокового скольжения;
= углы поворотов управляемых колес должны иметь необходимое
соотношение;
= должна быть обеспечена стабилизация управляемых колес; = должны быть
исключены произвольные колебания управляемых колес; = углы увода
передней и задней осей должны иметь определенное соотношение.
Один из наиболее важных
компонентов управляемости
чувствительность автомобиля к повороту руля, которая характеризует
степень изменения траектории движения автомобиля при определенном
повороте руля и зависит от передаточного отношения рулевого управления,
кинематики и жесткости подвески, колес, параметров шин.
На управляемость автомобиля прежде всего влияет техническое состояние
ходовой части и органов управления.
С точки зрения компоновочной схемы предпочтительным являются
переднеприводные автомобили, однако на скользкой дороге большая
устойчивость характерна для заднеприводных автомобилей.
Информативность. Важную роль в обеспечении активной безопасности
играет информативность транспортного средства как свойства
транспортного средства, позволяющее обеспечивать участников движения
необходимой информацией. Различают внешнюю и внутреннюю
информативность.
Внешняя информативность - обеспечение водителя внешней
информацией (пространственное положение и состояние в поле зрения
водителя, транспортные ситуации в потоке), обеспечение информацией
других участников дорожного движения об изменениях траектории и
скорости движения транспортного средства, его габаритах и т.д. Внешняя
информативность определяется системой освещения, световой и звуковой
сигнальными системами (активная информативность), обзорностью (условия
видимости из кабины), формой, размерами и окраской кузова, наличием
катафотирующих
(светоотражающих)
устройств
(пассивная
информативность).
Внутренняя информативность - обеспечение водителя информацией о
- 194состоянии транспортного средства.
Обязательным элементом автономной системы освещения транспортных
средств являются головные фары, обеспечивающие дальнее и ближнее
освещение. Минимальный комплект приборов световой сигнализации
современных транспортных средств включает в себя: = сигнал торможения; =
габаритные огни (передние и задние); = указатели поворотов (передние и
задние); = фонарь освещения номерного знака; = знак автопоезда.
Дополнительно на транспортном средстве могут устанавливаться
широкоугольные противотуманные фары, фары-прожекторы, фары заднего
хода.
Основные параметры приборов внешней световой сигнализации (цвет,
размеры, сила света, режим работы), их число и расположение, углы
видимости регламентируются стандартами, в которых определены требования
к обеспечению надежного восприятия передаваемой информации, ослепления
и дискомфортности зрительного восприятия.
Существуют исследования влияния на БДД окраски автомобиля, которая
должна обеспечивать световой и цветовой контраст с дорожным покрытием.
Цвета с большим коэффициентом отражения (яркие), а также многоцветовая
гамма при кратковременном наблюдении возбуждающе действует на
водителя, что способствует выделению автомобиля в транспортном потоке.
При длительном наблюдении такие цвета оказывают резко утомляющее
действие. Поэтому красный и желтый цвета и их оттенки следует применять
для окраски небольших по размеру автомобилей. Грузовые автомобили,
автобусы необходимо окрашивать в так называемые холодные цвете
(зеленый, голубой, синий и их оттенки). Это снимает напряжение зрения и
уменьшает утомляемость водителей встречных автомобилей.
Большое значение для БДД имеет обзорность с места водителя.
Обзорность определяется размерами окон, расположением водителя (т.е.
высотой положения глаз водителя относительно поверхности дороги),
расположением стоек кабины, формой и высотой капота, расположением и
размерами стеклоочистителей, устройств обдува и обогрева ветрового стекла,
числом и размерами зеркал заднего вида.
Рабочее место водителя. Рациональная организация рабочего места
водителя имеет большое значение для БДД, повышения производительности
труда, сохранения здоровья водителя.
Обитаемость-характеристика среды, определяющие уровень комфорта
(микроклимат, загазованность, эргономические свойства, шум и вибрации,
плавность хода) и эстетические качества рабочего места водителя.
Микроклимат определяется температурой, влажностью и скоростью
воздуха. Приемлемыми значениями температуры являются 17.. .24° С, а опти-
- 195мальными - 20...22° С. Температурное воздействие на организм (прежде
всего интенсивность теплообмена) существенно зависит от влажности и
скорости воздуха. Допустимая относительная влажность воздуха составляет
30...70%.
Влияние микроклимата на состояние водителя представлено в табл. 9.16.
Рекомендуемая скорость воздуха в салоне автомобиля примерно 1 м\сек.
Считается, что вентиляция кабины грузового автомобиля должно
обеспечивать при закрытых окнах не менее чем двадцатикратный
воздухообмен. При этом подача свежего воздуха в кабину или салон в зимний
период должна составлять 0,5.. .0,8 м3/мин, а летом 1,0.. .2,4 м3 /мин.
Важным фактором, влияющим на БДД, является чистота воздуха в кабине
(салоне) автомобиля (табл. 9.17).
Таблица 9.16
Влияние микроклимата на состояние водителя
состояние водителя
Показатель микроклимата
Повышение температуры воздуха снижается скорость реакции, ускоряется
до25°С
физическое утомление
Температура воздуха выше 30 °С
ухудшается умственная деятельность,
замедляется реакция
Температура воздуха ниже 17*С
начинается охлаждение тела,наблюдается снижение работоспособности
мышц и их быстрая усталость, неточность и скованность движений.Минимальная допустимая температура в кабине 11* С
Повышение влажности при
низкой температуре
увеличивается теплоотдача и интенсивность охлаждения организма
Повышение влажности при
высокой температуре
перегрев организма
Таблица 9.17
Изменение состава воздуха
Повышение концентрации оксида углерода
чивается сонливость, снижает-
состояние водителя
снижается внимание, увеличи
-196ся острота зрения,особенно
ночью
Концентрация оксида углерода свыше 0,02%
легкое отравление
Концентрация диоксида углерода более
1...2%
снижается эффективность
работы
Повышение концентрации диоксида до 3 %
затрудняется дыхание
Концентрация оксидов азота (j\jQ , у^Д )
более 0,01 %
вдыхание в течении 0,5.. 1 час
может вызвать заболевание
Повышение концентрации акролеина-газа,
содержащегося в отработанных газах
раздражение слизистой оболочки горла,носа,глаз
Количество пылевых частиц более 150 млн
на 1 м3 воздуха
раздражение дыхательных
путей
Шум оказывает вредное воздействие на органы слуха, кору головного
мозга. Снижается внимание, увеличивается время реакции, затрудняется
восприятие сигналов других транспортных средств, слуховой контроль
агрегатов своего автомобиля. Уровень шума до 75 дБ считается нормальными
условиями, уровень 80...85 дБ является уже вредным. Болевые ощущения
возникают при уровне шума 130 дБ и выше. Действие шума определяется не
только его интенсивностью, но и частотой. Среднечастотные шумы (350...800
Гц) и высокочастотные (свыше 800 Гц) более вредны, чем низкочастотные
(200...300 Гц). Длительное действие громких высокочастотных шумов
вызывает головные боли. Нормы предельного уровня шума в кабине
составляют от 75 до 85 дБ в зависимости от типа транспортного средства.
Источниками вибраций и колебаний являются работающий двигатель и
агрегаты транспортного средства, неровности дороги. Вибрации и колебания
характеризуются частотой и амплитудой, скоростью и ускорением
колебательного движения. Чем больше частота вибраций, тем меньше может
быть допустимая амплитуда колебаний. Собственные частоты колебаний
частей человеческого тела составляют 4...5 Гц для области таза, 4.. .8 Гц для
области брюшной полости, до 30 Гц для области головы. Собственная частота
колебаний всего тела составляет примерно 5 Гц. Если при движении
- 197автомобиль испытывает колебания, кратные частоте колебаний тела человека
или его частей, возможны резонансные колебания, что резко повышает
утомляемость водителя, так как вызывает общее напряжение тела и
увеличивает расход энергии.
Эргономические свойства - показатели, характеризующие соответствие
размера, формы сидений и органов управления транспортным средством
антропометрическим параметрам.
Управление автомобилем требует высококоординированных действий и
движений, быстроты и точности двигательных реакций. Длительное
пребывание в условиях ограниченной подвижности, однообразие рабочей позы
и движений вызывают нарушение координации. Требуется обеспечение
условий, соответствующих физиологическим возможностям человека.
Компоновка кресла водителя должна способствовать удобной посадке
водителя
(прежде
всего
правильное
положение
позвоночника),
обеспечивающей наименьшие физические затраты и состояние постоянной
готовности в течении длительного времени. Это достигается определенным
соотношением размеров элементов сиденья, возможностью регулировки в
вертикальной и горизонтальной плоскостях, изменением наклона спинки
сиденья, амортизирующими устройствами и материалами сиденья.
При разработке конструктивных решений органов управления автомобилем
(расположение, форма, размеры и т.д.) учитывают их функциональное
назначение, частоту пользования, очередность пользования. Кроме того,
конструкции органов управления должны обеспечивать: = экономию движений
(число движений и траектории должны быть минимальны);
= простоту и законченность движений (последнее предполагает, что окончание
предыдущего движения должны быть удобным для начала следующего);
= размещение в оптимальной зоне досягаемости рук и ног водителя; =
равномерное распределение нагрузки на руки и ноги.
ПАССИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Под
пассивной безопасностью подразумевает
комплекс
эксплуатационных свойств транспортного средства, обеспечивающих снижение
тяжести последствий ДТП. Пассивная безопасность вступает в действие, если
водителю не удалось избежать аварии, и обеспечивает уменьшение
инерционных нагрузок на водителя и пассажиров, ограничение перемещения
их в кабине, защиту от травм, увечий при ударе, устранение возможности
выбрасывания из кабины или салона транспортного средства в момент
столкновения.
Различают внутреннюю и внешнюю пассивную безопасность.
Под внутренней пассивной безопасностью понимаются свойства транс-
-198портного средства, снижающие тяжесть последствий ДТП для водителя и
пассажиров, находящихся в транспортном средстве.
Внешняя пассивная безопасность - свойства транспортного средства,
позволяющие снизить тяжесть последствий для других участников ДТП
(пешеходов, водителей и пассажиров других транспортных средств).
К комплексу пассивной безопасности относятся:
Свойства:
= демпфирующие свойства передней и задней части автомобиля, бамперов;
= надежность закрывания замков дверей;
Конструктивные особенности:
= безосколочное ветровое стекло;
= энергопоглощающая рулевая колонка;
= системы ограничения перемещения человека в салоне - ремни
безопасности, подголовники, пневматические подушки;
= отсутствие острых и жестких выступающих внутренних панелей салона и
ручек органов управления;
= средства защиты пешеходов выступающими снаружи деталями кузова
автомобиля.
Эффективным средством обеспечения безопасности водителя и пассажиров
автомобиля являются ремни безопасности. При столкновении автомобиля на
скорости 50 км\час человек, не пристегнутый ремнями, ударяется с силой, в 3060 раз превышающей его собственный вес.
По статистике, риск серьезных ранений для пассажиров, пристегнутых
ремнями безопасности на заднем сиденье, снижается в 2,86 раза. Кроме того,
непристегнутый пассажир , находящийся на заднем сиденье, подвергает риску
не только себя, но и тех, кто сидит впереди.
Внедрение
современных
разработок
значительно
улучшает
эксплуатационные характеристики ремней безопасности и повышает степень
защиты водителя и пассажиров. Последние разработки включают в себя
следующие усовершенствования: регулировку плечевого ремня безопасности;
удлинитель ремня безопасности; механизмы предварительного и аварийного
натяжения ремня безопасности; систему управления энергией (ограничители
нагрузки, пневматические ремни безопасности); интегрированную систему
сиденье-ремень; ремни безопасности для центрального заднего сиденья.
При резких фронтальных ударах пассажиры автомобиля получают
ускорение до (40-50) . Если имеется надежное амортизирующее средство,
подобные ускорения могут быть перенесены без значительных травм. Для
защиты водителя и пассажиров при фронтальных ударах применяют системы
пневматических подушек , автоматически срабатывающих за короткий
промежуток времени от момента удара автомобиля о препятствие до момента
удара тела человека о рулевое колесо или элементы интерьера
-199(0,03...0,04 сек). При срабатывании пневматических подушек рассеивается до
90 % кинетической энергии удара.
По результатам исследований, проведенных в США, пневматические
подушки снижают риск смертельного исхода для водителей: = на 31 % при
прямом лобовом столкновении; = 19 % при всех лобовых столкновениях; = 11%
при любом другом столкновении.
При испытаниях на лобовое столкновение легковых автомобилей,
оборудованных пневматическими подушками, принимая в расчет их массу,
были получены следующие результаты снижения риска гибели водителя: =
легкие автомобили (вес до 1260 кг) - на 31 %; =средние автомобили (вес 1260
кг.. .1420 кг) - на 25 %; =тяжелые автомобили (вес более 1420 кг) - на 39 %.
Надежность защиты водителя и пассажиров от получения травм различной
степени тяжести и гибели увеличивается при комбинировании разных систем
ограничения перемещения человека в салоне.
Так в случае использования пневматических подушек снижение риска
получение травм, угрожающих жизни человека, достигает 40 %, травм средней
тяжести - 10 %, а при совместном использовании пневматических подушек и
ремней безопасности соответственно 64 и 66 %.
В случае бокового столкновения водитель и пассажиры получают серьезные
ранения от удара о дверь. Для того чтобы снизить тяжесть таких ранений, для
дверей используют специальные заполнители и современные композитные
материалы, хорошо поглощающие энергию удара. Некоторые производители
оборудуют свои автомобили системами защиты от удара о боковые элементы
автомобиля, а именно боковые пневматические подушки (от удара о двери) и
пневматические шторы (от удара о наддверную часть потолка). Такие системы
постепенно становятся обязательным атрибутом новых автомобилей, их задача
- поглощение энергии удара головы и грудной клетки человека о потолок, дверь
и внешние объекты (например, дерево, столб или другое транспортное
средство). Боковые пневматические подушки могут устанавливаться в двери,
сиденье или балке автомобильной рамы.
Важный элемент внутренного обустройства автомобиля - сиденья.
Использование сидений специальной конструкции может существенно
повысить безопасность водителя и пассажиров, что достигается применением
амортизаторов, усилением креплений сидений, фиксацией спинок передних
сидений защелками, ограничением перемещения головы в момент удара при
помощи подголовников. В последние годы серьезное внимание стали уделять
надежному креплению подушки заднего сиденья и его спинки. При фиксации
спинок сидений с помощью защелки пассажиры на заднем сиденье не
ударяются о детали интерьера передней части салона.
Большое внимание должно уделяться пассивной безопасности детей. Детей
массой до 9 кг обязательно следует перевозить в детском кресле с обратной
посадкой, установленном на заднем сиденье и пристегнутом
-200ремнями безопасности. Заднее сиденье всегда безопаснее переднего, даже
оборудованного пневматической подушкой.
Детей массой более 9 кг следует перевозить в детском кресле с посадкой
лицом вперед, а затем в детском удерживающем устройстве. В любом случае
дети в возрасте до 12 лет должны находиться только на заднем сиденье и быть
пристегнутыми ремнями безопасности. По результатам исследований, для
ребенка, сидящего на заднем сиденье, риск гибели при лобовом столкновении
на 36 % ниже, чем для ребенка на переднем сиденье.
Последнее время многие производители автомобилей начали оборудовать
свои модели сиденьями нового стандарта, которые облегчают установку
детского кресла и повышают безопасность ребенка.
Большое внимание уделяется исследованию влияния рулевой колонки на
безопасность водителя при ДТП. При хорошо сконструированной и правильно
расположенной рулевой колонке опасность травмирования водителя
уменьшается на 30...40 %. Имеются разные конструкции безопасного рулевого
колеса, например снабженные предохранительной мягкой накладкой, рулевое
колесо с гибким ободом.
Снижение тяжести последствий ДТП для других участников дорожного
движения является неотъемлемой характеристикой современного автомобиля.
Испытания автомобилей показывают: = конструкция автомобиля
определяет тяжесть ранения пешехода и степень повреждения другого
автомобиля в случае ДТП. Например, изменение конструкции капота таким
образом, чтобы между крышкой капота и верхними элементами двигателя
находилось не менее 50...80.мм пустого пространства, уже позволяет
значительно снизить тяжесть травм пешехода в случае ДТП;
= алюминиевый капот лучше поглощает энергию удара, поэтому снижает
тяжесть последствий ДТП для пешехода;
= при наезде на пешеходов до 55 % всех травм пешеходов вызвано ударом о
бампер. Тяжесть травм коленей пешеходов возрастает, если бампер автомобиля
расположен на высоте 0,5...0,53 метра от поверхности дороги. Если бампер
расположен на уровне половины тела человека, пешеход получает более
тяжелые травмы тазовых костей. Таким образом, чем ниже расположен бампер,
тем меньше вероятность травм коленей и тазовых костей, а чем меньше
жесткость бампера, тем меньше тяжесть этих травм.
Послеаварийная безопасность транспортных средств
Послеаварийная безопасность - это свойства транспортного
средства снижать тяжесть последствий ДТП.
К элементам послеаварийной безопасности относятся конструктивные
свойства автомобиля, предотвращающие возникновение опасных явлений
(пожар, заклинивание дверей) в результате ДТП.К элементам послеаварий-
- 201 ной безопасности можно также отнести средства аварийной сигнализации и
связи, средства оказания пострадавшим медицинской помощи.
Для снижения вероятности возникновения пожара в результате ДТП
регламентируют утечку топлива из топливного бака, наливной горловины и
топливо проводов при фронтальном ударе и при наезде сзади; применение
огнестойкой перегородки между топливным баком и салоном автомобиля;
требования к самому баку по статическому электричеству; требования к
электропроводке и ее защите; свойства материалов внутренней отделки кузова
по горючести (по скорости сгорания) для предотвращения быстрого
распространения пламени и образования в салоне автомобиля ядовитых газов
(продуктов сгорания).
Наибольшую опасность для водителя и пассажиров представляет
возгорание автомобиля. Хотя, по данным статистики, вероятность возгорания
при ДТП составляет 0,3... 1,2 %, оно приводит к тяжелейшим
последствиям.Требования
к
пожарной
безопасности
автомобилей
определены нормативными документами, в которых предусмотрены: =
раздельное размещение топливного бака и двигателя, при этом установка бака
сзади предпочтительнее, так как лобовое столкновения и наезды на
препятствия отличаются особой тяжестью последствий; = автоматическое
отключение бортовых источников энергии; = обеспечение пожаробезопасности
топливных баков, наливных горловин, топливопроводов;
= система блокировки в момент ДТП дверных замков, конструкция замков
удерживающих устройств (ремней безопасности), позволяющая легко
освободиться от них, чтобы быстро покинуть автомобиль; = наличие устройств
аварийной эвакуации (люки в крыше, инструменты в салоне для разбивания
стекол т. Д.); = обеспечение бортовыми средствами пожаротушения.
Рассмотренные виды безопасности связаны между собой и влияют друг на
друга. Например, замки автомобильных дверей должны выдерживать большие
нагрузки не открываясь, чтобы предотвратить выпадение пассажиров при ДТП
(пассивная безопасность). Вместе с тем они не должны заклиниваться и
препятствовать эвакуации пострадавших из автомобиля (послеаварийная
безопасность).
Взаимосвязь разных видов безопасности и противоречивость требований,
предъявляемых к конструкции автомобиля, обязывают конструкторов и
технологов принимать компромиссные решения.
Экологическая безопасность транспортных средств
Экологическая безопасность - это свойство транспортного средства
снижать степень отрицательного влияния на окружающую среду в процессе
всего срока эксплуатации.
Основные негативные последствия, связанные с эксплуатацией автомоби-
-202ля, - это потери полезной площади земли, загрязнение атмосферного воздуха,
истощение природных ресурсов, уничтожение флоры и фауны, шум,
вибрации, электромагнитные излучения.
В настоящее время особую актуальность имеет загрязнение атмосферного
воздуха вредными веществами, содержащимися в отработавших газах, к
которым относятся прежде всего оксид углерода (СО), углероды (Сx Ну ),
оксиды азота (NOx ), твердые частицы (сажа).
Вступая в реакцию с окружающим воздухом, загрязняющие вещества
образуют фотохимический смог, вызывающий резь в глазах, аллергические,
сердечно-сосудистые, нервные заболевания людей.
Отрицательное воздействие автомобиля на окружающую среду заключается
не только в выделении токсичных веществ, но и в сжигании кислорода
(примерно 3,3 тн кислорода на 1 тн нефтепродуктов).
Методы, применяемые для снижения токсичности отработавших газов,
можно разделить на четыре группы:
= группа 1 - изменение конструкции, рабочего процесса, специального
регулирования двигателей внутреннего сгорания и их систем; = группа 2 применение другого вида топлива или изменение физико-химических свойств
топлива;
= группа 3 - очистка выбросов от токсичных компонентов с помощью
дополнительных устройств;
= группа 4 - замена традиционных двигателей новыми малотоксичными
силовыми установками.
Группа 1 включает в себя мероприятия по улучшению смесеобразования и
обеднения смеси, дозирования и распределения ее по цилиндрам (электронные
и электромеханические системы впрыска топлива, модифицированные
быстропрогреваемые впускные клапаны).
Токсичность отработавших газов значительно уменьшается при
применении бесконтактных транзисторных систем зажигания,карбюраторов
новых типов (с быстродействующими заслонками, электронным управлением),
при установке устройств для рециркуляции отработавших газов.
С помощью специальных регулировок (состава смеси, частоты вращения
холостого хода, угла опережении зажигания и времени перекрытия клапанов)
можно уменьшить содержание токсичных компонентов в отработавших газах.
Группа 2 имеет два основных направления-применение присадок к
топливам, снижающих выброс свинца, серы, сажи и т.д.; перевод двигателей на
другие виды топлива (природный газ, пропан-бутан, водород).
Группа 3 включает в себя очистку выбросов от токсичных компонентов с
помощью нейтрализаторов разных типов и очистителей, устанавливаемых на
автомобилях.
Для
снижения
токсичности
отработавших
газов
применяют
неэтилированный бензин.
-203Основными источниками шума на автомобиле
являются двигатель, шасси автомобиля (трансмиссия, кузов, шины, поток
воздуха за автомобилем. Мероприятия по снижению шума автомобиля
включает в себя совершенствование конструкций воздухоочистителей,
впускных и выпускных трубопроводов, глушителей, синхронизаторов,
применения косозубых шестерен постоянного зацепления и менее шумных
подшипников, применение других шумопоглощающих и шумоизолирующих
устройств.
-204-
Список литературы
1. Вахламов В.К. Автомобили. Конструкция и элементы расчета /
В.К.Вахламов. - М.: Изд.центр «Академия»,2006. - 480 с.
2. Горев А.Э. Организация автомобильных перевозок и безопасность движения
/ А.Э.Горев, Е.М.Олещенко - М. Изд.центр «Академия», 2006. -256 с.
3. Данилов A.M. Применение присадок в топливах /А.М.Данилов. - М. : Мир,
2005. - 288 с.
4. Болбас М.М. Основы технической эксплуатации автомобилей / М.М.Болбас.
- Мн. : Амалфея, 2001. - 352 с.
5. Стуканов В.А. Основы теории автомобильных двигателей и автомобиля /
В.А.Стуканов. - М. : Форум - Инфра -М, 2004. - 368 с.
6. Кутьков Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства /
Г.М. Кутьков. - М.: КолосС, 2004. - 504 с.
7. Российская автотранспортная энциклопедия. Основы эксплуатации
автомобильного транспорта и бухгалтерского учета автотранспортных
средств / - М. : Региональная благотворительная общественная организация
инвалидов и пенсионеров «Просвещение», 2001. - 566 с.
8. Автомобильный справочник. Перевод с англ. Первое русское издание/ - М. :
Издательство «За рулем», 2000. - 896 с.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
74
Размер файла
7 288 Кб
Теги
динамика, автомобиля, карпова
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа