Здавалка
Главная | Обратная связь

Влияние на коэффициент сцепления различных факторов



 

При смачивании твердого покрытия коэффициент сцепления резко падает из-за образования пленки из частиц грунта и воды, уменьшающих трение между шиной и дорогой. Коэффициент сцепления понижается особенно значительно, если на покрытии имеется пленка глины. Сильным дождем она может быть смыта, тогда величина сцепления приближается к значениям, характерным для сухого покрытия. На рисунке 1 – сухое покрытие, 2 – начало дождя, 3 – конец дождя.
Если сила тяги меньше силы сцепления, то ведущее колесо катится без пробуксовывания. Если сила тяги больше силы сцепления, ведущие колеса пробуксовывают и для движения используется лишь часть силы тяги. С увеличением проскальзывания (или буксования) шины по дороге коэффициент сцепления возрастает, достигая максимума при 20—25% проскальзывания. При полном буксовании ведущих колес может быть на 10—25% меньше максимального.
С увеличением скорости движения автомобиля коэффициент сцепления обычно уменьшается. При скорости 40 м/с он может быть в несколько раз меньше, чем при скорости 10—15 м/с.

На дорогах с твердыми покрытиями коэффициент сцепления зависит главным образом от трения скольжения между шиной и покрытием. На деформируемых дорогах коэффициент сцепления зависит, прежде всего, от сопротивления грунта срезу и от внутреннего трения в грунте. Выступы протектора ведущего колеса, погружаясь в грунт, деформируют и уплотняют его, увеличивая до некоторого предела сопротивление срезу. Однако затем начинается разрушение грунта, вследствие чего коэффициент сцепления уменьшается.

Большое влияние на коэффициент сцепления оказывает рисунок протектора. При истирании выступов протектора во время эксплуатации ухудшается сцепление шины с дорогой. Наименьший коэффициент сцепления имеют шины, у которых полностью изношен рисунок протектора.

В любых условиях движение колеса с изношенным протектором шин приводит к снижению коэффициента продольного и поперечного сцепления. Так, блокировка колес с изношенным протектором шин в большинстве случаев возникает при нажатии на педаль тормоза с усилием, равным 2/3 нормального усилия, необходимого для блокировки колес с хорошими шинами.

В таблице приведены примерные значения коэффициента сцепление колес с дорогой в зависимости от состояние дороги.

Дорога Поверхность
Сухая Мокрая
С асфальтобетонным или цементнобетонным покрытием 0,7 - 0,8 0,35 - 0,45
С щебеночным покрытием 0,6 - 0,7 0,3 - 0,4
Грунтовая 0,5 - 0,6 0,2 - 0,4
Обледенелая 0,1 - 0,2
Покрытая снегом 0,2 - 0,3

Сцепление колес с дорогой зависит и от ряда других факторов, например от качества подвески, давления в шинах. Однако из всех факторов следует выделить три главных: качество и состояние дорожного покрытия, состояние протектора шин и скорость движения автомобиля.

Сила тяги на ведущих колесах зависит от крутящего момента двигателя, передаточных чисел в коробке передач и главной передаче, коэффициента полезного действия трансмиссии. С ними мы уже знакомы и можем вычислить Силу тяги, умножив значение крутящего момента двигателя на передаточные числа, на к. п. д. трансмиссии и разделив полученное произведение на радиус колеса. Крутивший момент двигателя величина, меняющаяся в зависимое и от нажима водители на педаль управления подачей топлива.

При этом не учитываются затраты энергии на деформацию дороги, трение внутри шины и ускорение вращающихся деталей в случае неравномерного движения.

Если тяговый момент определяется по формуле (2.2), то радиус колеса вследствие эластичности шин при качении — величина переменная. Различают следующие радиусы автомобильного колеса:

• статический радиус колеса Rст—расстояние от поверхности дороги до оси неподвижногоколеса, воспринимающего вертикальную нагрузку RZ (значения RZ приводятся в технических характеристиках шин);

• динамический радиус колеса rд— расстояние от поверхности дороги до оси катящегосяколеса. Динамический радиус во время движения может расти и стать больше, чем статический, так как при этом растет нагрев шин, а значит и давление в них. Кроме того, под действием центробежных сил с возрастанием скорости автомобиля шина растягивается в радиальном направлении, вследствие чего rдвозрастает. Динамический радиус колеса может также увеличиться, если будет уменьшаться нагрузка Pz;

• радиус качения колеса rкрадиус условного недеформирующгося катящегося без скольженияколеса, которое имеет с данным эластичным колесом одинаковые угловую и линейную скорости, определяется по формуле

(2.6)

где Sпуть, пройденный колесом; пк— число оборотов колеса на пути S.

Если проскальзывание колеса относительно дороги отсутствует, что характерно для ведомого колеса, то радиусы rД и rк почти равны между собой. В случае полного буксования колеса его пройденный путь S=0. Тогда согласно последней формуле и rк= 0. При движении юзом, заторможенные колеса не вращаются, число оборотов nк = 0. В этом случае rк=> .

Различают еще и свободный радиус колеса rсв, который является половиной диаметра ненагруженного колеса при отсутствии его контакта с опорной поверхностью.

На дорогах с сухим покрытием скольжение ведущих колес и изменения радиуса незначительны. Поэтому радиусы rст , rаи rк считаются одинаковыми и обозначаются r.

КПД трансмиссии

В формулах (2.2) и (2.4) фигурирует КПДтрансмиссии iтр, которое корректирует значения Mк и Ne, двигателя, уменьшая их. Это происходит вследствие преодоления сил трения в зубчатых зацеплениях редукторов коробки передач, главной передачи и других агрегатов трансмиссии, а также в карданных шарнирах, подшипниках, раз личных манжет. Кроме того, наличие гидравлического сопротивления в картерах агрегатов трансмиссии снижает эффективные показатели двигателя, причем чем больше вязкость и количество трансмиссионного масла, тем ниже эффективные показатели двигателя. Потери в зубчатом зацеплении зависят от следующих факторов:

· Типа зубчатых колес (цилиндрические с внешним или внутренним зацеплением, конические);

· Формы зуба (прямой, наклонный, спиральный);

· Профиля зацепления;

· Точности изготовления;

· Скорости вращения зубчатых колес;

· Усилия в полюсе зацепления зубчатых колес;

· Способа смазывания.

В механизмах с зубчатыми зацеплениями значительный расход энергии имеет место на так называемые холостые потери, когда вращающие зубчатые колеса не находятся под нагрузкой. Особенно это относится к коробке передач, где на одну нагруженную пару зубчатых колес может приходиться пять холостых пар и более.

Величина холостых потерь зависит преимущественно от скорости вращения зубчатых колес и их радиусов. Таким образом, данные потери в той или иной степени связаны со скоростью движения автомобиля. В то же время существуют потери, величина которых зависит от передаваемой мощности или от нагрузки механизма.

Ориентировочно КПД механизма определяется для расчетных режимов при полной нагрузке или близкой к ней.

При экспериментальном определении замеряется подводимая и отводимая мощность или момент, тогда КПД i-го агрегата

(2.7)

где NОтв и МОтвотводимые от агрегата мощность и момент соответственно; NПодви МПодв — подводимые мощность и момент.

Для основных механизмов автомобиля на расчетных режимах обычно принимают следующие средние значения КПД: коробки передач — 0,94—0,97; раздаточные коробки — 0,95—0,98; главные передачи - 0,93-0,97.

Эти значения зависят от вида зубчатых зацеплений, которые имеют свои КПД:

• червячная — 0,9—0,92;

• цилиндрическая — более 0,98;

• коническая — 0,97—0,98;

• гипоидная — 0,96—0,97.

Общий КПД силовой передачи определяется как произведение всех КПД последовательно установленных механизмов:

(2.8)

где — КПД коробки передач, раздаточной коробки, главной передачи, n-го агрегата соответственно.

Значения трансмиссии различных автомобилей приведены в табл. 1.2.

 

Таблица 1.2. Примерные значения КПД трансмиссии автомобилей

 

Автомобили Автомобили
Гоночные и спортивные 0,90-0,95 Грузовые, автобусы 0,82-0,85
Легковые классической компоновки 0,90-0,92 Полноприводные повышенной проходимости 0,80-0,85
Легковые переднеприводные с поперечным расположением двигателя 0,91-0,93    

 

При эксплуатации автомобиля КПД трансмиссии изменяется. Сразу после выпуска автомобиля он меньше, нежели по окончании обкатки. После этого продолжительное время КПД трансмиссии можно считать постоянным. Но со временем в результате износа де­талей и образования чрезмерных зазоров он начинает уменьшаться. После прохождения капитального ремонта трансмиссии его КПД увеличивается, но прежнего значения, как правило, не достигает.

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.