Сцепной вес-вес, приходящийся на ведущие колеса транспортного средства и обеспечивающий сцепление их с дорогой

Сцепной вес трактора увеличивают для уменьшения буксования ведущих колес при работе с полной нагрузкой. Для увеличения сцепного веса трактор снабжают специальными грузами, закрепленными на дисках ведущих колес. При работе с навесными машинами сцепной вес трактора можно увеличивать с помощью запчасти к трактору гидроусилителя сцепного веса. Для дополнительного увеличения сцепного веса, необходимо при работе трактора в особо тяжелых условиях, камеры ведущих колес заполняют жидкостью до три четверти их обьема

Силовой баланс транспортного средства-равенство движущей силы сумме сил сопротивления движению транспортного средства

Уравнение силового баланса - это уравнение, выражающее равенство продольных сил, движущих автомобиль и оказывающих сопротивление его движению. При выводе уравнения силового баланса будем исходить из схемы сил, действующих на автомобиль при его движении

Р_т = Р_f + Рa + Р_w + Р_j + Р_кр.

При движения автомобиля некоторые силы могут отсутствовать. Так, например, при равномерном движении нет силы сопротивления инерции (Р_j = 0), при отсутствии прицепа - силы на крюке (Р_кр=0), а при отсутствии продольного уклона - силы сопротивления подъему (Рa = 0). При отключении двигателя от трансмиссии, например, при движении накатом или переключении передачи, отсутствует индикаторная сила тяги (Р_i). Однако во всех случаях уравнения сохраняют свою силу.

Динамический фактор.Р_к = Р_f ± Р_h ± Р_w± Р_j; Р_ψ = Р_f + Р_h;Р_к = Р_ψ ± Р_w± Р_j; Р_к - Р_w = Р_ψ ± Р_j= G_a*y + G_a*d_a*j_a/g; делим на G_a; Р_к - Р_w/G_a=*y + d_a*j_a/g; Р_к - Р_w/G_a – представляет собой отношение избыточной силы тяги к полной силе тяги тяжести авто и называется динамическим фактором Д_а. По другому можно сказать что динамич фактор это св-во авто быстро ускоряться Д_а=y + d_a*j_a/g; j=0, Д_а=y. Для оценки динамич св-в авто – способности авто преодолевать разные дорожные сопротивления и ускоряться введён показатель – динамический фактор. Зная динамический фактор можно об авто судить по преодолеваемого дорожного сопротивления авто на разных передачах и по скоростям движения по разным дорожным условиям. P_св=P_T-P_W. Динамич фактор дополненный номограммой загрузки авто представляет собой динамический паспорт D₀=P_св/G₀. При небольших скоростях в пределах 4-5 м/с значением силы сопротивления воздуха можно пренебречь (Р_w=0) и тогда Д_а=Р_к - Р_w/G_a; Д_а=Р_к/G_a; Д_а= (G_a*j - Р_w)/G_a; G_a*j - сила тяги которая может быть реализована в конкретных условиях движения с учетом коэффициента сцепления колес с дорогой. Если сила тяги превышает значение G_a*j, то наступает буксование ведущих колес. При буксовании ведущих колес скорость авто не велика и Р_w можно приравнять к 0. Д_а =G_a*j/G_a £j чтобы машина двигалась. В общем случае условием движения машины будет y£ Д_а £j. Динамической характеристикой называется графическая зависимость динамического фактора от скорости движения авто на различных передачах. С помощью динамической характеристики можно определить макс скорость движения авто в заданных условиях, а также решить обратную задачу. Определить суммарное сопротивление дороги преодолеваемое авто во время движения с заданной скоростью. При оценке движения возможно несколько случаев: 1) линия ψ₁ пресекается с кривой динамического фактора в одной точке, тогда V₁ – макс скор для данных условий.

Скорость авто соответствующая максимальному значению дин факт на прямой передаче называется критической по условию тяги. С помощью динам. характер. можно опред. мах скорость движения а/м в заданных условиях, а также дать хар-ки движ-я машины при различных суммарных сопротивлениях дороги, при этом возможно несколько случаев:

-линия ψ₁ пересекается с кривой динам-го фактора, тогда мах скорость дв-я для данных условий будет V₁, т.к. при этом соблюд-ся условие D_a = ψ

-линия ψ₂ проходит ниже кривой дин-го фактора, в этом случае D_a >ψ и равномерное движ-е а/м невозможно, т.к происходит разгон.

-линия ψ₃ проходит выше кривой дин-го фактора, при этом D_a < ψ и а/м может дв-ся только замедленно за счет кинет-ой энергии а/м, а так же маховика и др. вращ-ся частей.

-линия ψ₄ перес-т кривую дин-го фактора в 2-х точках, в этом случае а/м может двиг-ся равномерно при скор-х V₂ и V₃. В интервале скор-й V₂ и V₃, когда D_a >ψ а/м может разгон-ся при движ-и со скор-ю меньше V₂ или больше V₃, машина будет двиг-ся только с замедлением (на одной данной передаче)

Понятие устойчивости транспортной машины. Поперечная устойчивость машины. Условие опрокидывания ТиТТМО на автомобильном шасси. Критические скорости движения специальной автомобильной техники на повороте.

Под устойчивостью колесной или гусеничной машины понимается ее способность двигаться в разнообразных условиях без опрокидывания и без бокового скольжения колес всех осей автомобиля или одной из них. В зависимости от направления опрокидывания и скольжения различают продольную и поперечную устойчивость. Более вероятно и более опасно потеря поперечной устойчивости, α выражается в заносе или боковом опрокидывании машины. Поперечная устойчивость машины – способность сохранять заданное движение без опрокидывания, сползания, заноса при движении на повороте, а так же при боковом перемещении и сползании на уклоне.

Машина совершающая поворот вокруг оси ОО подвергается воздействию центробежной силы, α может вызвать опрокидывание или занос. Центробежная сила определяется: Р_ц=m_a*v_a²/R=G_a* v_a²/(R*g), где m_a – масса авто, кг; R – радиус поворота, м. Условием опрокидывания автомобиля относительно точки А будет след. выражение: Рφ≥ Р_ц. Начало опрокидывания возникает тогда, когда опрокидывающий момент будет равен моменту, удерживающему, т.е. Р_ц*h_ц= G_a*В/2, где h_ц – высота до центра тяжести машины, м; В – величина колеи машины, м. Р_ц = G_a*В/(2*h_ц), G_a* v_a²/(R*g)= G_a*В/2 h_ц, следовательно максимальная (критическая) скорость движения авто на повороте, при α начнется опрокидывание, определяется: Vакр=(gRB/(2hц))^1/2. Начало бокового скольжения может возникнуть тогда, когда сцепная сила станет меньше или равной силе центробежной, т.е. Р_ц≥ Рφ= G_a*φ. Определим максимальную (критическую) скорость движения авто, при α начнется боковое скольжение G_a*φ= G_a* v_a²/(R*g), следовательно Vакр=(gR φ)^1/2. Поперечная устойчивость колесной или гусеничной машины характеризуется величинами предельных углов-косогоров, при α машины могут передвигаться, не опрокидываясь. Движение гусеничной машины на дороге с поперечным уклоном α рассмотрим на рисунке.

Из условия равновесия машины относительно нижней боковой кромки левой гусеницы (т.О) получим G_трsin α hц - G_трcos α*0.5(B+b)=0. Начало опрокидывания машины вокруг точки О произойдет в момент, когда Z1=0, при этом получим G_трsin α hц = G_трcos α*0.5(B+b), где В – величина колеи, м; b– ширина гусеницы, м. Предельный угол поперечного уклона, при α начнется опрокидывание определяется по tg угла, tg α = (0,5(В+b))/ hц, следовательно чем больше В и в, и меньше hц, тем устойчивее машина. Опрокидывание машины может предшествовать ее сползание, если соблюдается следующие условие Рφ=γ1+ γ2< G_трsin α, где γ1, γ2 – боковые реакции дороги на ходовые органы машины. Возможность сползания трактора вследствие скольжения ходовой части по дороге характеризуется след. уравнением G_трsin α,=γ1+γ2. Наибольшее значение величин реакции γ1+γ2 можно определить из выражения γ1+γ2=G_тр* φ1* cos α, где φ1 – коэф-т, характеризующий боковое сцепление гусеничного движителя с дорогой, следовательно условие, при α трактор еще не будет сползать примет вид: G_трsin α≤ G_тр* φ1* cos α, откуда предельный угол, на α не произойдет скольжение определяется tg α≤ φ1. Величина коэф-та сцепления φ1 зависит от механических свойств дороги и конструкции ходовых органов. По действующим нормам безопасности углы поперечной статистической устойчивости для колесных и гусеничных тракторов должны быть на менее 40⁰.

Центробежная сила, действующая на автомобиль при движении его на повороте, может вызвать боковой занос или опрокидывание автомобиля. Заносу автомобиля противодействует сила бокового сцепления колес с дорогой, а опрокидыванию — момент от веса автомобиля.

На рис. представлена схема движения автомобиля при повороте на дороге с уклоном, направленным наружу от центра поворота (наименее благоприятный случай).

Обозначив центробежную силу через C, приложим ее к центру тяжести автомобиля; принимаем вес автомобиля равным G и направим его из этой же точки вертикально вниз. Опрокидывание автомобиля может наступить лишь в том случае, когда точка пересечения равнодействующей этих двух сил R с землей выйдет за пределы ширины автомобиля АВ. Противодействие боковому заносу определяется силой сопротивления, равной G φ₁, где φ₁ — коэффициент бокового сцепления колеса с дорогой (практически равный φ — коэффициенту продольного сцепления).

Для обеспечения хорошей устойчивости b/2h > 1, где b — колея, h — высота центра тяжести. Боковой занос возможен, когда C ≥ G · φ₁

Боковое скольжение наступает раньше опрокидывания, поэтому при потере устойчивости обычно начинается боковой занос, который может в некоторых случаях привести к опрокидыванию.

Потеря устойчивости автомобиля происходит обычно при заносе задней оси, так как центробежная сила, вызывающая занос этой оси, усиливает его при начавшемся скольжении колес.

Кроме высоты центра тяжести, на устойчивость автомобиля влияет также его положение по отношению к передней и задней осям и относительно продольной оси симметрии автомобиля.

Понятие управляемости колесной машины. Зависимость углов поворота управляемых колес ТиТТМО на автомобильном шасси. Условие качения управляемых колес без скольжения. Понятие критической скорости по условиям управляемости. Понятие бокового увода и поворачиваемости машины.

Управляемостью колесной машины называется совокупность свойств конструкции, обеспечивающих сохранение ее движения по траектории, заданной управляемыми колесами. Управляемость колесной машины зависит от кинематических связей м/у управляемыми колесами, осуществляемых рулевой трапецией, увода колеса, стабилизацией и колебаний управляемых колес. В идеальном случае при повороте вес колеса, вращающегося без бокового скольжения и без боковых деформаций шин показаны на рис. В этом случае мгновенный центр поворота (т.О) находится на пересечении перпендикуляра к направлению движения всех колес. Передние управляемые колеса отклоняются от нейтрального положения на различные углы α наружный и α внутренний, т.к. при повороте машины они находятся на различных расстояниях от центра поворота при этом должно соблюдаться следующее условие: ctgα_нар.- ctgα_внутр.=2а/L. Соблюдение этого условия обеспечивается рулевой трапецией, конструкция α с достаточным приближением позволяет поворачивать управляемые колеса на неодинаковые углы при больших углах поворота. Если данное условие не соблюдается, т.е. управляемые колеса поворачиваются на равные углы, то движение колесной машины при повороте будет сопровождаться боковым скольжением направляющих колес. В машинах повышенной проходимости, где управляемые колеса одновременно являются и ведущими, толкающие силы передних колес не дают боковых составляющих, стремящихся отклонить колесо от заданного направления.

Боковой увод колеса и поворачиваемость машины. Пневматическая шина при сравнительно небольшом давлении является эластичным элементом и не может воспринять поперечные силы не меняя своего направления движения. Под действием силы происходит боковая деформация шины, при этом средняя плоскость колеса сместиться на расстояние σш, т.о. колесо будет катиться не под не α углом к своей средней плоскости. Точки 1,2,3,4, отмеченные на продольной оси колеса, в определенный момент времени будут смещаться вправо, оставляя отпечатки на линии 1^”, 2^“, 3^”,4^”. Величина угла увода будет возрастать с увеличением боковой силы и будет различной для шин с жестким и мягким кордом. На участке Оа скольжение отсутствует и зависимость можно считать линейной. На участке ав эта зависимость не меняется, ввиду частичного проскальзывания шин. При значении Рб=Gк*φ увод переходит в полное скольжение и зависимость характеризуется горизонтальной линией вс. Между боковой силой и углом увода на участке Оа существует зависимость Рб=Кув.*σув., где σув- угол увода в ⁰, Кув – коэф-нт сопротивления боковому уводу шин. Кув изменятся в широких пределах и зависит от конструкции шины, давления в ней, слойности корда, размера и т.д. Боковой увод шин оказывает большое влияние на управляемость ав-ля, т.к. при движении на повороте действие составляющей центробежной силы вызовет боковую деформацию шин. Боковая деформация шин и увод всей машины в сторону возможен и при прямолинейном движении под действием бокового ветра, наклона дороги и т.д. Рассмотрим поворот колесной машины с учетом бокового увода шин. Под действием боковой силы в общем случае углы увода шин передних и задних колес имеют различную величину. Углы увода шин каждой оси можно считать одинаковыми. При повороте машины с жесткими колесами боковой увод отсутствует и машина совершает поворот с радиусом R вокруг мгновенного центра поворота О. Радиус поворота определяется: R=L/tgα. при малых значениях угла поворота tgα=α, следовательно R=L/α. Однако в результате увода шин, движение колес передней и задней осей отклоняются от траектории, по α они бы двигались, в случае отсутствия увода передняя ось машины будет двигаться вдоль вектора υ1, направленного под углом α-σ1 продольной оси машины, а задняя ось вдоль вектора υ2, направленного к оси под углом σ2. Мгновенный центр поворота машины переместиться при этом в т.О1, лежащую на пересечении перпендикуляра к векторам скорости υ1 и υ2, а радиус поворота определяется по формуле: R^”=L/(tg(α-σ1)+tgσ2). Учитывая, что углы увода передней и задней оси не значительны, и средний угол поворота на больших скоростях также не велик то можно считать R^”=L/(α-σ1+σ2). Если углы увода передних и задних колес равны, то боковой увод шин не оказывает значительного влияния на радиус поворота и его величина не изменяется, но смещается мгновенный центр поворота. Если угол увода σ1>σ2, то и R^”>R, при одновременном смещении центра вращения поворот будет осуществляться по более пологой кривой, чем при жестких колесах. Если σ1<σ2, то и R^”<R, т.е. поворот будет осуществляться по более крутой траектории, следовательно на траекторию поворота машины влияет деформация шин, которая может быть различна в зависимости от скорости движения, радиуса поворота и т.д. Свойства ав-ля с эластичными шинами отклоняется в следствии увода колес от направления движения определяемого положением управляемых колес называется поворачиваемостью. Различают 3 вида поворачиваемости: 1.σ1=σ2, R^”=R, то машина обладает нейтральной или нормальной поворачиваемостью. 2. σ1>σ2, то и R^”>R, то авто обладает недостаточной поворачиваемостью. 3. σ1<σ2, то и R^”<R, то авто обладает излишней

Углы установки управляемых колес Во время движения автомобиля очень важно, чтобы управляемые колеса не поворачивались произвольно, и водителю не нужно было бы затрачивать усилия для удержания колес при движении прямо. Для улучшения устойчивости автомобиля при его движении и облегчения управляемости конструктивно предусматриваются углы установки управляемых колес..

Угол развала Угол развала обеспечивает перпендикулярное расположение колес по отношению к поверхности дороги при движении автомобиля, а также передачу сил реакции дороги на внутренний подшипник, что разгружает наружный подшипник колеса меньшего размера, а значит, уменьшает толчки, передаваемые на рулевой механизм

Угол схождения колес Угол схождения колес (разность расстояний между внутренними поверхностями задней и передней частей шин переднего либо заднего моста (Б - А)) необходим для того, чтобы обеспечить параллельное качение колес, так как при движении автомобиля из-за установки колес с развалом возникает усилие, способствующее разворачиванию колес на угол 0,5-1,0? от вертикальной плоскости автомобиля, что приводит к качению колес по расходящимся дугам. Кроме того, угол схождения предохраняет колеса от проскальзывания при наличии люфта в сочленениях рулевых тяг, подшипниках колес.

Угол поперечного наклона оси Угол поперечного наклона оси определяется углом, образуемым осью подвески с вертикальной плоскостью. Такой наклон совместно с углом развала уменьшает расстояние между точкой пересечения геометрической оси подвески с дорогой и точкой центра контакта шины, что уменьшает плечо момента, который необходимо приложить при повороте колес автомобиля, а значит, облегчает управление автомобилем.

Угол продольного наклона оси Угол продольного наклона оси служит для стабилизации управляемых колес моментом, возникающим за счет плеча (расстояние от оси подвески до центра контакта шины) боковой силы.

Рулевой привод. Он служит для передачи усилия от рулевого механизма к передним колесам. Основным элементом рулевого привода является рулевая трапеция, состоящая из: балки передней оси, поперечной рулевой тяги и поворотных рычагов. За счет рулевой трапеции достигается поворот внутреннего управляемого колеса на больший угол, чем внешнего колеса, что необходимо для качения повернутых колес без скольжения.

Силы, действующие на специальную автомобильную технику при торможении. Тормозная сила на колесах ТиТТМО. Показатели оценки тормозных качеств автомобильной техники: величина замедления, тормозной путь, время торможения. Уравнение движения машины при торможении. Распределение тормозной силы между колесами специальной автомобильной техники.

Торможение — процесс создания и изме­нения искусственного сопротивления дви­жению автомобиля с целью уменьшения его скорости или удержания неподвиж­ным относительно дороги. Рассмотрим силы, действующие на движущийся автомобиль при торможении на ровной горизонтальной дороге

Для простоты будем считать, что автомобиль двухосный. Предположим, что в момент торможения двигатель при помощи сцепления отсоединен от трансмиссии. Примем, что база автомобиля , координата центра тяжести « » по горизонтали от передних колес равна , расстояние от центра тяжести до задней оси по горизонтали равно . Вертикальная координата т. от опорной поверхности . Сила тяжести приложена в т. , а опорные реакции и приложены соответственно в точках и . На автомобиль действует сила сопротивления воздуха , пропорциональная квадрату скорости автомобиля и силы естественного сопротивления движению, выраженные через силы сопротивления качению колес передней и задней оси автомобиля и . При затормаживании колес в пятне контакта за счет сил сцепления колес с дорогой появляются тормозные силы и , величины которых регулируются водителем. Как уже отмечалось на предыдущем занятии, при появлении тормозной силы немедленно появляется и сила инерции , стремящаяся поддержать предшествующее торможению состояние – движение с установившейся скоростью.

Для определения эффективности действия спроектированной тормозной системы используется величина среднего замедления a_i, реализованная при торможении. Величина замедления представляет собой удельную кинетическую энергию, приходящуюся на единицу массы подвижного состава, которая гасится его тормозной системой на единице длины тормозного пути. Из уравнения сохранения энергии в тормозном режиме имеем:

.

Время торможения представляет собой сумму времени на подготовку тормозов к действию и действительного времени торможения t_i, т.е. t_ТОП = t_П + t_i = t_П +

В теории автомобиля длина тормозного пути описывается следующей зависимостью:
Sт=Vн*tср+Vн2/2aт, где Vн–начальная скорость движения; tср–время срабатывания тормозной системы; aт – замедление автомобиля.

Для исследования процесса торможения удобно использовать уравнение тягового баланса. При этом движущей силой будет сила инерции P_J, тяговая сила P_К равна нулю, а к силам сопротивления прибавится тормозная сила P_M. Уравнение движения автомобиля при торможении только тормозной системой примет вид:

Так как при торможении скорость автомобиля резко уменьшается, можно принять P_W = 0. Тогда:

Или с учетом выражений (61), (23) и (21):

Откуда:

При торможении с отключенным двигателем коэффициентом 6 учитывается кинетическая энергия только вращающихся масс колес. Поэтому δ = 1+δ₁ = 1,05.

Основным фактором, определяющим распределение тормозов, является усиление тормозов, используемое на передних и задних колёсах. Тормозное усилие на отдельном колесе может быть описано уравнением:

где: F_b = Тормозное усилие; T_b = Тормозной крутящий момент; r = Радиус качения шины; G = Усиление тормоза (дюйм-фунт/psi). psi = (фунт/дюйм²);P_a = Рабочее давление

«Основы работоспособности технических систем»