В настоящее время введено законодательство по ограничению дымности отработавших газов дизелей в Правилах № 15, 24 и 49 ЕЭК ООН.

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 14

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Загрязнение атмосферного воздуха может быть радикально уменьшено путем соответствующего совершенствования конструкции автомобильного двигателя:

- непосредственный впрыск бензина вместо карбюрирования;

- дожигание отработавших газов;

- форкамерно-факельное зажигание;

- установка нейтрализаторов газа в выпускной системе и др.

За рубежом задача уменьшения дымности решается с помощью различных антидымных присадок (бариевых, марганцевых и др.), вводимых в топливо. Экспериментальная проверка антидымных присадок проводилась в США, Англии, Франции и подтвердила их положительные качества.

Исследования позволили наметить пути снижения загрязнения атмосферы окислами азота путем усовершенствования рабочего процесса и конструкции дизельного двигателя. Установлено, что уменьшение угла опережения впрыска топлива, рециркуляция части отработавших газов во впускной трубопровод, а также совершенствование процесса смесеобразования и сгорания за счет внедрения двухкамерных (вих-рекамерных и предкамерных) дизелей уменьшают выброс окислов азота в атмосферу.

Шумность

Важным критерием конструктивного совершенства автомобиля является его шумовая характеристика.

Генерация шумовых эффектов от дизеля и его агрегатов для грузового автомобиля примерно составляет:

дизеля — 85 дБ,

системы впуска — 84 дБ,

системы выпуска отработавших газов — 82 дБ,

вентилятора системы охлаждения— 82 дБ,

агрегатов трансмиссии и шин — 81 дБ.

При скорости свыше 80 км/ч уровень шума от шин может превосходить уровень шума от остальных источников грузового автомобиля, причем он зависит от рисунка протектора, степени изнашивания шин, вида поверхности дороги, скорости движения и нагрузки автомобиля. Снижение уров­ня шума, производимого шинами, без ухудшения их долговечности представляет одну из наиболее сложных проблем.

Лучшим средством снижения уровня шума двигателя служит шумоизо-лирующая капсула двигателя. Однако шумоизоляция ухудшает отвод теплоты от двигателя, поэтому требуется соответствующее повышение эффективности работы системы охлаждения.

Уровень шума от вентилятора системы охлаждения снижают за счет уменьшения частоты вращения вала вентилятора, подбора соответствующего угла атаки лопастей и конструкции кожуха вентилятора, а также совершенствования привода вентилятора (применения гидравлической или пневматической муфты, которая включает вентилятор, когда требуется дополнительное охлаждение двигателя).

Уровень шума от системы выпуска отработавших газов можно уменьшить установкой глушителей повышенной эффективности.

Шум при работе трансмиссии зависит от степени сбалансированности карданных валов, колес и шин, качества изготовления зубчатых колес коро­бок передач и ведущих мостов автомобиля, качества сборки узлов и т. д.

25. Показатели и нормативы плавности хода автомобилей

При эксплуатации подвижного состава основными устройствами, защищающими его от динамических воздействий дороги и сводящими колебания и вибрации к приемлемому уровню, являются подвески и шины.

Опытом установлено, что дорожные неровности, вызывающие ко­лебания подвижного состава, ведут к значительному снижению тех­нико-эксплуатационных и экономических показателей. Это проявля­ется в снижении провозных возможностей подвижного состава вслед­ствие уменьшения средней скорости доставки грузов и пассажиров, возрастания расходов на техническое обслуживание и ремонт.

Для уменьшения этих потерь могут быть использованы два направ­ления:

• строительство дорог с усовершенствованным покрытием
• создание более качественной подвески

Наряду с этим при длительной езде в подвижном составе вследст­вие колебания кузова у водителя и пассажиров часто появляются ус­талость и другие неприятные ощущения. Это приводит к снижению производительности труда водителей.

Плавность хода подвижного состава автомобильного тран­спорта — это возможность длительной езды по различным доро­гам без утомления или тягостных ощущений у пассажиров, обеспечи­вая при этом высокие скорости движения. Кроме того, к плавности хода подвижного состава в ряде случаев предъявляют требования по обеспечению сохранности перевозимых грузов.

При анализе плавности хода выделяют две основные составные части конструкции подвески:

• подрессоренные
• неподрессоренные

Подрессоренная часть включает в себя все агрегаты и узлы (кузов, двигатель, кабина и др.), масса которых воспринимается упругими элементами подвески.

Неподрессоренные части включают в себя все агрегаты и узлы, масса которых не воспринимается рессорами (мосты, колеса). Детали, которые крепят подрессоренные и неподрессоренные массы (упругие элементы, карданные валы, рычаги подвески и амортизаторов, реак­тивные штанги), условно делят пополам и относят соответственно к подрессоренным и неподрессоренным массам.

При движении подвижного состава появляется два вида колебаний — низкочастотные и высокочастотные. Низкочастотные колебания до­стигают 15 …18 Гц. Граница вибрационной чувствительности чело­веческого организма составляет 15 … 1500 Гц. Кузов автомобиля ис­пытывает одновременно колебания и вибрации. Частота колебаний подрессоренных масс (кузова) на упругих элементах составляет 1,0 … 2,5.Гц, а частота колебаний колес — 6 … 15 Гц. Вибрации двигате­ля, трансмиссии, частей кузова происходят с частотами 17 … 70 Гц.

Так как наряду с упругим элементом подвески на плавность хода оказывают влияние упругие свойства шины, го целесообразно устанавливать на автомобиль шины с меньшей жесткостью.

На жесткость шины влияет ее конструкция, ширина профиля и давления воздуха в ней.

Использование независимых подвесок по сравнению с зависимыми также повышает плавность хода, так как в этом случае существенно уменьшается галопирование.

Другим важным условием обеспечения плавности хода является оптимальная расстановка колес по длине автомобиля. Каждая неровность дороги передает на автомобиль не один, а серию импульсов, воздействующих последовательно на каждое колесо. В зависимости от расстановки колес в одних и тех же дорожных условиях эти импульсы могут для одного автомобиля усиливать колебания, для другого ослаблять.

Конструкция амортизаторов, их число и расположение оказывают влияние, как на плавность хода, так и на безопасность движения. Находящие в последнее время все большее применение газонаполненные амортизаторы обладают большей жесткостью по сравнению с гидравлическими при движении по дорогам с большим количеством неровностей, в то же время при движении по дорогам хорошего качества с большими скоростями они обеспечивают лучший контакт колеса с дорогой, а значит и устойчивость автомобиля.

Конструктивные факторы однозначно определяют плавность хода только при вполне определенных внешних условиях и режимах работы автомобиля. К ним относятся:

• скорость движения автомобиля;
• состояние дороги;
• характер неровности дороги.

26. Показатели и нормативы проходимости автомобилей

Различают профильную и опорную проходимость автомобиля.

Профильная проходимость характеризует способность автомобиля преодолевать неровности пути, препятствия и вписываться в ширину проезжей части дороги.

Опорная проходимость определяется способностью автомобиля двигаться по грунтовым, заснеженным, обледене­лым, мокрым и скользким дорогам.

В качестве оценочных показателей профильной проходимости используются:

1) дорожный просвет;

2) передний (задний) свес;

3) углы переднего и заднего свесов;

4) продольный радиус проходимости;

5) наибольший угол преодолеваемого подъема;

6) наибольший угол преодолеваемого косогора;

7) угол гибкости автопоезда.

К оценочным параметрам опорной проходимости автомобиля (автопоез­да) относят:

1) сцепной вес;

2) коэффициент сцепного веса;

3) удельное давление колес на дорогу.

Наибольший угол подъема, преодолеваемого автомобилем полной массы при движении по сухому твердому покрытию на низшей передаче, должен быть не менее:

- для легковых автомобилей — 35 %;

- для одиночных грузовых и автобусов — 25;

-для автопоездов — 18 %.

Опорная проходимость автомобиля (автопоезда) зависит от коэффициента сцепного веса ( ). Чем он больше, т. е. чем большая часть нагрузки приходится на ведущие колеса автомоби­ля, тем меньше вероятность их буксования. Установлено, что для обеспечения удовлетворительной проходимости автопоездов с осевой нагрузкой 100 кН коэффициент сцепного веса должен приниматься в диапазоне 0,263...0,31 в зависимости от назначения автопоезда, дорожных и климатических условий. Полная масса автопоезда зависит от выбранного .

Для автопоездов эксплуатирующих в затрудненных дорожных условий и равен 0,4.

27. Способы повышения грузоподъемности и снижение собственной массы автомобилей

Основными направлениями работ по снижению собственной массы АТС являются:

- совершенствование конст­рукции, обеспечивающее снижение ма­териалоемкости узлов и агрегатов;

- применение новых неметаллических материалов,алюминиевых сплавов, ле­гированных сталей,специального проката,легких композитных материалов и др.;

- ужесточение допусков на разме­ры деталей; отход в разумных преде­лах от унификации при создании моди­фикаций; совершенствование техноло­гии производства.

Эффективность грузоперевозок в первую очередь определяется произ­водительностью автотранспортного средства. Наиболее перспективным направлением повышения производи­ельности грузовых автотранспортных средств общего назначения в условиях возрастания плотности движения на дорогах и ограниченных возможностей роста скоростей движения является увеличение грузоподъемности.

Известны два основных направле­ния повышения грузоподъемности ав­тотранспортных средств:

- за счет снижения собственной массы при сохра­нении полной массы;

- за счет повышения полной массы на базе мак­симального использования регламентируемых нагрузок на дорогу и шины пу­тем применения рациональных компо­новочных схем, перспективных типов шин, увеличения числа мостов автомо­билей и автопоездов, увеличения числа звеньев в автопоездах.

Широкое применение автопоездов является наиболее эффективным спо­собом повышения грузоподъемности, рентабельности и экономической эф­фективности использования автотранс­портных средств.

Производительность перевозок автопоездами по сравнению с одиночными автомобилями возрастает более чем в 1,5 раза, себестоимость перевозок снижается на 25...30 %, значительно снижается расход топлива на единицу транспортной работы и материалоемкость конструкции. Этим и объясняется тот факт, что в последнее время прослеживается тенденция развития автомобилей большой грузоподъемности.

При действующих дорожных огра­ничениях острее становится проблема снижения собственной массы автомобилей, что обусловлено необходи­мостью экономии топлива и металла.

28. Способы улучшения скоростных свойств автомобилей

Средние скорости движения зависят как от условий движения, так и от ряда технических параметров автомобилей и авто­поездов.

Средние скорости движения зависят:

- типа двигателя и удельной мощности;

- сопротивления движению;

- возможности обеспечения оптимальных режимов работы двигателя и транс­миссии;

- показателей плавности хода автомобиля;

- тормозных качеств, управляемости, устойчивости и др.

Основным резервом роста средних скоростей движения является повышение удельной мощности АТС и оптимизация режимов работы трансмиссии.

Увеличение мощности двигателей приводит к повышению производительности автомобилей, а также улучшению динамики автомобиля при выполне­ии, например, обгонов, что приводит к повышению, как средней скорости, так и безопасности.

Однако при увеличении мощности двигателя ведет к увеличению его размера, масса, т. е. возрастает стоимость авто­мобиля.

Таким образом, необходимой предпосылкой получения высоких средних скоростей движения и топливной экономичности автомобилей, обеспечиваю­щих минимальные затраты на осуществление перевозок, является оптимизация удельной мощности АТС и параметров транс­миссии.

Улучшение скоростных свойств автомобилей (автопоездов) связано так­же с необходимостью уменьшения коэффициента сопротивления шин (особенно важно для большегрузных автопоездов, работающих на дорогах с усовершенствованным покрытием), улучшения аэродинамических качеств автомобилей (автопоездов), совершенствования тормозных систем за счет установки антиблокировочных устройств, высокоэффективных тормо­зов-замедлителей, дисковых тормозов, улучшения управляемости и устойчи­вости автомобилей.

Существенное влияние на средние скорости движения оказывает харак­тер протекания кривых внешней и ча­стичных характеристик двигателя, определяющих приспособляемость двигателя к нагрузкам и число ступе­ней коробки передач.

Чем больше ступеней, тем больше степень использования мощности двигателя.

29. Расчет сцепления на работу буксования

Экспериментально установлено, что при повышении температуры с 20 до 100⁰ С износ некоторых накладок увеличивается примерно вдвое.

Рассмотрим схему (рис. 2), поясняющую принцип работы фрикционного сцепления, где J_д - момент инерции маховика и приведенных к нему деталей двигателя и ведущих частей сцепления ; М_д -момент двигателя; - угловая скорость зала двигателя; М_с - момент трения сцепления; - угловая скорость ведомых деталей сцепления; М_в - момент сопротивления движению, приведенный к валу сцепления; J_в - момент инерции условного маховика, эквивалентный поступательно движущейся массе автомобиля.

Момент инерции J_в определяется из равенства кинетической энергии поступательно движущегося автомобиля и вращающегося условного маховика

откуда, учитывая, что ;

, (1.9)

где m - масса автомобиля ; R - радиус качения колеса ; I - передаточное число от места установки условного маховика до колеса ; V - скорость автомобиля. Для учета вращающихся масс трансмиссии и ходовой части введем в (1.9) коэффициент учета вращающихся масс . Тогда

,

где i - передаточное число трансмиссии на 1-ой передаче; коэффициент учета вращающихся масс на 1-ой передаче = 1,05...1.1; G - вес машины; g - ускорение свободного падения, м/с². Момент сопротивления движению, приведенный к ведомым деталям сцепления

, (1)

где - коэффициент суммарного сопротивления движению машины ; i - передаточное число трансмиссии; - коэффициент полезного действия трансмиссии; G - вес машины; R – динамический радиус качения колеса.

Будем считать, что во время буксования М_д и М_в постоянны, угловые скорости и и момент трения сцепления М_с изменяются по линейному закону, причем М_с достигает максимального значения в конце буксования. Изучение осциллограмм процесса буксования сцепления при трогаиии с места позволяет сделать такие допущения.

Разделим процесс буксования сцепления (рис. 3) на два периода; от начала буксования сцепления до трогания машины и от начала трогания до окончания буксования сцепления.

Принимая нарастание момента трения сцепления пропорциональ­ным времени включения сцепления, получим:

,

где М – текущее значение момента трения сцепления.

Работа буксования сцепления L₁ за время t₁ первого конца будет равна

Рисунок 3- Принципиальная диаграмма работы сцепления

Учитывая выражение (2) получим

.

Время буксования первого периода t₁ определится с учетом принятых допущений. Из рисунка 3 имеем

.

Рассматривая моменты, действующие на ведущую и ведомые схемы (рис. 2), имеем

; (3)

откуда угловое замедление коленчатого вала двигателя

Исходя из принятых допущений для второго периода, получим (3)

; ; .

В конце буксования угловые скорости выравниваются

; ,

и, следовательно, время t₂ второго периода буксования будет равно

. (4)

Работа буксования L₂ за время t₂ второго периода будет равна

Интегрируя это выражение и учитывая предыдущее равенство, получим

.Работа за весь период буксования будет равна

(5)

Формула (5), полученная на основе расчетной схемы, наиболее близка к описанию действительного процесса буксования сцепления и позволяет однозначно определить работу буксования.

Удельная работа буксования

,где F - суммарная площадь поверхностей трения фрикционной пары сцепления.Допускаемое значение удельной работы буксования , Нм/см²

30. Уравнение тягового баланса автомобиля.

Р_т –Р_к – Р_п- Р_в –Р_и =0

Р_к =G*f*cosα

N_k =v*f*G* cosα/1000

Сила и мощность сопротивления подъему

Р_п = G*sinα

N_п =v*G* sinα/1000

Коэффициент сопротивления дороги

Ψ =f*cosα+ sinα

Сопротивление воздуха

Р_в = k*F*v² (к =0,2- 0,7 Н*с²/ м⁴ )

N_в= k*F*v³/1000

Р_и = G*j*δ/g

Движение возможно, если выполняется условие

Рт ≥Р_д +Р_в ≥ Р_сц

Р _сц =R* φ ≥ Р _т