ТЕМА 1 - Эксплуатационные свойства АТС

ЛЕКЦИЯ №1

Развитие науки об эксплуатационных свойствах АТС. Роль русских ученых в развитии науки о законах движения АТС. Основные эксплуатационные свойства и их определения. Условия эксплуатации АТС.

Чуть-чуть истории.

1770 г. Француз Николя Жозеф Кюньо сконструировал, изготовил и испытал первый в истории человечества автомобиль - 3-х колесную коляску с приводом на переднее колесо от парового двигателя.

Только в конце ХIХ в. во Франции были созданы весьма удачные образцы самоходных экипажей с паровыми двигателями. Начиная с 1873 г. французский конструктор Адеме Боле построил несколько удачных паровых двигателей. В 1882 г. появились паровые автомобили Дион-Бутона. А в 1887 — автомобили Леона Серполе, которого называли «апостолом пара». Созданный Серполе котел с плоскими трубками представлял весьма совершенный парогенератор с почти мгновенным испарением воды. Паровые автомобиля Серполе конкурировали с бензиновыми автомобилями на многих гонках и скоростных состязниях вплоть до 1907 г

1885 год. Карл Бенц изготовил мотоколяску, более изящное изделие, также с паровым двигателем, она развивала скорость 16 км/час

1895г. Карл Бенц изготовил мотоколяску с бензиновым двигателем собственной конструкции.

1908г. Генри Форд организовал серийное производство автомобилей собственной конструкции «Форд Т» (Tin Lizzy- жестяная Лизи). Таких автомобилей с1908по 1928г.г. было продано 15 000 000 шт. Практически с Генри Форда начался бум автомобилей, который продолжается по настоящее время.

Русский конструктор Е. А. Яковлев спроектировал и построил моторный экипаж с керосиновым двигателем. Успешно работали над созданием экипажей и двигателей к ним русские изобретатели и конструкторы: Ф. А. Блинов, Хайданов, Гурьев, Махчансквй и многие другие.

Практическое отечественное автомобилестроение началось с С.- Петербург-ской компании «Русо-Балт» накануне 1-ой Мировой войны. Наиболее интенсивное развитие Автопром получил в годы первых пятилеток. Это- ГАЗ, ЯМЗ(ЯАЗ),ЗиЛ(ЗиС), во время войны УралАЗ(ЗиС), после ВОВ - АЗЛК, КрАЗ, МАЗ, ВАЗ, КамАЗ.

Днем возрождения отечественного автомобилестроения можно считать 7 апреля 1921 г., когда был осуществлен первый выпуск российских автомобильных двигателей. Их выпуск позволил уже в ноябре 1924 г. собрать первые 10 машин отечественного производства АМО-Ф-15. Через год после амовцев, в ноябре 1925 г, были собраны первые два грузовика Я-3 на Ярославском заводе. В 1927 г. Московский завод «Спартак» приступил к производству первого отечественного малолитражного автомобиля НАМИ1. В августе 1929 г. началось строительство нового крупнейшего автозавода в Нижнем Новгороде, а в январе 1932 г., т е. менее чем через три года, с конвейера завода сошел первый грузовой автомобиль ГАЗ-АА грузопдъемностью 1,5 т. В 1931 г. была закончена реконструкция Москов-ского автозавода АМО, который стал ежегодно выпускать 15 тыс. грузовых автёмобилей АМО-3 грузоподъемностью 2,5 т. На торжественном митинге 1 октября 1931 г., посвященном пуску автозавода после реконструкции, директор завода Иван Алекссеввч Лихачев говорил: «Мы с вами видам огромные вновь построенные корпуса и частично использованные старые помещения, которые составляют только 1/20 часть всей производственной площади завода. А если считать по затраченному капиталу, то можно сказать, что мы к пуговице пришила пальто».

Так рождалось отечественное автомобилестроение и успешно развивалось до Великой Отечественной войны 1941 — 1945 гг. Военный период явился вторым серьезным тормозом в развитии автотракторостроения в Россия. Все производство было перестроено на снабжение армии всеми необходимыми средствами и машинами.

Немногим более ста лет назад, в 80-с годы ХIХ в., появились и первые электрические автомобили. Их появление связано с созданием в 1860-е годы свинцовых аккумуляторов. Однако слишком большая удельная масса и недо- статочная емкость не позволяли электромобилям принять участие в конкуренции с паровыми машинами и газобензиновыми двигателями. Электромобили с более легкими и энергоемкими серебряно – цинковыми аккумуляторами также не нашли широкого применения. В России талантливый конструктор И. В. Романов создал в конце ХIХ в. несколько типов электромобилей с достаточно легкими аккумуляторами. Электромобили имеют достаточно высокие преимущества. Прежде всего они экологически чистые, так как вообще не имеют выхлопных газов, обладают очень хорошей тяговой характеристикой и большими ускорениями за счет возрастающего круглящего момента при снижения числа оборотов; исполь зуют дешевую электроэнергию, просты в управления, надежны в эксплуатации и т. д. Сегодня электромобили и троллейбусы имеют серьезные перспективы их развития и применения на городском и пригородном транспорте в связи с необходимостью коренного решения проблем по снижению загрязнения окружающей среды.

Вопросы теории автомобилей развивались параллельно с развитием АТС.

В 1912г. немецким ученым Ридли был построен стенд с беговыми барабанами для испытания автомобилей.

Исследования Н.Е.Жуковского о колебаниях паровоза на рессорах было использовано автомобилистами в создании теории колебаний автомобиля. Им же были проведены исследования устойчивости автомобиля на повороте с переменным радиусом.

Созданная К.Э. Циолковским в 80-е годы 19-го столетия аэродинамическая труба, значительно усовершенствованная Жуковским и сегодня помогает решать вопросы исследования аэродинамики АТС, что весьма актуально и сегодня, в связи с возрастанием их скоростных свойств.

Отдельные вопросы теоретических изысканий плодотворно изучались в ряде европейских стран и в США.

Однако начало теории в современном представлении ее положено создателем советской автомобильной школы академиком Чудаковым Е.А - монографиями «Динамические и экономические исследования автомобиля»(1928г) и «Тяговый расчет автомобиля» (1930г). Им же был выпущен первый в мире учебник «Теория автомобиля» (1935г).

1932…1939гг профессоры Зимелев Г.В. и Фалькович Б.С. развили и углубили теоретические изыскания по АТС.

Эти изыскания продолжаются и сегодня, перейдя в плоскость углубленного изучения отдельных свойств и особенностей реальной эксплуатации, с оценкой их в комплексе и оптимизацией отдельных показателей и технических параметров.

Курс ТЕОРИИ, который мы с вами будем изучать рассчитан на:

- 34 часов аудиторной работы, в т.ч. 17 час - лекции, 17 часов – практические занятия, и в два раза больше времени вам потребуется для самостоятельной работы – выполнение 3-х контрольных работ, курсовой работы «Оценка и исследование тягово-скоростных качеств автотранспортных средств» и завершать нашу работу мы будем экзаменом.

Изучение теории - процесс изучения эксплуатационных свойств автотранспортных средств (АТС), тех машин и оборудования, которые самоходом передвигаются по земной тверди.

Эксплуатационные свойства – группа свойств, определяющих степень приспособленности АТС к эксплуатации.

Эксплуатационные свойства включают в себя две группы свойств:

- первая группа – потребительские свойства. Свойства, характеризующиеся особенностями компоновки, назначением, особенностями эксплуатации (т. е. такими как – производительность, грузоподъемность, пассажировместимость, спецназначение);

- вторая группа – свойства, обеспечивающие процесс передвижения, т. е. характеризующие физические свойства АТС такие, как:

- тягово – скоростные. Определяются: мах. скоростью движения, величиной преодолеваемых сопротивлений дороги, временем разгона в заданном интервале скоростей;

- тормозные. Характеризуются временем и расстоянием, необходимыми для снижения скорости движения в заданном интервале скоростей или до полной остановки;

- топливно – экономические. Определяется затратами ГСМ, необходимыми для совершения работы в соответствующих эксплуатационных условиях;

- управляемость. Способность автомобиля двигаться в направлении, задаваемом положе-нием управляемых колес;

- устойчивость. Свойство автомобиля сохранять заданное направление движения при воздействии внешних сил, стремящихся отклонить его (т.е. передвигаться без опрокидывания, юза и заноса);

- маневренность. Характеризуется возможностью автомобиля изменять заданным образом свое положение на ограниченной площади в условиях, требующих движения по траекториям большей кривизны с резким изменением направления, в том числе и задним ходом;

- плавность хода.С пособность автомобиля передвигаться с мах. скоростью по соответствующим дрогам с мин. колебаниями и вибрациями в горизонтальном и вертикальном направлениях;

- проходимость. Способность автомобиля передвигаться по бездорожью и преодолевать различные препятствия.

Автомобиль является частью системы «автомобиль – водитель - дорога – окружающая среда» и его свойства проявляются во взаимодействии с элементами этой системы.

Условия эксплуатации АТС в целом определяются:

- техническим состоянием автомобиля – коэффициент готовности, своевременность Т.О., физическое состояние автомобиля, позволяющее иметь достаточную способность к движению, т.е. переходу из неподвижного состояния к движению и достаточный запас тягового усилия для преодоления подъемов, ускорения с приемлемой эффективностью до достижения заданной скорости;

- дорожными условиями – элементы профиля и план дорог, рельеф местности, вид и ровность дорожного покрытия, интенсивность движения, помехи движению, стабильность дорожного состояния, режим движения.

Различают четыре основных типа покрытия дорог

– капитальные – цементно-бетонные, асфальтобетонные – I – IV кат.;

– облегченные - асфальтобетонные, цементо-бетонные - III – IV кат.;

– переходные – щебеночные и гравийные – IV – V кат.;

– низшие – грунтовые улучшенные и укрепленные с добавками;

- транспортными условиями – вид груза, объем и расстояние перевозок, партионность отправки, способы погрузки – выгрузки, режимы работы, виды маршрутов и организация перевозок, условия хранения, техническое обслуживание и ремонт;

- природно-климатическими условиями – особенности зон умеренного, холодного, жаркого, тропического и высокогорного климата;

- личностными качествами водителя – квалификация, возраст, уровень образования, физическое состояние.

Помимо этого любое транспортное средство должно обладать:

- достаточной агрегатной мощностью и запасом энергии силовой установки, что позволит получить заданную динамику, пластичность и временной интервал движения АТС.

Время работы АТС и связанный с ним запас хода до необходимости восстановления работоспособности (восстановление запаса энергии – замена, зарядка, заправка) является функцией запаса энергии потребной мощности и массы самого АТС.

Благоприятное отношение мощности к массе ТС вместе высоким показателем запаса энергии (возможность продолжительной работы на одной полной заправке топливного бака) делает ДВС наиболее приемлемым для безрельсового транспорта. Однако характер протекания крутящего момента поршневых ДВС требует введения в кинематику АТС дополнительного устройства – трансмиссии, позволяющей варьировать потребным крутящим моментом в соответствие с режимом работы ТС. Необходимо отметить, что и паровые, и электрические силовые агрегаты также требуют трансмиссии, так как максимальные величины тока и давления пара ограничены.

Все силовые установки должны также обеспечивать достаточно высокие показатели по:

экономичности – минимальный расход топлива, малая стоимость изготовления, низкие эксплуатационные расходы и значительный срок эксплуатации;

экологии – низкий уровень выбросов вредных веществ с отработавшими газами;

эргономике – допустимый по показателям безопасности уровень шума и вибрации;

гибкость в работе (пластичность) – хорошие пусковые качества в широком диапазоне температур (± 50◦С), приемлемые уровни разгонных и тормозных характеристик.

Средняя скорость движения, несмотря на хорошее покрытие городских улиц, не превышает 30 км/ч, в силу значительного количества помех: светофоры, большое количество пересечений маршрутов передвижений (Многоуровневые дороги в Токио, МКАД, Садовое кольцо, Продольные улицы Волгограда, Саратов-Энгельс, Волгоград - Волжский), а это низкие скорости движения, т.е. потери времени, низкая экономичность и значительные выбросы токсичных веществ.

Движение спец. АТС: большегрузные самосвалы (угольные разрезы, урановые рудники, открытые разработки полезных ископаемых, кимберлитовые трубки), наиболее оптимальные – прямой участок на отъезде от погрузчика длиной 150-600м, подъем 6…12%, протяженностью 100…500м и пробег на плече 4...10 км.

Средняя протяженность перевозок:

Москва – продукты – 7…9км; Волгоград – до 50км; междугородные 700…800км, в Сибири – 3…4 тыс. км, в США 50% перевозок 400км, а мах 1,5…2км

Дата добавления: 2014-01-13