Нормы плавности хода грузовых автомобилей

Курс лекций

по дисциплине:

«Потребительские свойства

Автомобилей»

Челябинск

Содержание

Лекция №1 Технический уровень автотранспортных средств 1. Общие положения 2. Основные требования к конструкции автомобиля 3. Основные показатели эксплуатационных свойств 3.1. Удельная грузоподъемность и материалоемкость 3.2. Тягово-скоростные свойства 3.3. Топливная экономичность 3.4. Безопасность автомобиля 3.4.1. Общие положения 3.4.2. Тормозные свойства 3.4.3. Показатели маневренности 3.4.4. Показатели управляемости и устойчивости 3.4.5. Система внешнего освещения и сигнализации 3.4.6. Эргономические свойства 3.4.7. Пассивная безопасность 3.4.8. Экологическая безопасность 3.5. Проходимость 3.6. Плавность хода 3.7. Надежность 4. Интегральная оценка технического уровня 4.1. Номенклатура показателей 4.2. Методы оценки технического уровня и качества 5. Оценка ТУ на основе квалиметрии 5.1. Общие положения 5.2. Квалиметрические оценки ТУ	- - - - - - - - - - - - - -
Лекция №2 Технический уровень легковых автомобилей 1. Анализ компоновочных схем 2. Весовые параметры 3. Кузов автомобиля 3.1. Типы кузовов 3.2. Рабочее место водителя 4. Техническое совершенство легковых автомобилей 4.1. Двигатель 4.2. Трансмиссия 4.3. Ходовая часть, управление 5. Крупнейшие автомобильные компании 6. Крупнейшие заводы СНГ	- - - - - - -
Лекция №3 Грузовые автомобили и автопоезда 1. Общая компоновка 2. Организация рабочего места 3. Весовые параметры 4. Габаритные параметры 5. Компоновка прицепного состава 6. Изготовители автопоездов (седельных)	- - - -
Лекция №4 Специализированный подвижной состав (СПС) 1. Введение 2. Классификация перевозимых грузов и общие требования к подвижному составу 3. Типы СПС и особенности их конструкции 4. Автопоезда 5. Автомобили-самосвалы 6. Автомобили-самопогрузчики 7. Автомобили-фургоны 8. Автомобили-цистерны	- - - -
Лекция №5 Автобусы 1. Весовые параметры и компоновка 2. Планировка пассажирского помещения	- -
Лекция №6 Специальные автомобили (гоночные автомобили) 1. Исторический очерк 2. Автомобильные гонки 3. Особенности конструкции	- -
Лекция №7 Технико-экономические показатели 1. Общие методические положения 2. Пути улучшения технико-экономических показателей автомобиля 2.1. Повышение производительности 2.2. Улучшение топливной экономичности 2.3. Снижение себестоимости изготовления 2.4. Понятие маркетинга	- - -
Лекция №8 Эргономические показатели АТС 1. Рабочее место водителя 2. Информативность автомобиля 2.1. Внешняя информативность 2.1.1. Кузов 2.1.2. Световозвращатели 2.1.3. Система автономного освещения. Видимость дороги и объектов 2.1.4. Система внешней световой сигнализации 2.2. Внутренняя визуальная информативность 2.2.1. Панель приборов 2.2.2. Обзорность 2.3. Звуковая информативность автомобиля 2.3.1. Звуковые сигнализаторы 2.3.2. Несущая волна	- - - - -
Лекция №9 Экологические показатели АТС 1. Источники выбросов и токсичные вещества 2. Нормирование токсичности 3. Методика испытаний на токсичность	-
Лекция №10 Надежность автомобиля 1. Основные термины и определения 2. Показатели надежности	-
Лекция №11 Комплексная оценка потребительских свойств АТС 1. Экспериментальные методы оценки. Виды испытаний 2. Моделирование процесса движения автомобиля	-

Лекция №1

Технический уровень автотранспортных средств

1. Общие положения

Технический уровень автотранспортных средств определяется его приспособленностью к наиболее эффективному использованию, т.е. к выполнению перевозок с наименьшими материальными и трудовыми затратами, быстро, при сохранности грузов и удобстве пассажиров. Технический уровень определяется на основе ГОСТ 2.116-84 «Карта технического уровня и качества продукции».

Номенклатуру показателя технического уровня также определяют стандарты «Автомобили. Номенклатура показателей качества» по различным типам автотранспортных средств. Оценивают технический уровень путем технико-экономического анализа, теоретического и экспериментального установления значений показателей его эксплуатационных свойств, сопоставляя их с нормируемыми или рекомендованными значениями. Кроме этого (сравнение автомобильных данных) существует еще 2 методики:

- РТМ 37.001.017 – 75 –методика интегральной оценки;

- Оценки на основе квалиметрии – науке о качестве (траны).

Рассмотрим первый метод.

Основные эксплуатационные свойства автомобиля определяющие его ТУ представлены на рис.1.1.

Рис.1.1 Основные показатели потребительских и эксплуатационных свойств

2. Основные требования к конструкции автомобиля

Только путем комплексного технико-экономического анализа, при совместном рассмотрении конструктивных и эксплуатационных параметров можно установить рациональные значения параметров, получение наивысшего экономического эффекта. При этом конструктивные решения должны приниматься с учетом того, что расходы на эксплуатацию значительно выше производственных (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Основные требования, предъявляемые к конструкции автомобилей

3. Основные показатели эксплуатационных свойств

3.1. Удельная грузоподъемность и материалоемкость

Удельная грузоподъемность – это отношение грузоподъемности к снаряженной массе автомобиля. Эта величина изменяется от 0,5 для легковых автомобилей до 2-3 для грузовых автомобилей большой и особо большой грузоподъемности. Автопоезда имеют большую грузоподъемность чем отдельный автомобиль.

Удельная материалоемкость

где m_с - сухая масса автомобиля;

m_г – грузоподъемность;

Т - срок службы до капитального ремонта (ресурс), тыс. км.

Этот показатель более объективно оценивает материалоемкость конструкции, чем ранее применявшийся коэффициент снаряженной массы (коэффициент тары – отношение снаряженной массы к массе перевозимого груза), т.к. учитывает ресурс автомобиля.

3.2. Тягово-скоростные свойства

Производительность АТС:

П = G_г×V, т×км/ч

где G_г– масса груза;

V – скорость.

Скоростные свойства оцениваются ГОСТ 22576-77 по следующим показателям:

- Скоростные характеристики разгон – выбег;

- То же на высшей и предшествующих передачах;

- То же на дороге с переменным продольным профилем;

- Максимальная скорость;

- Условная максимальная скорость;

- Время разгона на пути 400 и 1000 м;

- Время разгона до заданной скорости.

Кроме того, используется еще показатель – установившаяся скорость на затяжных подъемах (ГОСТ 21398 – 75). Методику определения этих показателей устанавливает ГОСТ 22576 –77. Два показателя нормированы: максимальная скорость на горизонтальном участке для грузовых автомобилей полной массой £ 3,5 т – 100 км/ч,

> 3,5 и автопоездов – 80 км/ч.

Автопоезда должны преодолевать подъем 3% протяженностью не менее 3 км при установившейся скорости 30 км/ч. Для установления средней скорости движения во время испытаний выбирают маршруты: горизонтальный, холмистый, горный.

Параметром автомобиля, определяющем его тягово-скоростные свойства является удельная мощность – отношение мощности двигателя к полной массе АТС [кВт/т]. При сопоставлении АТС различных стран необходимо иметь ввиду, что мощность дизельных двигателей по ГОСТ 14846 – 81 практически равна определенной SAE(США, Франция, Италия), на 8% больше DIN (ФРГ), на 6% - по BS (Великобритания) и на 3% - по JIS (Япония), а мощность бензиновых равна SAE и на 10% больше DIN.

Однако надо помнить, что тягово-скоростные свойства АТС характеризуются не только N_уд, но и зависят от выбора передаточных чисел трансмиссии, числа ступеней КП, характера кривых внешней и частичных характеристик двигателя и т.д.

Скорость АТС ограничена также ПДД: в СССР АТС> 3,5т –70 км/ч, США – 90, некоторые европейские страны – 80 км/ч.

3.3. Топливная экономичность

Топливная экономичность оценивается по ГОСТу 20306 – 85 следующими параметрами:

- Контрольный расход топлива;

- Расход топлива в магистральном цикле;

- То же в городском цикле на дороге;

- То же на стенде;

- Топливная характеристика установившегостя двигателя;

- То же на магистральной холмистой дороге.

Основной измеритель: расход топлива в л/100 км или на 100 ткм транспортной работы.

3.4. Безопасность автомобиля.

3.4.1. Общие положения

Схема безопасности автомобиля представлена на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Схема безопасности АТС

Активная безопасность обеспечивается свойствами АТС, помогающими водителю предотвратить ДТП.

Пассивная безопасность обеспечивается свойствами АТС, сводящимися к минимальному травматизму участников движения.

Экологическая безопасность обеспечивается свойствами АТС, позволяющие обеспечить снижение вредного воздействия на участников движения.

Впервые, в 1958 году, комитет по внутреннему транспорту ЕЭК ООН разработал комплекс правил по безопасности.

Официальная проверка на соответствие АТС этим правилам осуществляется в основном во Франции, Англии, ФРГ, Чехословакии. Соответствующие официальные утверждения являются необходимым условием для экспорта АТС. Их маркировка состоит из знака «Е», порядкового номера стран, предоставившей сертификат, номер Правил ЕЭК ООН, номер последней серии утвержденных поправок к Правилам, номер официального утверждения.

Правила ЕЭК ООН практически одинаковы. Страны ЕЭС приняли Директивы ЕЭС (знак «е»). Процесс проверки на соответствие правилам ЕЭК ООН и директивам ЕЭС называется омологацией. Национальные стандарты ряда стран являются более жесткими (Швеция, Япония, США).

3.4.2. Тормозные свойства

Показателями эффективности рабочей и запасной тормозных систем является - тормозной путь и установившееся замедление в зависимости от начальной скорости торможения. Показателем эффективности стояночной и вспомогательной тормозных систем является суммарная тормозная сила, развиваемая системой.

Нормативы эффективности тормозных систем АТС учитывает ГОСТ 22895 – 77 и правилом №13 ЕЭК ООН. ОСТ 37.001.067 – 75 – устанавливает методы испытаний тормозных свойств.

Пути повышения тормозных свойств:

1. Повышение устойчивости АТС при торможении (изменение регуляторов, АБС);

2. Применение высокотемпературных тормозных жидкостей (для ГП);

3. Использование более стабильных тормозных накладок (безасбестовые) по температуре и износу;

4. Применение дисковых тормозов с плавающей скобой на всех мостах;

5. Использование в пневмосистемах адсорбирующих влагоотделителей;

6. Повышение быстродействия ТС автопоездов за счет применения электропневматического привода.

3.4.3. Показатели маневренности

Маневренность АТС характеризуется:

1. наименьшим радиусом поворота по оси следа переднего внешнего колеса (относительно центра поворота);

2. наружным габаритным радиусом;

3. шириной коридора при повороте (по габариту).

Первые два показателя определяют по ОСТ 37.001.244-82. Оценочным показателем для автопоездов является третий.

Стандарт ЕЭС: внешний минимальный радиус 12,5 м (стандарт – СЭВ 12 м), внутренний ³ 5,3 м, ширина коридора 7,2 м (для грузовых). При этом максимальные габаритные размеры: ширина 2,5 м, высота 4 м.

3.4.4. Показатели управляемости и устойчивости

При рассмотрении управляемости и устойчивости используются термины и определения ОСТ 37.001.051 – 73. Для оценки управляемости АТС используется усилие на рулевом колесе при повороте. По ГОСТ 21398 – 75 усилия при переходе от прямолинейного движения к повороту радиусом 12м при скорости 10 км/ч на горизонтальном участке с сухим ровным покрытием не должно превышать:

245 Н – для рулевого управления без усилителя на пути 17м;

118 Н – для рулевого управления с усилителем на пути 11м;

490 Н – в случае прекращения действия усилителя на пути 17м.

При осевой нагрузке на управляемую ось 55 кН усилие в случае прекращения действия усилителя £ 600 Н.

«Методика испытаний и оценки устойчивости управления АТС» (РД 37.001.005 – 82) предусматривает определение значений показателей устойчивости управления в штатных и нештатных (критических режимах). Оценочными показателями статической устойчивости являются:

- коэффициент поперечной устойчивости;

- угол опрокидывания на стенде;

- угол крена подрессоренных масс в поперечном сечении центра масс.

Показателями устойчивости управления (в баллах) в штатных режимах движения:

1. устойчивость управления траекторией;

2. устойчивость курсового управления;

3. устойчивость управления траекторией при торможении;

4. устойчивость курсового управления при торможении j_т =0,5g;

5. предельная скорость выполнения маневра, км/ч;

6. скорость начала снижения устойчивости курсового управления, км/ч;

7. скорость снижения устойчивости управления траекторией, км/ч.

Показатели 1-4 определяют в штатных режимах, 5-7-1 нештатных, при выполнении маневров:

- перестановка;

- поворот;

- торможение на повороте.

При определении этих показателей используются измерительные и органолептические методы (в баллах) от 1 до 5. Комплексная оценка (внутри – водитель, снаружи – наблюдатель) ³ 3 балла. Минимально допустимый угол опрокидывания на стенде – 21°. Угол крена l подрессоренных масс определяется в зависимости от коэффициента поперечной устойчивости h = B / 2h, l_min= 4. Скорость АТС при определении параметров устойчивости зависит от категории АТС (ГОСТ 22895 – 77). Кроме указанных имеются и другие характеристики управляемости.

3.4.5. Система внешнего освещения и сигнализации

Необходимое оборудование по ГОСТ 8769 –75:

- фары ближнего света;

- фары дальнего света;

- широкоугольно-противотуманные;

- указатели поворота;

- сигналы торможения;

- габаритные огни;

- фары освещения номерного знака;

- фонари автопоезда.

Расположение, цвет и видимость по ГОСТ 8769 – 75.

Международные документы:

Правило №48 ЕЭК ООН, стандарт ISO-R303. Световые и цветовые характеристики, нормы и методы испытаний по ГОСТ 10984 – 74.

3.4.6. Эргономические свойства

1. Гигиенические:

а) уровень внутреннего шума 80дБ – для легковых автомобилей, 85 дБ – для грузовых автомобилей, 75 –автобусы (ГОСТ 19358-74);

б) температурные условия ГОСТ 12.2.023 -76;

в) концентрация вредных веществ в т.ч. СО – 0,02 мг/л, СО₂ – 0,4 мг/л, акролеин – 0,007 мг/л, пары бензина – 0,1 мг/л, окислы H₂SO₄ – 0,001 мг/л, минеральная пыль – 0,0005 мг/л.

2. Антропометрические:

а) параметры рабочего места водителя (ГОСТ 12.2.023-76): размеры, регулировка сидений, регулировка расположения органов управления;

б) воздухонепроницаемость сидений.

3. Физиологические показатели:

Усилие на:

- педаль сцепления <145 (245 без усилителя) Н;

- тормозной педали <200-300H (490-685 Н при экстренном);

- рычаге ручного тормоза <390 Н;

- рычаге коробки передач <90-145Н;

- рулевом колесе (см. пункт 3.4.4. Показатели управляемости);

4. Психологические показатели:

а) Средства отображения информации. Размещение, номенклатура приборов, цвет регламентирует ОСТ 37.001.202 -77

б) Обзорность. Параметры обзорности для грузовых автомобилей и автобусов регламентированы ГОСТ 22893 -77, ГОСТ 12.2.025 –76, легковых – ГОСТ 22734 – 77.

в) система обогрева стекла должна предотвращать запотевания лобового стекла при наружной температуре до –45^о С. Обзорность через зеркала заднего вида – ГОСТ 13887 –75 и Правило №46 ЕЭК ООН.

3.4.7. Пассивная безопасность

Ударно – прочностные свойства кузова легкового автомобиля регламентируются ОСТ37.001.263 – 83 и ОСТ 37.001.264 – 83.

Принципы проектирования: жесткий салон, легкодеформирующаяся передняя и задняя часть, поглощающая энергия удара, применение безопасных стекол (триплекс, безосколочные стекла), ремней (ГОСТ 18837 –82) и подушек безопасности, подголовников (ГОСТ 24309 –80). Травмобезопасные рулевые колонки с упругим энергопоглощающим элементом (ОСТ 37.001.001 – 70). Безопасное оформление интерьера (ОСТ 37.001.211 –78), наружных частей автомобиля (экстерьер) (ОСТ 37.001.201 –78). Статистическая обработка результатов ДТП показывает, что основными причинами тяжелых травм нарушение жизненного пространства кабины Прочность кабины регламентирована правилами № 29 ЕЭК ООН.

Например, для грузовых автомобилей полной массой >7 т должно сохраняться жизненное пространство поля воздействия:

1. Динамической нагрузкой с энергией 44150 Дж на переднюю часть кабины (плоский маятник).

2. Статистической нагрузкой Р равной половине полного веса автомобиля прикладываемой к крыше.

3. Статистической нагрузке Р=1962 Н/1т массы груза, действующую на заднюю поверхность кабины.

В СССР действует более жесткий ОСТ 37.001.221 – 80. Наиболее жесткие требования в Швеции.

3.4.8. Экологическая безопасность

1. Выброс токсичных веществ регламентирован ГОСТ 17.2.2.03-77. Дымность отработавших газов устанавливает ГОСТ 21393-75. Кроме того, учитываются правила №15, 24,49 ЕЭК ООН

2. Допустимый уровень внешнего шума по ГОСТ 17187-81, 19358-74. Легковые автомобили <82дБ (А), грузовые – 84…91, автобусы – 84…91. Между действительным снижением уровня шума и его значением в дБ (А) существует логарифмическая зависимость. Например, снижение с 88 до 86 дБ (А) соответствует действительному снижению на 20%, а на 6 дБ на 50%. Международные нормативные документы: Правило №51 ЕЭК ООН.

3.5. Проходимость

Различают профильную (геометрическую) и опорную (тягово-сцепную) проходимость.

Оценочные показатели профильной проходимости:

1. Дорожный просвет;

ГОСТ 22653 -77

Передний (задний) свес;

3. Углы переднего и заднего свеса;

4. Продольный радиус проходимости;

5. Наибольший угол преодолеваемого подъема;

6. Наибольший угол преодолеваемого косогора;

7. Угол гибкости автопоезда. ГОСТ 12105 – 74.

Оценочные показатели опорной проходимости:

ГОСТ 22653 -77

Сцепной вес;

2. Коэффициент сцепного веса;

3. Удельное давление колеса на дорогу – ГОСТ 17697 – 72.

Наибольший угол подъема АТС:

- легковых –35%;

- грузовые и автобусы – 25%;

- автопоезда – 18%.

Опорная проходимость зависит от коэффициента сцепного веса К_j.

Для осевой нагрузки: 100 кН (А) К_j ³ 0,263…0,31,

60 кН (Б) К_j ³ 0,4.

3.6. Плавность хода

В различных местах автомобиля параметры вибронагруженности различны. В автомобильной промышленности действуют следующие стандарты для рабочего места водителя:

1. ОСТ 37.001.291 – 84 «Автотранспортные средства. Технические нормы плавности хода» разработанные на основе ГОСТ –12.1.012 –78 «Вибрация. Общие требования безопасности».

2. ОСТ 37.001.275 –84 «АТС. Методы испытаний на плавность хода».

Согласно ГОСТ 12.1.012 –78 оценку вибраций можно проводить одним из следующих методов:

- спектральным анализом нормируемого параметра, которым является средние квадратические значения виброскорости и виброускорения в октавных полосах частот в диапазоне 0,7…90 Гц;

- Интегральной оценкой вибраций по частоте нормируемого параметра, которым являются корректирование значения виброускорений;

В ОСТ 37.001.291 – 84 принята интегральная оценка вибраций. В качестве нормируемых показателей приняты скорректированные значения вертикальных и горизонтальных (продольных и поперечных) виброускорений на сиденьях водителя и пассажиров и среднеквадратичные значения вертикальных виброускорений в характерных точках 0,7-22,4 Гц (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Нормы плавности хода грузовых автомобилей

Тип дороги	Скорректированные значения виброускорений на стенде м/с²	Среднеквадратичные виброускорения в характерных точках
a_x	a_y	a_z
I (цементобетонная, q=0,6 см)	0,65	0,65		1,3
II (булыжная в хорошем состоянии q=1,1 см)		0,8	1,5	1,8
III (булыжная с выбоинами q=2,9 см)	1,6	1,6	2,3	2,7

q – среднее квадратичное значение неровности.

Международный стандарт ИСО 2631 –78 «Вибрация, передаваемая человеческому телу» дифференцирует воздействие виброускорений в третьоктавной полосе по длительности воздействия.

3.7. Надежность

Термины и определения определены ГОСТом 27.002 – 83, а для АТС – ОСТ 37.001.055 – 74.

Показатели надежности:

1. Безотказность:

- вероятность безотказной работы;

- средняя наработка на отказ;

- гамма – процентная наработка на отказ;

- интенсивность отказов;

- параметр потока отказов.

2. Долговечность:

- средний ресурс;

- гамма – процентный ресурс

3. Ремонтопригодность:

- периодичность технического обслуживания;

- удельная оперативная трудоемкость текущего обслуживания;

- удельная трудоемкость текущего ремонта.

Надежность обеспечивается технологией производства, стандартизацией, унификацией, культурой производства.

4. Интегральная оценка технического уровня

4.1. Номенклатура показателей

Сравнительная оценка абсолютных параметров автомобиля весьма трудоемка. Интегральная оценка представлена в РД 37.001.027 -85. Отличительной особенностью этой методики является получение единой, обобщенной оценки технического уровня путем сравнения совокупных показателей исследуемой модели с аналогом – образцом. Для сравнительной оценки степени совершенства необходимы не абсолютные, а относительные (удельные) показатели.

Номенклатура показателей характеризующих ТУ включает пять условий групп:

П_д – показатель оценки совершенства конструкции двигателя и энерговооруженности автомобиля;

П_к – показатель оценки важнейших элементов комфортабельности, т.е. вместимости, уровня шума, плавности хода, и т.д.;

П_б – показатель оценки безопасности конструкции;

П_э – показатель оценки топливной экономичности, трудоемкости обслуживания и ремонта (оценка эксплуатационных затрат);

П_н– показатель оценки надежности;

П_S– интегральный показатель.

П_S = П_д × К_д + П_к × К_к + П_б × К_б + П_э × К_э + П _н × К _н,

где К – весовые коэффициенты.

Например для автомобилей малого класса:

К_д =0,9, К_к =0,8, К_б =1,1, К_э =1,2, К _н =1.

Сумма величин коэффициентов равна 5.

РД 37.001.027 – 85 Отраслевая методика. Оценка технического уровня и качества изделий автомобильной промышленности.

Номенклатура изделий:

1. Показатели назначения;

2. Показатели надежности;

3. Показатели экономного использования сырья, материалов, топлива, трудовых ресурсов;

4. Эргономические показатели;

5. Экологические показатели;

6. Показатели безопасности;

7. Показатели стандартизации и унификации;

8. Патентно-правовые показатели;

9. Показатели транспортабельности;

10. Эстетические показатели.

Первые 6 показателей входят в «Карту технического уровня и качества продукции».

Методы определения значений: измерение, расчет, экспертный анализ.

Выбор базового образца: по РД 50-451-84 (перспективный образец отражает требования на определенный будущий период). Классификационные показатели устанавливаются РД. В качестве источников информации указываются результаты испытаний, расчетные значения, международные и национальные стандарты.

4.2. Методы оценки технического уровня и качества

Что такое качество?

Качество продукции (ГОСТ 15467 –79) – это совокупность свойств продукции обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

Технический уровень продукции – относительная характеристика качества, основанная на сопоставлении значений показателей, характеризующих техническое совершенство оцениваемой продукции с базовыми значениями соответствующих показателей.

Техническое совершенство определяется по карте технического уровня.

Единичный показатель качества – характеризует одно из ее свойств

Номенклатурный показатель – характеризует несколько ее свойств

Интеграционный показатель - отношение суммарного показателя эффекта от эксплуатации или потребления продукции к суммарным затратам на ее создание и эксплуатацию.

Оценка ТУ и качества АТС проводится дифференциальным, комплексным или смешенным методами.

Дифференциальный метод:

Относительный показатель

где Р_i – i-й единичный показатель ТУ;

Р_i_б – то же для базового образца.

(вторая формула используется для случая, когда улучшению качества соответствует уменьшение единичных показателей, например материалоемкость. Используется когда показатель >1).

Комплексный метод