Факторы, влияющие на надежность автомобиля в экстремальных погодных условиях эксплуатации

Климатические факторы учитываются при установлении технических требований, в выборе режимов испытаний, планировании, нормировании и организации технической эксплуатации, хранения, транспортирования подвижного состава автомобильного транспорта, приборов и других технических изделий, предназначенных для эксплуатации.

В качестве основных климатических факторов при районировании территории для технических целей принимаются температура и относительная влажность воздуха.

Все климатические районы, кроме умеренного, создают особые условия для подвижного состава. Особые условия, как правило, характеризируются сочетанием неблагоприятных факторов. Так, для холодного климатического района на севере и востоке характерны не только низкая температура окружающего воздуха, ветры, но и более тяжёлые дорожные условия (снежные заносы зимой, работа на дорогах с переходными покрытиями и др.). Для жаркого сухого и очень жаркого сухого климатических районов, кроме высокой температуры, - солнечная радиация и большая запыленность воздуха.

Для повышения эффективности транспортного процесса и технической эксплуатации автомобилей в особых условиях используют автомобили в специальном исполнении (северном, горном и т.д.); корректирование нормативов технической эксплуатации автомобиля; средства и способы, облегчающие пуск двигателя автомобиля.

Следует использовать специальные топлива и смазочные масла, тормозную и другие жидкости, рассчитанные на применение при низких и высоких температурах. Автомобили в северном исполнении должны иметь также технические средства, облегчающие проходимость (лебёдки и др.).

Особенности эксплуатации автомобилей в экстремальных природно-климатических условиях

Большая часть территории России расположена в умеренном и холодном климатических районах. Климат изменяется от морского на северо-западе до резко континентального в Сибири и муссонного на Дальнем Востоке. Средние температуры января на территории России имеют вариацию от 0 до -50 °С, июля - от +1 до +25 °С. Климатические факторы учитываются при установлении технических требований, в выборе режимов испытаний, планировании, нормировании и организации технической эксплуатации, хранения, транспортирования подвижного состава автомобильного транспорта, приборов и других технических изделий, предназначенных для эксплуатации.

Все климатические районы, кроме умеренного, создают особые условия для подвижного состава.

Особые условия, как правило, характеризуются сочетанием неблагоприятных факторов.

Большинство из районов с особыми природно-климатическими условиями являются районами нового освоения и характеризуются недостаточным обеспечением производств-венно-технической базой для обслуживания, ремонта и хранения автомобилей.

Для повышения эффективности транспортного процесса и технической эксплуатации в особых условиях применяют, как правило, в сочетании следующие методы;

применение автомобилей в специальном исполнении (северном, горном и т, д.);
корректирование нормативов технической эксплуатации автомобиля с учетом особых условий(см. гл. 6, прил. 1)
применение средств и способов безгаражного хранения и пускаавтомобилей.

Исследованиями влияния низких температур на интенсивность изнашивания автомобилей и их агрегатов, систем и механизмов установлено, что интенсивность изнашивания большинства агрегатов автомобилей в условиях низких температур выше, чем в некотором диапазоне положительных температур. Схема воздействия низких температур на показатели надежности автомобилей приведена на рис.1.

Рис 1. Схема воздействия низких температур на показатели надежности автомобилей

На снижение показателей надежности существенное влияние оказывают запаздывание и нарушение подачи масла к узлам трения вследствие увеличения его вязкости. В наиболее неблагоприятных условиях, с точки зрения износов при низких температурах находятся агрегаты трансмиссии — коробки передач и задние мосты. Исследованиями подтверждено, что наибольший износ шестерен главной передачи и коробки передач относится к условиям низких температур масла.

5.1.2. Особенности эксплуатации автомобилей при низких температурах

Основными факторами отрицательного воздействия на ресурс двигателя автомобиля являются низкая температура масла, поступление холодного воздуха и топлива, понижение общего теплового режима двигателя, увеличение сопротивления шин и трансмиссии, аэродинамического сопротивления. В результате возрастают так называемые пусковые износы и износы в процессе дальнейшей эксплуатации.

Рассматривая повышенные пусковые износы, следует отметить, что существенная их доля приходится не только на период пуска, но и на послепусковой прогрев. Износы за период пуска и послепускового прогрева, например, дизельного двигателя грузового автомобиля составляют около 7% в общем износе двигателя за время его эксплуатации. При температуре окружающего воздуха -15 ¸ -30 °С холодный пуск и работа двигателя в период прогрева дают износ, эквивалентный получаемому при 18-26 км пробега.

Пусковой износ может увеличиваться в 8-12 раз при нарушении режимов послепускового прогрева: раннее форсирование числа оборотов коленчатого вала, длительная работа на малых оборотах холостого хода.

При холодных пусках двигателя происходит интенсивное накопление конденсатов бензина и воды в моторном масле, что существенно увеличивает износ цилиндров и поршневых колец. Источником образовавшегося конденсата является окружающий воздух и продукты горения углеводородного топлива.

Пониженная температура окружающего воздуха оказывает отрицательное воздействие на двигатель не только в период пуска и послепускового прогрева, но и в начальный период движения. Это связано с понижением теплового режима двигателя и возрастанием нагрузки. Так, при температуре охлаждающей жидкости 40 °С темпы изнашивания гильз блока цилиндров возрастают в 4 раза, а при температуре 50 °С - в 2 раза по сравнению с нормальными температурными условиями (70-85 °С).

Средняя нагрузка на двигатель при понижении температуры от 0 до -40 °С может увеличиться на 25% и более в результате возрастания сопротивления качению шин, потерь в трансмиссии и некоторого роста аэродинамического сопротивления воздуха, которое существенно при повышенных скоростях движения автомобиля.

Ухудшения условий работы агрегатов и систем автомобиля при низких температурах окружающего воздуха сказываются на распределении отказов в течение года (рис. 1.1) и соответствующем изменении трудоемкости их устранения (рис. 1.2).

Рис. 1.1. Распределение отказов по месяцам года

1 - двигатель; 2 - подвеска; 3 - рулевой механизм

Эксплуатация автомобилей при отрицательных температурах сопряжена также с увеличением расхода топлива. Суммарные потери топлива за счет стоянок (т.е. на прогрев двигателя на остановке и прогрев агрегатов и шин после стоянки) при типичных режимах движения и температуре окружающего воздуха - 40 °С составляют, относительно безостановочного движения, в городе - от 2,6 до 9%, за городом - около 2,5%.

В реальных условиях при низкой температуре окружающего воздуха указанные факторы взаимодействуют и существенно увеличивают расход топлива автомобилей. В связи с этим, эксплуатационные нормы расхода топлива в зимнее время в зависимости от климатического района увеличиваются на 5-20%.

Диапазон отрицательных температур атмосферного воздуха накладывает свой отпечаток на работу дизельного двигателя и топливной аппаратуры, поскольку температура окружающей среды влияет на вязкость (рис. 1.4) и плотность топлива, работу фильтрующих элементов, их пропускную способность и тонкость фильтрации.

Низкие температуры неблагоприятны и для электростартерного пуска двигателя автомобиля при хранении его на открытой стоянке или в неотапливаемом помещении. Затруднение пуска обусловлено, прежде всего, сложностью создания необходимой частоты вращения коленчатого вала, ухудшением условий смесеобразования и воспламенения смеси. Для обеспечения надежного пуска двигателя должно быть выполнено условие nдв ≥ nmin, где nдв - частота вращения коленчатого вала, nmin - минимальная частота вращения, обеспечивающая процесс подготовки рабочей смеси в карбюраторном двигателе или достаточную температуру конца сжатия в дизельном.

Минимальная пусковая частота зависит от конструкции и технического состояния двигателя, баланса положительных и отрицательных потоков энергии при цикле движения (рис. 1.5) и температуры окружающего воздуха (рис. 1.6).

Дизельные двигатели имеют более высокую минимальную пусковую частоту вращения (для четырехцилиндровых дизелей при -17 °С - 2000 об./мин.). При температуре - 40 °С и ниже пуск двигателя без его разогрева внешним источником тепла практически невозможен.

При зимнем пуске двигателя существенную роль играет энергия аккумуляторной батареи (АКБ) и химическая энергия топлива.

Рис. 1.4. Температурная зависимость вязкости дизельного топлива 1 - летнего, 2 - зимнего

Затраты на сжатие воздуха связаны главным образом с увеличением внутренней энергии рабочего тела и температурой воздуха. Полученная таким образом энергия проявляется в теплоте сгорания.

Второй положительной составляющей энергетического баланса двигателя при пуске является химическая энергия топлива. Теплота сгорания топлива, полученная в результате суммирования энергии АКБ, реализуемой в работе по сжатию воздуха, и химической энергии топлива, в свою очередь, влияет на другие составляющие энергетического баланса двигателя при пуске.

Суммарная энергия, полученная от указанных источников, несколько повышает температуру масла и расходуется на снижение потерь на трение. Однако как температура охлаждающей жидкости, так и температура масла могут быть повышены не только описанным способом (чего при низких температурах крайне недостаточно), но и путем применения внешних источников тепла - подогревателей масла и охлаждающей жидкости.

Одновременно с падением напряжения U при низких температурах понижается и емкость аккумуляторной батареи. В среднем при понижении температуры электролита на 1 °С емкость АКБ снижается на 1,0-1,5%. При температурах электролита ниже -30 °С батарея не принимает заряд и фактически эксплуатируется разряженной до 50-60% номинальной емкости. Ухудшение условий смесеобразования и воспламенение рабочей смеси при низких температурах существенно затрудняет пуск двигателя.

На воспламенение смеси в цилиндрах дизельного двигателя влияет температура всасываемого воздуха, охлаждающей жидкости, масла, электролита и топлива. Снижение температуры всасываемого воздуха приводит к охлаждению стенок цилиндров и снижению температуры воздуха в конце такта сжатия Тс. Для надежного воспламенения рабочей смеси в цилиндре дизеля эта температура должна быть выше температуры самовоспламенения топлива на 200-300 °С:

Тс=Та×en-1 (1.3)

где Та - температура всасываемого воздуха; ε - степень сжатия; n - показатель политропы сжатия.

В зимнее время температура всасываемого воздуха снижается. Кроме того, из-за увеличения теплоотдачи находящегося в цилиндрах двигателя воздуха в холодные стенки двигателя уменьшается значение показателя политропы сжатия ε. Таким образом, при снижении температуры окружающего воздуха Та уменьшается и, следовательно, ухудшаются условия воспламенения смеси и пуск двигателя.

Эффект снижения температуры охлаждающей жидкости, масла и электролита АКБ у карбюраторного и дизельного двигателей аналогичен.

5.1.3. Способы и средства, облегчающие пуск при безгаражном хранении автомобилей в зимних условиях

Одним из важнейших факторов, снижающих эффективность работы автомобилей на территории с экстремальными климатическими условиями, является большое количество времени, затрачиваемое на их подготовку к выпуску на линию в условиях их безгаражного хранения. В настоящее время даже в суровых климатических условиях от 30 до 50% парка грузовых автомобилей хранится на открытых площадках. При безгаражном хранении при низких температурах используются различные способы и средства, облегчающие выпуск автомобилей на линию.

К этим средствам относятся оборудование, приспособления и материалы.

Как способы, облегчающие пуск двигателя, так и средства, обеспечивающие тепловую подготовку агрегатов и систем транспортных средств, могут быть индивидуальными или групповыми.

Тепловая подготовка - обобщенный термин, не раскрывающий существа, но указывающий на факт подачи тепла от внешнего источника. Она осуществляется с помощью подогрева или разогрева. Подогрев автомобиля - тепловая подготовка его в течение всего периода межсменного хранения. Разогрев - тепловая подготовка, начинающаяся за время, меньшее продолжительности стоянки автомобиля между сменами.

Облегчение пуска двигателей и поддержание теплового режима агрегатов в условиях низких температур обеспечивается в основном: сохранением тепла от предыдущей работы двигателя; использованием тепла от внешнего источника; применением средств, обеспечивающих холодный пуск двигателя.

Таблица 1.1

Системы аккумулирования тепла

Вместимость теплового аккумулятора, л	4,6	5	7,5	9
Габариты, мм	164x340	164x370	164x513	164x596
Теплоемкость (от -20 °С до +90 °С), Дж/К	550	600	900	1070
Масса прибора, кг	2,4	2,6	3,3	3,8
Общая масса, включая жидкость, кг	7,0	7,6	10,8	12,8

Сохранение тепла в двигателе от предыдущей работы. При этом способе сохранение тепла обеспечивается применением стеганых чехлов, закрывающих радиатор и капот автомобиля. Аккумуляторная батарея утепляется чехлом и слоем стекловаты толщиной до 30 мм. Чехлами можно также утеплять картер двигателя, топливный бак и масляные фильтры.

Продолжительность остывания двигателя до допустимых пределов при утеплении чехлами и скорости ветра 1-5 м/с колеблется от 8 ч при 0 °С до 0,5 ч при -30 °С. Этот способ применяется при остановках автомобилей в пути или при его кратковременных стоянках в условиях умеренно низких температур. Применение чехлов при подводе тепла к агрегатам от внешнего источника уменьшает расход тепла на 40-50%.

Кроме того, для сохранения тепла применяются системы аккумулирования (табл. 1.1).

К достоинствам аккумуляторов тепла можно отнести их полную независимость от каких-либо источников энергии. К недостаткам - возникающие проблемы их установки, особенно на современный легковой автомобиль, из-за плотности компоновки агрегатов и узлов в подкапотном пространстве. Кроме того, использование таких систем не позволяет сохранить тепло агрегатов трансмиссии, осуществить интенсивный разогрев масла в поддоне картера двигателя.

Использование тепла от внешнего источника. Для пуска двигателя эта группа способов применяется при длительном хранении автомобиля, в том числе и в межсменное время. При этом тепло от внешнего стационарного источника, размещенного на территории предприятия, может быть использовано в режиме группового подогрева двигателя или его разогрева (табл. 22.2).

Степень подогрева (разогрева) двигателя оценивают по температуре охлаждающей жидкости в рубашке охлаждения блока цилиндров. Учитывая, что при длительном подогреве разница в температурах рубашки охлаждения и наиболее холодных частей двигателя (подшипников коленчатого вала) меньше, чем при разогреве, температура в головке цилиндров должна быть при подогреве 40-60 ° а при разогреве 80-90 °С.

Таблица 1.2

Получение теплоносителя для группового подогрева

Источник тепла	Горячая вода	Пар	Горячий воздух	Газовоздушная смесь
Водогрейный котел Паровой котел, промышленная паровая сеть Теплогенератор или огневой подогреватель Электрокалориферы или электронагре-ватели	В теплообменнике То же - В электронаг-ревателе	- Непосредственно в котле или от сети - -	В теплообменнике То же - В электрокалорифере	- - В теплогенераторе или огневом подогревателе -

Разогрев горячей водой заключается в том, что горячая вода непосредственно от водогрейного котла по трубам при помощи насосов подается через гибкий шланг в систему охлаждения двигателя. Отвод воды осуществляется через сливной кран по отводным шлангам в котел. Таким образом, устанавливается циркуляр горячей воды по замкнутому контуру двигателя. При этом давление воды должно быть не менее 30-35 кПа, а температура - не более 90 °С. Применение этого способа в настоящее время ограничено.

Наиболее простым методом разогрева двигателя является проливка систем охлаждения горячей водой температуры 85-90 °С при открытых сливных кран; двигателя.

Для обеспечения пуска двигателя при температуре воздуха выше -10 ° достаточно объема горячей воды, равного вместимости системы охлаждения; при температуре от -10 до -20 °С необходимо 1,5-2 таких объема воды; при более низких температурах - не менее 2,5-3 объемов.

Рис. 1.8. Схема устройства подогрева двигателей горячей водой или паром

1 - вентили; 2 - теплотрасса; 3 - конденсатопровод; 4 - шкаф; 5 - шланг пароотводной трубки; 6 - нагнетательный трубопровод; 7 - обратный клапан; 8 - инжектор; 9 - маховичок регулировочной иглы инжектора; 10 - всасывающий трубопровод; 11 - шланг теплотрассы

Устройство подогрева горячей водой или паром имеет шкаф 4 (рис. 1.8), в котором располагаются присоединительные вентили теплотрассы 2 конденсатопровода 3. Система охлаждения автомобиля через стояки с вентилями 1 и дюритовые шланги 5 и 11 с ниппельными гайками на концах подсоединяется к теплотрассе 2 и конденсатопроводу 3. Давление воды или пара в теплотрассе - от 0,03 до 0,15 МПа. Вращая маховичок 9 регулировочной иглы инжектора, устанавливают интенсивность подогрева двигателя. К моменту выхода автомобиля на линию температуру в системе охлаждения доводят до 80 °С. Расход пара при этом составляет 4-6 кг на один разогрев, время разогрева 15-30 мин.

Разогрев и подогрев двигателя горячим воздухом находят все более широкое применение. Для этого площадки безгаражного хранения оборудуют установками, состоящими из узлов подогрева, подачи и распределения воздуха. Горячий воздух от калорифера подается к автомобилю посредством утепленных трубопроводов. При этом возможен обогрев аккумуляторной батареи и агрегатов трансмиссии.

Способ разогрева и подогрева двигателя с использованием электроэнергии быстро распространяется в последние годы. Устройства для электрического разогрева (подогрева) двигателей просты по конструкции и удобны в эксплуатации. Наиболее широкое применение получили электронагревательные элементы с закрытыми твердыми проводниками тока. Система электроподогрева ОН-338 двигателей автомобилей КамАЗ (рис. 1.9) включает в себя узлы, монтируемые на автомобиле и устанавливаемые на площадках хранения.

Тепловая подговтовка автомобильных двигателей с помощью инфракрасных излучателей основана на физических свойствах инфракрасных лучей, которые поглощаются в очень тонком слое твердого тела, вызывая его нагрев, и практически не поглощаются чистым воздухом. Для тепловой подготовки автомобильных двигателей используются серийно выпускаемые промышленностью газовые инфракрасные излучатели, на базе которых разработаны автомобильные подогреватели, состоящие из теплообменника, последовательно включенного в систему охлаждения двигателя, и инфракрасного излучателя.

Применяемые в стационарных условиях горелки монтируются на площадке стоянки на расстоянии 300-500 мм от обогреваемого агрегата.

В качестве топлива в подогревателях используют сжатый природный и сжиженный нефтяной газ. Различают пять видов тепловой подготовки:

• стационарный предпусковой разогрев с подачей газа автомагистральной сети;

• стационарный предпусковой разогрев с использованием группы баллонов;

• газоподогрев с использованием передвижной установки с баллоном для сжиженного газа;

• газоподогрев с использованием остатков природного газа из баллонов передвижного газозаправщика;

• индивидуальный газоподогрев с использованием сжатого природного газа от системы питания газобаллонного автомобиля.

Основным преимуществом газоподогрева, по сравнению с другими способами, является относительно низкая стоимость.

Индивидуальные предпусковые подогреватели и отопители электрические (рис. 1.10) и топливные (воздушные и жидкостные) (рис. 1.11) нашли широкое применение в практике технической эксплуатации автомобилей.

Топливные отопители предназначены для облегчения пуска двигателя и обогрева салона (кабины) автомобилей при низких температурах окружающего воздуха. Эксплуатируются отопители на бензине и дизельном топливе (т.е. они работают на том же топливе, что и двигатель автомобиля) от бортовой сети 12 и 24 В.

Топливные отопители можно разделить на жидкостные и воздушные. В первом случае отопитель врезается в систему охлаждения двигателя (см. рис. 1.11). Для обеспечения движения охлаждающей жидкости используется, как правило, циркуляционный насос. Подогретая жидкость поступает в двигатель и в отопитель салона. За час работы в зависимости от мощности агрегат прокачивает от 500 до 700 л охлаждающей жидкости (существуют модели, способные прокачать за час 6000 л жидкости), потребляя при этом от 250 г до 1 л бензина. Жидкостные отопители при температуре воздуха -20 °С способны прогреть двигатель до 55 °С и салон автомобиля до 20 °С за 40-45 мин работы.

Воздушные отопители предназначены только для обогрева салонов, кабин автомобилей.

Преимуществами индивидуальных подогревателей являются разогрев двигателей в любых условиях независимо от источника энергии и возможность использования в качестве охлаждающей жидкости антифриза. Кроме того, практика показывает, что при использовании предпускового подогревателя двигателя на легковых автомобилях расход топлива сокращается на 0,1-0,5 л в расчете на один пуск. За зимний сезон эксплуатации владельцу легкового автомобиля приходится в среднем осуществить 300-500 пусков двигателя, следовательно, за это время можно сэкономить от 30 до 150 л топлива.

Недостаток индивидуальных подогревателей - относительно высокая стоимость и недостаточный подогрев коренных и шатунных подшипников коленчатого вала.

Организационно-технические мероприятия зимней эксплуатации. Помимо применения специальных устройств и методов эксплуатация автомобилей при низких температурах обеспечивается:

• тщательным и своевременным выполнением ТО при проведении сезонного обслуживания, особенно по системам питания, зажигания, охлаждения и смазки;

• применением соответствующих сезону топлив, масел, эксплуатационных жидкостей и шин;

• использованием депрессорных присадок к топливу и маслам, облегчающих пуск;

• применением пусковых жидкостей.

Многообразие условий, в которых эксплуатируются автомобили в зимнее время, и широкий набор различных средств и способов, облегчающих пуск, требуют обоснованного их выбора (рис. 1.12). Степень готовности автомобиля к работе в зимнее время определяется температурным состоянием его узлов, механизмов и агрегатов, т.е. его температурным полем, которое для каждого агрегата перед началом пуска (прогрева) оценивается средней температурой наиболее нагретой и наиболее холодной точек.

Определяющими показателями при подготовке к работе при низких температурах воздуха (tв) являются температуры:

• двигателя +20 °С;

• масляного фильтра (по степени надежности подачи отфильтрованного масла) +15 °С;

• аккумуляторной батареи (по возможности пуска двигателя стартером) -5 °С;

• коробки передач (по сопротивлению проворачиванию) -10 °С;

• салона кабины (по условиям работы водителя) +5 °С.

5.1.4. Особенности эксплуатации автомобилей в горной местности и при высоких температурах окружающей среды

Автомобильные дороги пересекают горы и хребты на больших высотах (1500-2000 м над уровнем моря) по перевалам. Для таких дорог характерны большие (до 10-12%) продольные уклоны, серпантины (до 10 на 1 км пути), значительная извилистость (15-18 поворотов на 1 км) с закруглениями малых радиусов (8-10 м), недостаточная ширина проезжей части и земляного полотна, деформация покрытий и плохая видимость. Отдельные участки дорог разрушаются во время ливней и дождей.

Кроме того, погода в высокогорных районах неустойчива: в течение суток наблюдаются большие колебания температуры. Так, например, в летнее время днем на солнце температура может достигать +30 ÷ +40 °С, а ночью падать до -5 ÷ -10 °С. В зимнее время часты заносы и гололедица.

Спецификой горных условий обуславливается ряд особенностей в работе автомобиля. Так, на каждые 1000 м высоты над уровнем моря мощность карбюраторных двигателей автомобилей из-за уменьшения плотности воздуха и снижения весового заряда снижается в среднем на 12%, увеличивается расход топлива, ухудшается работа тормозов с пневматическим приводом.

Сложность вертикального профиля и извилистость горных дорог влияет на режим работы и энергонагруженность тормозных систем автомобилей. Количество торможений на 1 км пути при движении по горным дорогам достигает 10-19, на отдельных участках маршрутов горных дорог температура поверхностей трения достигает у задних тормозных механизмов 460-490 °С, у передних - 270-290 °С. При движении автобуса среднего класса с постоянной скоростью на участке дороги одной и той же протяженности с изменением уклонов в 5 раз (от 2% до 10%) энергонагруженность тормозных механизмов может увеличиться в 17 раз.

Таблица 1.3 - Распределение отказов, %, по агрегатам и системам автомобилей КамАЗ-5511 в различных условиях эксплуатации (по данным Турсунова А.А.)

Агрегат и система	Местность	Агрегат и система	Местность
Агрегат и система	горная равнинная	Агрегат и система	горная	равнинная
Двигатель	21,5 14,7	Колеса и ступицы	12,0	7,5
Сцепление	4,9 6,3	Рулевое управление	3,5	6,2
Коробка передач	1,7 7,1	Тормоза	16,7	10,3
Карданная передача	3,8 6,3	Электрооборудование	11,0	12,5
Ведущие мосты	3,4 7,1	Электрооборудование	11,0	12,5
Рама	0,3 -	Платформа	4,9	6,3
Подвеска	9,6 5,4	Кабина	4,4	3,6
Передняя ось	2,3 6,7	Автомобиль в целом	100	100

Вследствие передачи больших крутящих моментов ведущими колесами при движении на подъем, частых торможений на длительных спусках, а также многочисленных поворотов с малыми радиусами происходит интенсивное изнашивание шин.

Отрицательно сказываются на надежности состояние дорожной сети и сложность профиля дорог. В результате этого в процессе движения более интенсивно используются и, как следствие, менее надежно работают двигатель, тормоза, подвеска (см. табл. 1.3), значительно чаще нарушаются крепления и регулировки. Все это вызывает ускоренный износ деталей и узлов, усталостные явления в них и, в конечном счете, отказ.

Повышенная влажность воздуха в горных условиях, особенно в районах с субтропическим климатом, вызывает ускоренную коррозию клемм электропроводки автомобиля, деталей, узлов, агрегатов, особенно кабины, кузова, оперения и нормалей.

Для обеспечения нормальной эксплуатации автомобилей в горной местности необходимо произвести техническую подготовку автомобилей к работе в горных условиях, сократить на 40% периодичность ТО и строго выполнять специальные правила вождения в горной местности. Кроме того, практика показывает, что на высоте 3000-4000 м номинальную грузоподъемность автомобилей следует снижать на 25-35%.

Для уменьшения расхода топлива карбюраторными двигателями полезно производить высотное корректирование карбюраторов. В частности, уменьшить пропускную способность жиклеров на 10-20% путем их замены; снизить уровень бензина в поплавковых камерах на 2-3 мм по сравнению с нормой.

Специфическими особенностями зоны жаркого климата, влияющими на надежность автомобилей, являются: высокая температура, запыленность, низкая относительная влажность воздуха, солнечная радиация и др. Автомобили, предназначаемые для перевозок в условиях жаркого климата, должны иметь усиленные системы охлаждения двигателя замкнутого типа, устраняющие потери охлаждающей жидкости от испарения, а также масляные радиаторы для охлаждения масла двигателя. На автомобилях, работающих в пустынно-песчаной зоне, необходима усиленная фильтрация воздуха, топлива, масла. Шины, резинотехнические изделия и детали из полимерных материалов, топливо, масло, тормозная жидкость и другие материалы должны быть рассчитаны на обеспечение надежной работы при высоких температурах.

Аккумуляторная батарея должна быть размещена в наименее нагреваемой зоне автомобиля. Кабина водителя, отсек пассажиров должны быть отделены от двигателя надежной теплоизоляцией и иметь оборудование для вентиляции и кондиционирования. Крыша должна иметь эффективную теплоизоляцию от нагрева солнечными лучами.

Для уменьшения нагрева поверхности автомобиля, на которые попадают солнечные лучи, окрашиваются в светлые тона, стойкие к солнечной радиации, на сиденья надеваются легкие чехлы.

При эксплуатации автомобилей в условиях жаркого климата необходимо не допускать использования воды вместо антифриза в системе охлаждения, поскольку появляется накипь, которая ухудшает теплоотдачу, вызывает перегрев, снижает мощность, экономичность и надежность двигателя.

Оптимальный температурный режим двигателей обеспечивают антифризы марок 50 и Тосол А-40. Рациональным является применение автомобилей с усиленными радиаторами и увеличенным числом лопастей вентилятора системами охлаждения. При заправке охлаждающей жидкостью, маслами желательно не проливать их на агрегаты и детали, так как мокрые места быстро покрываются толстым слоем пыли.

В условиях жаркого климата происходит быстрое старение гидравлических масел в связи с ускорением процессов окисления под действием повышенных температур, попаданием в гидросистему пыли и частиц износа трущихся деталей, которые являются катализаторами процессов окисления. Предпочтительными для этих условий являются масла, содержащие антиокислительные и защитные присадки, а для механизмов, работающих в тяжелых условиях при повышенных давлениях (гидроприводы автомобилей-самопогрузчиков, гидротрансформаторы и др.), целесообразно использовать, особенно летом, более вязкие масла.

Естественное снижение надежности и увеличение трудоемкости ТО и ТР автомобилей, работающих в горной местности и при высоких температурах, учитывается ресурсным и оперативным корректированием нормативов технической эксплуатации.

3. Инструментальный контроль с помощью шаблонов, калибров и других материальных средств, обеспечивающих качественную информацию о состоянии строительства. Обладая достаточной простотой, дешевизной и оперативностью (при использовании инструментов в полуавтоматическом режиме), контроль по качественному признаку направлен исключительно на обеспечение нормативного уровня качества конкретного объекта строительства. [1]

Инструментальный контроль осуществляется ведомственными аналитическими лабораториями или сторонними организациями, имеющими лицензию на право проведения соответствующих работ. Количество контролируемых параметров (веществ), периодичность контроля и достоверность измерений (техническая компетентность аналитических лабораторий) определяется для каждого предприятия в соответствии с целями управления охраной окружающей природной среды, а также с учетом требований природоохранных органов. [2]

Инструментальный контроль.Общие положения.

Государственный технический осмотр (далее –гостехосмотр) –совокупность организационно-технических мер, направленных на недопущение к участию в дорожном движении ТС, не соответствующих требованиям технических нормативных правовых актов.Гостехосмотр проводится на диагностических станциях и состоит из двух частей:-инструментальный контроль;-документальный контроль.Инструментальный контроль(проверка) технического состояния ТС при гостехосмотре –это вид эксплуатационного технического контроля ТС, при котором путем проведения контроль-но-диагностических работ определяется соответствие элементов конструкции, оборудования и комплектации ТС требованиям нормативных правовых актов.При гостехосмотре применяютсякак субъективные, так и объективные методы диагностирования автотранспортных средств.Проведение контрольно-диагностических работ на диагностической станции (ДС) осуществляется инженерами по техническому осмотру ТС.

. Оборудование, применяемое при гостехосмотре.

Диагностические станции, производящие гостехосмотр, должны иметь соответствующее оборудование для проверки ТС, которое подразделяется на обязательное и рекомендуемое.Приведем перечень обязательных средств технического диагностирования. Средства распознавания: устройство автоматического распознавания ТС (видеокамера).Средства для диагностирования тормозных систем:-роликовый тормозной стенд для проверки тормозных систем;-рулетка (для проверки мототранспортных средств);-секундомер;-прибор (комплект манометров, датчик) для проверки пневматического тормозного привода;

6-прибор для проверкитормозных систем дорожным методом –деселерометр –применяется для ТС, которые в силу своих размерных или конструктивных характеристик не могут пройти диагностирование на роликовом тормозном стенде.Средства для диагностирования рулевого управления:-прибор для проверки суммарного люфта в рулевом управлении (люфтомер);-стенддля проверки зазоров рулевого механизма, привода и подвески (тестер люфтов).Средства для диагностирования внешних световых приборов:-прибор проверки внешних световых приборов;-линейка;-секундомер.Средства для диагностирования стекол —прибор для проверки светопропускания стекол.Средства для диагностирования колес и шин:-шинный манометр;-измеритель глубины протектора шин (прибор, калибр-шаблон, штангенциркуль).Средства для диагностирования двигателя и его систем:-газоанализатор для измерениясодержания СО и СН;-дымомер;-прибор для проверки герметичности газовой системы питания ТС (течеискатель).К рекомендуемым средствам технического диагностированияотносятся:-стенд измерения бокового схождения колес;-стенд для проверки амортизаторов;-стенд для оценки точности показаний спидометра;-прибор для контроля качества тормозной жидкости;-прибор для проверки подлинности маркировки;-прибор для проверки подлинности документов;-набор манометров для проверки пневматического тормозного привода.Обработка результатов контроля технического состояния ТС производится путем регистрации полученных значений измеряемых величин и заключений о соответствии установленным требованиям контролируемых показателей, а также обеспечения их хранения и передачи в установленном порядке.Обработку результатов контроля технического состояния ТС проводят с использованием компьютерного оборудования и соответствующего программного обеспечения. Компьютерное оборудование, обеспечивающее работусредств технического диагностирования, а также регистрацию результатов контроля технического состояния ТС, должно соответствовать параметрам, указанным изготовителями средств технического диагностирования.

Заводские центры обслуживания автомобилей необходимо оснастить автоматизированными диагностическими станциями (комбайнами) для централизованного диагностирования автомобилей. В состав таких комбайнов должны входить стенды инерционно-нагрузочного типа, платформенные стенды для проверки углов установки передних колес автомобиля и комплексы переносных приборов.

В ближайшие годы необходимо наладить промышленное производство в достаточном количестве современной диагностической техники, предусмотреть современное нормативно-техническое обеспечение диагностирования подвижного состава, повысить уровень организации ремонтно-обслуживающего производства на основе более полного использования диагностической информации, подготовить высококвалифицированных операторов-диагностов.

БИЛЕТ №10

1. Проходимость – это способность транспортного средства са- мостоятельно преодолевать заданный участок местности независи- мо от состояния основания и рельефа поверхности движения.

Обычно внешние факторы, влияющие на проходимость ма- шины, разделяют на две основные группы.

Профильная проходимость определяет способность преодо- ления препятствий различного рода и вписывания транспортного средства в требуемую полосу движения.

Опорно-сцепная проходимость обуславливает способность движения машины по скользким поверхностям, грунтам со слабой несущей способностью (или воде) без чрезмерного погружения кор- пуса, а также в других аналогичных ситуациях, когда возможность перемещения зависит от соотношения между силами сопротивле- ния поверхности движения и движущими силами.

Опорно-сцепная проходимость автомобиля

Свойства опорно-сцепной проходимости проявляются при движении автомобиля по слабо связным грунтам и зависят от соотношения между сцеплением ведущих колес с опорной поверхностью и сопротивлением его качению. Чем больше это соотношение, тем выше проходимость автомобиля.

При контакте колеса с почвой происходит ее деформирование в вертикальном, продольном и боковом направлении. Вертикальные деформации почвы определяют потери энергии на образование колеи, то есть на качение. Горизонтальные (продольные) деформации характеризуют сцепление с почвой.

С увеличением деформации почвы в горизонтальном направлении и глубины колеи возрастает высота почвенного клина перед колесом. Это явление получило название бульдозерного эффекта. Наиболее существенное проявление этого эффекта обнаруживается на влагонасыщенных и пластичных почвах, для которых характерно высокое боковое выпирание. Чем выше плотность почвы, тем меньше высота валиков её бокового выпирания. При увеличении ширины колеса боковое выпирание почвы снижается.

К параметрам, характеризующим опорно-сцепную проходимость автомобиля, относят следующие:

Удельное давление шин на опорную поверхность.
Совпадение у колесных машин ширины колеи передних и задних колес.
Максимальная сила тяги на низшей передаче.
Распределение веса между передней и задней осями колесных машин и сцепление с почвой.

Влияние удельного давления шины на опорную поверхность. Важным параметром, определяющим опорно-сцепную проходимость автомобиля, является жесткость шины, от которой зависит давление движителя на почву. Жесткости шины и почвы должны быть приблизительно одинаковыми, чтобы их деформации при взаимном давлении соотносились определенным образом. Если жесткость шины значительно превышает жесткость почвы, образуется глубокая колея, снижающая проходимость автомобиля. Если наоборот, то шина излишне деформируется, вследствие чего увеличивается площадь пятна контакта и возрастает сопротивление качению.

Увеличение площади пятна контакта с почвой возможно за счет повышения ширины и диаметра колеса, а также снижением давления воздуха в шине.

Проходимость на влажных и рыхлых грунтах обеспечивается благодаря небольшим удельным давлениям на площадке контакта шины автомобильного колеса с дорогой. Среднее удельное давление шины автомобиля на опорную поверхность колеблется в пределах 0,05…0,18 МПа. На дорогах с твердым покрытием удельное давление для данного типа шины зависит от нагрузки и давления воздуха в шине. При значительно деформирующейся опорной поверхности (песок, болотистый грунт и т.п.) величина удельного давления зависит также от степени погружения колеса в грунт.

Чрезмерное увеличение удельного давления автомобиля на грунт вызывает углубление прокладываемой колеи, рост сопротивления качению и может привести к застреванию машины.

Одним из решений этой проблемы является применение арочных шин. Для арочных шин автотягачей рабочее давление воздуха равно 0,05…0,2 МПа, а площадь опоры (пятна контакта) шины размером 1000×650 (автотягач на базе автомобиля ГАЗ-63) равна 1980 см², что обеспечивает уменьшение среднего удельного давления на грунт по сравнению с обычными шинами в 4 раза. Еще меньшие удельные давления (до 0,02 МПа) обеспечивают пневмокатки.

На проходимость колесных машин в условиях неплотного грунта оказывает влияние большое сопротивление качению ведомых передних колес, прокладывающих колею. В этом случае проходимость определяется шириной профиля шин передних колес или отношением веса, приходящегося на передние колеса к суммарной ширине профиля их шин.

На влажных грунтовых дорогах и мягких почвах большое значение имеет самоочищаемость колес от грязи с целью снижения буксования. Рыхлая или влажная почва создает условия повышенного сопротивления движению и требует более высокого крутящего момента на ведущих колесах машины.

Применение регулирования давления воздуха в шинах. Величина давления автомобилей на грунт тесно связана с давлением воздуха в их шинах. При этом надо иметь в виду, что снижение внутреннего давления воздуха в шине с целью повышения проходимости машины уменьшает её грузоподъемность. Поэтому целесообразно снижать давление воздуха в шине только в определенных условиях с учетом состояния дороги.

На некоторых автомобилях, преимущественно полноприводных, внутреннее давление в шинах для повышения проходимости по мягкому и влажному грунту, снежной целине, рыхлому песку регулируется и может снижаться до 0,05 МПа, что обеспечивает удельное давление на грунт в пределах 0,06…0,08 МПа. Однако на плотном песке и целине с травяным покрытием давление в шинах машины следует увеличить до 0,1…0,2 МПа и выше.

В качестве примера на рис. 1 показана схема системы регулирования давления в шинах для автомобиля семейства ЗИЛ-131 (рис.1- а). Эта система состоит из компрессора 1, воздушного баллона 2 с предохранительным клапаном 3, центрального крана 6 и блока шинных клапанов 4 для управления системой, трубопроводов 9, гибких шлангов 10 и воздухоподводящих головок 5. Центральный кран 6 имеет нагнетательный клапан для нагнетания воздуха в шины и выпускной клапан для выпуска воздуха из них. Клапанами управляют с помощью рычажка 8, расположенного на приборном щитке водителя. Давление в шинах водитель контролирует с помощью манометра 7.

Воздухоподводящие головки (рис.1- б) предназначены для подвода воздуха от неподвижных трубопроводов системы к вращающимся колесам. Воздух по трубопроводам 11 системы регулирования давления подводят через наклонное и осевое отверстия в поворотных цапфах и в чулках среднего и заднего мостов. Кольцевой зазор между неподвижными и вращающимися частями уплотнен манжетами 13, которые установлены в держателях 12 и 14. Сжатый воздух, нагнетаемый по трубопроводу 11 в наклонное и осевое отверстия в поворотной цапфе, через кольцевую камеру между манжетами, радиальные отверстия во втулке 15, кольцевую проточку и осевое отверстие в ступице колеса по гибкому шлангу, закрытому защитным щитком 17, поступает в шину колеса.

Совпадение колеи передних и задних колес. Работа, затрачиваемая колесной машиной при движении по неплотному грунту, примерно пропорциональна его остаточным деформациям, то есть ширине и глубине оставляемой колеи. Параметры колеи (её ширина и глубина) зависят от совпадения следов, оставляемых передними и задними колесами. Минимальные деформации грунта будут иметь место при точном совпадении следов. И, наоборот, при несовпадении следов задние колеса должны будут выполнять значительную дополнительную работу, связанную с деформированием стенок колеи, оставленной передними колесами.

Для оценки совпадения следа передних и задних колес служит коэффициент совпадения следа η_с:

η_с= a / b,

где a - ширина следа, оставляемого передним колесом4

b - суммарная ширина следа после прохождения по неплотному грунту переднего и заднего колеса с одной стороны машины.

Из сказанного выше следует, что автомобиль с одинарными шинам обладает более высокой проходимостью по сравнению с автомобилем, оснащенным спаренными шинами. Объясняется это тем, что при наличии второй шины при движении по мягкой дороге (глина, песок, снег), как уже отмечалось, дополнительно расходуется мощность на образование второй колеи. Кроме того, при переходе от спаренных колес кодинарным неизбежно должен быть увеличен диаметр шины (по соображениям сохранения заданного удельного давления в зоне контакта колеса с дорогой), что также благоприятно сказывается на повышении проходимости. Наиболее выгодные (по затратам энергии на передвижение и проходимости) условия образования следа на неплотном грунте обеспечиваются при одинаковых размерах передних и задних колес машины.

Влияние максимальной силы тяги на проходимость. Возможность преодоления подъемов и участков с неплотным грунтом, оказывающим большое сопротивление качению, обеспечивается соответствующей величиной тягового усилия на ведущих колесах автомобиля на низшей передаче.

Наиболее трудными с точки зрения проходимости являются заболоченные почвы, сыпучие пески, пески с илом, снежная целина.

Повышение тяговых свойств автомобиля, обеспечивающих его проходимость, может достигаться за счет увеличения крутящего момента двигателя или повышением передаточного числа трансмиссии (в том числе и главной передачи). Например, для самосвалов, работающих в карьерах, передаточные числа главной передачи целесообразно увеличивать до 10%. Повышение тяговых свойств полноприводного автомобиля обеспечивается за счет применения в раздаточной коробке дополнительной понижающей ступени (обычно с передаточным числом 2).

Влияние конструкции дифференциала. Обычный дифференциал распределяет крутящий момент поровну между ведущими колесами. В этих условиях величину тягового усилия определяет колесо, которое имеет меньшее сцепление с дорогой, снижая величину силы тяги автомобиля в целом.

Трение в обычном дифференциале невелико. Однако, с точки зрения проходимости трение в дифференциале, возникающее вследствие относительного движения его деталей, является полезным, так как оно позволяет передавать повышенный момент на не буксующее колесо. Суммарная сила тяги в условиях участка скользкой дороги (при большой разнице между величинами коэффициентов сцепления под левым и правым ведущими колесами) на двух ведущих колесах достигает своего максимального значения:

Р_{к тах} = 2 Р_сц.min + Р_тр.диф. / r_к,

где Р_сц.min - сила тяги на ведущем колесе с меньшим сцеплением.

Повышение сцепных свойств на труднопроходимых грунтах может быть достигнуто за счет введения в конструкцию ведущего моста дифференциала повышенного трения (Р_тр.диф.) или применения механизма с принудительной блокировкой дифференциала (выключением дифференциала). На дороге с высоким коэффициентом трения (например, асфальтовое покрытие) блокировка дифференциала должна быть выключена, в противном случае, на поворотах автомобиль теряет устойчивость, повышается коэффициент сопротивления качению вследствие проскальзывания внешнего относительно центра повороту колеса, резко увеличивается износ шины.

Влияние распределения веса автомобиля между осями на её опорно-сцепные качества. На скользких дорогах проходимость ограничивается буксованием ведущих колес при нарушении их сцепления с опорной поверхностью.

Необходимым условием возможности движения колесной машины с одной ведущей осью является следующее:

Z₂φ ≥ G(f + sinα), (1)

где Z₂ - нормальная реакция дороги на ведущей оси;

φ - коэффициент сцепления шин с дорогой;

G - вес машины;

f - коэффициент сопротивления качению;

α - угол подъема.

Для того, чтобы не было пробуксовывания, тяговая сила на ведущих колесах Р_к, соответствующая суммарным дорожным сопротивлениям G(f + sinα), не должна превосходить силы сцепления Р_φ. В том случае, когда соотношение между силой суммарного дорожного сопротивления и силой сцепления удовлетворяет данному условию, тяговая сила ведущих колес Р_к будет полностью использоваться для движения автомобиля. В противном случае, будет иметь место пробуксовывание на дороге, и для движения автомобиля будет использоваться только часть тяговой силы, равная силе сцепления Р_φ = Z₂φ.

Очевидно, что пробуксовывание приводит к снижению скорости машины. Относительное снижение скорости из-за буксования определяется величиной:

где v _t– теоретическая скорость движения машины без буксования;

v – действительная скорость движения машины.

Величину буксования можно определить и по отношению пути, потерянного на буксование за один оборот колеса, к теоретическому пути без буксования также за один оборот колеса:

где S_t –путь, проходимый колесом без буксования за один оборот;

S_t – действительный путь, проходимый за один оборот при тяговой эксплуатации.

Обычно сила Р_к может ограничиваться по силе сцепления Р_φ при трогании с места или при преодолении повышенных сопротивлений на скользкой дороге. Ограничение тяговой силы по силе сцепления происходит чаще, когда автомобиль используется в качестве тягача.

Из выражения (1) видно, что проходимость двухосной машины зависит от распределения её веса между передней и задней осями. Она растет с увеличением Z₂= λ₂G (λ₂ - коэффициент, учитывающий распределение веса машины на ведущую ось).

Для автомобилей со всеми ведущими колесами (λ =1) условие возможности движения таковы:

G φ ≥ G(f + sinα) или

φ ≥ (f + sinα).

Для случая движения машины по горизонтальной поверхности (sinα = 0) выражения, определяющие возможность движения машины, получают соответственно следующий вид:

Z₂φ ≥ Gf или λ₂φ ≥ f (для машин колесной формулы 4×2);

φ ≥ f (для машин колесной формулы 4×4).

Для нахождения силы сцепления ведущих колес с дорогой необходимо знать нагрузку, воспринимаемую дорогой от колес каждой оси автомобиля (для определения коэффициента λ₂).

Распределение нагрузки на колесах двухосного автомобиля, стоящего неподвижно на горизонтальной площадке (рис.2), определяется положением его центра массы:

; .

Здесь а и b – отрезки, определяющие положение центра масс (ЦМ) автомобиля в продольной плоскости, L - база автомобиля. Очевидно, G₁+ G₂= G.

Рис.2. Распределение нагрузки на колеса двухосного автомобиля.

Практически величины G₁ и G₂ определяются путем взвешивания отдельно передней и задней частей автомобиля. По экспериментально определенным значениям G₁ и G₂ легко рассчитать (обратная задача) положение центра массы (отрезки а и b), используя для этого приведенные выше формулы. Значение коэффициента λ₂ находят как λ₂ = G₂ / G. Для автомобиля с ведущими передними колесами в приведенных выше формулах вместо коэффициента λ₂ используют аналогичный ему коэффициент λ₁ = G₁ / G.

Следует иметь в виду, что при движении автомобиля возникают дополнительные силы и моменты, которые перераспределяют нагрузки на колеса. Например, сила сопротивления воздуха и подъему, бокового ветра, сила инерции при ускоренном или замедленном движении автомобиля и др. Влияние этих факторов обуславливает соответствующее изменение сцепных свойств автомобиля с дорогой в течение период их воздействия.

Коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой φ представляет собой отношение той силы, которая может вызвать относительное перемещение опорной поверхности шины колеса по дороге, к реакции дороги на колесо, направленное нормально к поверхности дороги.

Это определение аналогично установленному в механике определению коэффициента трения первого рода между двумя твердыми телами. Поэтому часто считают, что коэффициент сцепления и коэффициент трения -–понятия равнозначащие. Это положение весьма близко к действительности для дорог с твердым покрытием. Здесь передача тангенциальных усилий от колеса к дороге обуславливается почти исключительно трением между опорной поверхностью шины и дорогой.

Взаимодействие колеса с дорогой, имеющей мягкое покрытие (песок, щебень и т.п.) происходит иначе. В этом случае под влиянием тангенциальных усилий между дорогой и шиной происходит частичное разрушение контактной поверхности (смятие, сдвиг и т.д.), что вызывает некоторое проскальзывание ведущего колеса. Коэффициент сцепления при этом отличается от определения коэффициента трения.

Коэффициент сцепления колеса на таких дорогах трудно определим расчетным путем и выясняется проведением экспериментальных исследований. Исследуемый автомобиль с полностью заторможенными колесами буксируется с помощью специального тягача при одновременном измерении усилия на сцепке с помощью динамометра. Отношение этого усилия к полному весу буксируемого автомобиля представляет собой коэффициент сцепления.

Этим способом можно определить величину φ на дорогах с покрытиями различного типа. Существуют и другие способы определения φ, например, торможением автомобиля на исследуемом участке дороге с одновременным измерением тормозных путей.

По результатам многочисленных испытаний устанавливают средние величины коэффициента сцепления для различных типов дорожного покрытия (табл. 4.1).

Таблица 4.1.

Средние величины коэффициента сцепления для различных дорожных условий:

Вид опорной поверхности	Величина коэффициента сцепления φ
Вид опорной поверхности	Сухая поверхность	Мокрая поверхность
Асфальт	0,7…0,8	0,3…0,4
Грунтовая дорога	0,5…0,6	0,3…0,4
Глина	0,5…0,6	0,3…0,4
Песок	0,5…0,6	0,4…0,5
Обледенелая дорога	0,2…0,3
Дорога, покрытая снегом	0,2…0,4

Большое влияние на тягово-сцепные качества автомобиля оказывают геометрические параметры грунтозацепов протектора шины. Грунтозацепы шины ведущего колеса, погружаясь в грунт, деформируют его не только в радиальном, но и в тангенциальном направлении, и постепенно уплотняют. По мере уплотнения грунта в тангенциальном направлении, его сопротивление сдвигу возрастает до некоторого предела, после чего начинается разрушение (сдвиг) грунта. По мере деформации грунта, внешним проявлением чего служит частичная пробуксовка шины (ее поворачивание на угол, соответствующей величине уплотнения грунта), коэффициент сцепления возрастает до некоторого максимума, а затем падает до величины, характеризуемой внутренним трением между частицами грунта.

Приспособления, повышающие проходимость автомобиля. Для преодоления особо тяжелых участков пути и подъемов, а также вытаскивания застрявшего автомобиля, на машинах высокой проходимости устанавливают лебедки с приводом от механизма отбора мощности, размещаемого, например, на корпусе раздаточной коробки.

Если автомобиль не имеет лебедки, то для самовытаскивания могут быть использованы ведущие колеса, на ступицы которых установлены барабаны с тросами (самовытаскиватели). Концы тросов крепят к опорам на местности (деревья, пни, столбы и т.д.). При вращении колес тросы наматываются на барабаны самовытаскивателя, создавая тяговое усилие, соизмеримое с весом автомобиля.

При эксплуатации автомобилей в тяжелых дорожных условиях находят применение ленточные, браслетные и гусеничные цепи, увеличивающие поверхность зацепления колес с дорогой, то есть обеспечивающие повышение тяговой силы по условиям сцепления. Гусеничные цепи применяют на трехосных автомобилях. С помощью натяжного устройства цепи устанавливаются на колесах среднего и заднего мостов автомобиля, преобразуя его тем самым в колесно-гусенечное транспортное средство, которое может преодолевать, например, снежные покровы глубиной до 70 см.

Профильная проходимость автомобиля

Профильная проходимость автомобиля на конкретной дороге определяется его компоновкой, геометрическими параметрами, диаметром и числом колес, позволяющими машине преодолевать профильные препятствия.

В соответствии с ГОСТ 22653-77 основными геометрическими параметрами автомобиля являются:

дорожный просвет;
углы переднего и заднего свесов;
продольный радиус проходимости.

Наиболее низкими зонами автомобиля, определяющими дорожный просвет h_пр, являются картеры маховика и коробки передач, глушитель, передний и задний мосты (картер главной передачи ведущего моста). Минимальный просвет у современных легковых автомобилей не превышает 150…200 мм, у грузовых автомобилей он может достигать 220…300 мм и более (табл. 2).

При эксплуатации автомобиля на бугристой местности важным показателем его проходимости является радиус продольной проходимости R_а (условный радиус выступа дороги, который может быть беспрепятственно преодолен автомобилем, не зависая на нем). Этот показатель определяется не только дорожным просветом, но и величиной базы автомобиля (рис.3). Очевидно, чем больше база автомобиля, тем ниже его проходимость при переезде через выступы, бугры и другие препятствия.

Ограничивать проходимость автомобиля при его движении по пересеченной местности могут части кузова, выступающие за оси спереди и сзади автомобиля. Если из низших точек этих частей кузова провести к переднему и заднему колесам касательные, то углы между ними и плоскостью дороги определят углы переднего γ₁и заднего γ₂ свесов автомобиля (рис.3). Эти углы дополнительно определяют показатель его проходимости по неровной дороге, которая возрастает с увеличением этих углов.

Значительный вынос (свес) двигателя вперед, за переднюю ось, и вытянутая, низко расположенная задняя часть кузова, что характерно для легковых автомобилей, затрудняют движение автомобиля по пересеченной местности.

Рис.3. Геометрические параметры профильной проходимости автомобиля.

В табл. 4.2 приведены значения параметров профильной проходимости для различных автомобилей.

Параметры движителя (диаметр и число колес, колесная формула) в наибольшей степени проявляются при оценке проходимости автомобиля при преодолении канавы или рва. Ширина рва b, через который может пройти двухосный автомобиль, может быть принята равной радиусу r_к колеса. Эта величина несколько больше для автомобилей с обоими ведущими мостами и достигает примерно 1,2 r_к. Трехосные автомобили любой схемы не имеют в этом отношении существенных преимуществ.

Таблица 4.2.

Параметры профильной проходимости автомобиля

Тип автомобиля	Дорожный просвет h_пр, мм	Угол переднего свеса γ₁, град.	Угол заднего свеса γ₂, град.
Легковые	150…200	20…30	15…20
Грузовые	240…300	40…60	25…40
Автобусы	220…300	10…40	6…20
Высокой проходимости	400…500	60…70	50…60

Ров большей ширины наиболее эффективно преодолевается четырехосными автомобилями. Ширина преодолеваемого рва при этом может быть принята приближенно равной b = L₀ + 1,2 r_к. (L₀ - расстояние между смежными осями автомобиля).

Способность преодоления многоосным автомобилем широкого рва за счет возможности нависания над ним определяется числом, расположением и способом крепления мостов к корпусу машины, а также размещением центра масс по её длине. Чем больше продольная база и число мостов автомобиля, тем большую по ширине канаву или ров может преодолеть колесная машина «на весу» без опрокидывания. В этих условиях по парное объединение мостов в качающуюся тележку снижает проходимость машины через ров.

Помимо рассмотренных параметров автомобиля профильная проходимость зависит от приспособляемости колес к неровностям дороги без потери контакта с ней. Это свойство автомобиля зависит от допустимого угла взаимного перекоса мостов относительно горизонтальной плоскости.

2. Отливка заготовок деталей.

Значительную ч

16 17 18 19 20 21 22

Подборка статей по вашей теме: