Показатели и нормативы управляемости и устойчивости автомобилей.

Управляемость автомобиля - это совокупность свойств автомобиля, определяющих его способность подчиняться управляющему воздействию водителя с заданной точностью при минимальных затратах нервной и физической энергии. При таком определении управляемости становится очевидным, что управление автопоездом требует от водителя значительно больше энергозатрат, чем одиночным автомобилем.

Автопоезд представляет собой шарнирное соединение двух и более звеньев. Шарнирное соединение звеньев приводит к тому, что при возмущениях и управляющих воздействиях вероятность нарушения устойчивости движения повышается. Кроме того, многозвенность автопоезда усложняет процесса управления при поворотах и маневрировании. Водителю труднее обеспечить вписываемость автопоезда в заданный габаритный коридор. Для повышения грузоподъемности автопоезда проектируют с максимально допустимой высотой кузова (до 4 м). При этом увеличивается высота центра масс автопоезда, повышается опасность по­перечного опрокидывания на поворотах и напряженность управления.

Для оценки управляемости АТС в качестве критерия используется усилие на рулевом колесе при определенном режиме поворота- это переход от прямолинейного движения к движению (передним внешним колесом) по окружности радиусом 12 м при скорости 10 км/ч на участке с сухим твердым и ровным покрытием, которое не должно превышать:

- 245 Н — для рулевого управления без усилителя на пути не более 17 м;

- 118 Н — для рулевого управления с усилителем на пути не более 11 м;

- 490 Н — в случае прекращения действия усилителя на пути не более 17 м.

- при передней осевой нагрузке более 55 кН усилие в случае прекращения действия усилителя на пути не более 17 м не должно превышать 600 Н.

Оценочными показателями статической устойчивости являются:

- коэффициент поперечной устойчивости;

- угол опрокидывания на стенде;

- угол поперечного крена подрессоренных масс.

Показатели устойчивости управления оцениваются в баллах, при движении автомобиля в штатном режиме (прямолинейное движение или установившиеся движение) и оцениваются:

- устойчивость сохранения траектории, устойчивость курсового управления;

- устойчивость против опрокидывания;

- устойчивость управления скоростью;

- устойчивость управления замедлением;

- устойчивость управления траекторией при торможении;

- устойчивость курсового управления при торможе­нии.

Минимальный допустимый угол продольного опрокидывания автомобиля, при испытаниях на стенде не должен превышать 21°.

Угол крена подрессоренных масс в поперечном сечении, проходящем через центр масс АТС, относительно опорной поверхности при опрокидывании на стенде, оценивается коэффициентом поперечной устойчивости

,

 

где К — средняя колея АТС; h — высота центра масс АТС над опорной поверхностью.

Для более точной оценки поперечной устойчивости АТС против опрокидывания используется коэффициент поперечной устойчивости , который равен отношению бокового ускорения центра масс автомобиля к ускорению свободного падения в момент потери устойчивости при круговом движении.

Минимальное допустимое значение коэффициента 0,38.

 

Требования к конструкции систем пассивной безопасности автомобилей

Основным способом защиты водителя и пассажиров легкового автомобиля от травмирования является обеспечение надлежащей прочности и жесткости кузова, при которых исключается его смятие в случае удара или опрокидывания автомобиля.

Способы обеспечения пассивной безопасности в конструкциях грузовых автомобилей стали в последнее время объектами серьезного изучения, а выполнение требований, касающихся прочности кабин автомобилей, применение дверных замков и петель, органов управления и элементов интерьера безопасной конструкции стало обязательным для повышения пассивной безопасности грузовых автомобилей.

При создании травмобезопасного интерьера кабины предусматривается следующее:

- размещение контрольно-измерительных при­боров, кнопок и рукояток управления в углублениях панели;

- закругление нижнего края панели приборов (радиус кривизны не менее 10 мм);

- применение противосолнечного устройства из светопоглощающего материала и травмобезопасного безосколочного лобового стекла;

- исключение опасных неровностей или острых краев в зоне возможного удара головой; покрытие внутренних поверхностей кабины сравнительно мягкими накладками, которые быстро воспринимают форму ударяющейся части тела, за счет чего более равномерно распределяется ударная нагрузка;

- оборудование рулевой колонки энергопоглощающим устройством для защиты водителя от травм в случае столкновения автомобилей.

 

Требования к экологической безопасности автомобилей

Одной из острейших проблем является уменьшение загрязне­ния атмосферы токсичными веществами, выделяемыми АТС.

Основными источниками загрязнения воздуха являются карбюраторные двигатели. Однако уменьшение токсичности газов, выделяемых дизелями, также заслуживает внимания. В настоящее время нормируется выброс двигателем окиси углерода СО, несгоревших углеводородов СН, окислов азота NO_x и дымность.

Дизель по сравнению с карбюраторным двигателем выделяет значительно меньше окиси углерода. Дизель менее токсичен и по выделению окиси азота и углеводородов. В то же время недостатком дизелей является значительное содержание сажи в отработавших газах и окислов азота.

Таким образом, для карбюраторных двигателей основными токсичными компонентами отработавших газов являются окись углерода, несгоревшие углеводороды, окислы азота, свинец, а для дизелей — окислы азота, сажа.

Наиболее токсичны окислы азота. Если вредность окиси углерода принять за единицу, вредность окислов азота равна 10, а углеводородов — 0,65.

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

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

- непосредственный впрыск бензина вместо карбюрирования;

- дожигание отработавших газов;

- форкамерно-факельное зажигание;

- установка нейтрализаторов газа в выпускной системе и др.

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

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

Шумность

Важным критерием конструктивного совершенства автомобиля является его шумовая характеристика.

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

дизеля — 85 дБ,

системы впуска — 84 дБ,

системы выпуска отработавших газов — 82 дБ,

вентилятора системы охлаждения— 82 дБ,

агрегатов трансмиссии и шин — 81 дБ.

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

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

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

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

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