Взаимодействие автомобиля с дорогой

 

На дорогу от колес автомобиля передаются статические на­грузки при остановке автомобилей и кратковременные или ди­намические при движении. При статическом загружении (ос­тановка автомобиля) колесо передает на покрытие нагрузку Q.

а стоящее колесо; б ведущее колесо; в ведомое колесо;

 

G вес автомобиля; R сила реакции; G_к вес автомобиля, приходящийся на колесо;

Мвр вращающий момент; Т сила трения; rк расстояние от центра колеса до поверхности;

r радиус колеса; а расстояние от мгновенного центра скоростей О до линии действия силы реакции R; Р_к окружная сила; v скорость движения автомобиля

 

Сила тяги расходуется на преодоление сил сопротивления качению (деформирование дор.кон-ции и сжатие шины):

f=е/r_к – коэ-т трения качения.

Чем меньше f, тем безопаснее движение.

f зависит от скорости движения, эластичности шины и состояния поверхности дорожного покрытия.

Движение возникает, когда сила тяги достигает максимального значения:

Р_к=j*Q Þ j - коэф-т сцепления – это отношение макс.значения силы тяги на ободе колеса к сцепному весу автомобиля (вес на одно колесо).

 

На сцепные качества влияет: состояние покрытия, температура воздуха, ровность покрытия.

 

 

Взаимодействие с заснеженными и оледеневшими покрытиями:

При наличии рыхлого снега на покрытии коэф-т сцепления мало зависит от параметров шероховатости, но зависит от толщины слоя, плотности, влажности, температуры снега.

При определенных соотношениях температуры и плотности снега, интенсивности, состава и скорости движения на шероховатых покрытиях происходит разрушение снежного слоя и самоочистка покрытия от снега (выступы д/б 1,5-2 мм).

 

Значение j на разных типах и состояниях покрытия:

¾ На усоверш.шероховатых покрытиях: сухих ≥0,7, мокрых 0,5-0,7

¾ На усовер. Гладких 0,4-0,6

¾ На слое уплотненного снега 0,2-0,3

¾ На стекловидном льду 0,05-0,1.

 

Þ необходимо повышать шероховатость покрытий для повышения коэф-та сцепления.

 

Шероховатость поверхности до­рожного покрытия представляет собой совокупность неровностей, не вызывающих низкочастотных колебаний автомобиля на подвеске и не влияющих на работу его двигателя.

Шероховатость подразделяют на две группы: макро- и микрошероховатость.

К мак­рошероховатости относят неровности длиной более 2 мм и высо­той более 0,2 мм, обычно формируемые частицами (зернами) щеб­ня, используемого при строительстве покрытий дороги или в ре­зультате специальной его обработки.

К микрошероховатости от­носят меньшие неровности, как правило, обусловленные собст­венной шероховатостью поверхности зерен щебня. Раз­личные каменные материалы обладают различной микрошерохо­ватостью, поэтому для устройства верхних слоев покрытия пред­почтительнее каменные материалы, имеющие более крупную мик­рошероховатость.

Макрошероховатость (шероховатость) покрытия характеризу­ют тремя основными параметрами: средней высотой выступов, средней глубиной впадин, коэффициентом шага шероховатости.

Тип шероховатых покрытий	Параметры шероховатости, мм
Средняя высота выступов	Средняя глубина впадин
Гладкие	0,1...0,5	0,02...0,25
Мелкошероховатые	0,5...3,0	0,25...2,5
Среднешероховатые	3,0...6,0	1,0...5,0
Крупношероховатые	6,0...9,0	2,0...7,0

 

 

Критерии выбора типа шероховатости:

1) Категория дороги

2) Условия движения (легкие, затрудненные, опасные)

3) Недопущение аквапланирования.

Ровность дороги — это харак­теристика поверхности дороги, определенная наличием неровно­стей или отклонений фактической поверхности от проектной, вызывающих при проезде автомобиля колебания его колес и ку­зова. Различают продольную и поперечную ровность.

К основным причинам образования неровностей покрытия относят:

• высокую транспортную нагрузку;

• недостаточную прочность и сдвигоустойчивость дорожных одежд, применение слабопрочных материалов в конструктивных слоях покрытия;

• нарушение требований к ровности покрытий при строитель­стве и низкое качество работ по возведению земляного полотна и дорожной одежды;

• необеспеченный водоотвод и пучинообразование;

• износ, деформации и разрушения покрытия под действием транспорта и климатических факторов и несвоевременные рабо­ты по устранению этих дефектов.

В процессе эксплуатации размеры и число неровностей увеличивается.

 

Ровность покрытия эксплуатируемых дорог чаще всего изме­ряют суммой амплитуд колебания подрессоренной массы или мас­сы автомобиля при проезде неровностей на участке дороги и из­меряют в сантиметрах на километр(толчкомер, ПКРС-2У).

Колебания авто, возникающие при движении по неровной пов-ти, разделяют на установившиеся (при наезде на регулярно повторяющиеся неровности) и неустановившиеся (при наезде на единичные или редко повторяющиеся неровности).

Критерии оценки допустимости колебаний:

¾ Удобство езды и комфор-ть

¾ Устойчивость грузов в кузове

¾ Надежность и долговечность работы частей авто

¾ Над.и долгов.работы дорожной кон-ции.

 

По влиянию на колебания автомобиля неровности можно раз­делить на три группы: макронеровности, микронеровности и ше­роховатость.

Макронеровности состоят из длинных плавных неровностей с длиной волны 5 м и более. Макронеровности влияют на работу двигателя автомобиля и режим его движения, но практически не вызывают колебаний автомобиля на подвеске. Фактически это продольный профиль дороги и при анализе ровности его не рас­сматривают.

Микронеровности формируют микропрофиль поверхности, со­стоят из неровностей длиной от 10 см до 50 м, которые вызывают значительные колебания автомобиля на подвеске. Это и есть соб­ственно характеристики ровности.

Шероховатость — это совокупность неровностей с длиной вол­ны до 10 см, которые не вызывают низкочастотных колебаний автомобиля на подвеске, так как их воздействие поглощают шины. Поэтому при анализе ровности шероховатость не учитывают