Особенности поведения легкового автомобиля при различных давлениях воздуха в шинах

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 629. 03
С. И. Медведицков
ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ДАВЛЕНИЯХ ВОЗДУХА В ШИНАХ
Бобруйский филиал Белорусского государственного экономического университета
(e-mail: medsim@rambler. ru)
Величина внутреннего давления в шине задается разработчиком с последующим проведением испытаний по выбору оптимального давления для каждого конкретного автотранспортного средства, а также оси автомобиля. На практике это требование не соблюдается. Проведенный комплекс лабораторно-дорожных испытаний шин показал необходимость их испытаний и позволил выдать рекомендации по оптимальному подбору давления в шинах передних и задних колес легкового автомобиля.
Ключевые слова: пневматическая шина, внутреннее давление, испытания, характеристики, автомобиль.
The value of the inflation pressure of tire, as rule, fixed by introducer with the next test operation on the choice of the optimum pressure for each particular vehicle as well as a shaft of automobile. However in practice this requirement isn’t observed. The realized complex of laboratory-road experiments of tires showed the necessity of test operations and allowed to give recommendations for optimum selection of tire pressure of front and hind wheels of a light vehicle.
Keywords: pneumatic tire, intrinsic pressure, tests, characteristics, automobile.
На эксплуатационные характеристики автомобиля существенное влияние оказывают выходные характеристики шин. Функциональные свойства автомобиля определяются совокупностью его конструктивных параметров и выходных характеристик отдельных элементов, входящих в него, как сложную механическую систему. Шина является подсистемой автомобиля, взаимодействующей с дорожным покрытием и выполняющей функции поддерживающего, направляющего элементов и движителя. Поэтому в ряде научных работ исследователей автомобиля, шина выделяется в виде отдельной подсистемы в более сложных системах, например, в системе «дорога — шина — автомобиль -водитель «[4].
Современный уровень эксплуатационных свойств автотранспортных средств, а также дальнейший прогресс в совершенствовании ав-
томобилей не может быть, достигнут без определенного уровня показателей выходных характеристик шин. Задача эта достаточно сложна, так как необходимо владеть не только методами определения выходных характеристик шин, но и знать, как влияют на эти характеристики параметры ее.
Как известно, шины оказывают влияние, практически, на все характеристики автомобиля [1], [5]. На рис. 1 отмечены важнейшие факторы шин, влияющие на эксплуатационные характеристики автомобиля.
Один и тот же автомобиль с одними и теми же элементами подвески и рулевого управления в зависимости от характеристики шин может иметь различные показатели устойчивости и управляемости, тормозные качества, а также топливно-экономические и тягово-сцепные характеристики.
Рис. 1. Внешние эксплуатационные факторы, влияющие на выходные качественные показатели шин
Из рис. 1 следует, что главным фактором, влияющим на выходные показатели шин, является обеспечение внутреннего давления в шинах, которое оказывает влияние на сопротивление боковому уводу, стабилизирующий момент, боковую и угловую жесткости, характер их изменения в зависимости от вертикальной нагрузки, скорости, дорожных условий и других факторов. Поэтому одним из условий обеспечения уровня положительных эксплуа-
тационных характеристик, заложенных в шинах, является соблюдение норм внутреннего давления в них. Величина внутреннего давления в шине, как правило, задается разработчиком с последующим проведением испытаний выбора оптимального давления для каждого конкретного автотранспортного средства, а также оси автомобиля. На рис. 2 приведена схема выбора оптимального внутреннего давления в шине.
Выбор оптимального внутреннего давления в шине
Поправка при реальных испытаниях на АТС по влиянию на устойчивость и управляемость автомобиля
Рис. 2. Выбор оптимального внутреннего давления в шине
Кроме характеристик, зависящих от внутреннего давления в шинах, указанных выше, большое значение имеет поддержание оптимального давления воздуха в шинах в условиях реальной эксплуатации. В связи с тем, что снижение внутреннего давления в шине влияет на такие факторы, как ухудшение безопасности из-за изменения уводных характеристик, сцепления шин с дорогой, увеличение сопротивления качению, что приводит к повышенному расходу топлива и выделению вредных веществ в отработанных газах двигателя и другие эксплуатационные характеристики не только шины, но и автомобиля как системы в целом. Из-за несоблюдения внутреннего давления в шинах, происходит ее разрушение от необратимых тепловых процессов, а также снижение долговечности.
Анализ проверок автохозяйств в советский период ПО & lt-<-Бобруйскшина"[2] позволил сделать вывод, что несоблюдение норм внутреннего давления в шинах по всему автопарку, находящемуся под наблюдением этого завода показал, что более 50% общих потерь ресурса ходимости шин происходит в связи с невыполнением норм внутреннего давления.
Для выяснения оценки влияния внутреннего давления воздуха в шинах на технико-эксплуа-
тационные качества автомобиля ВАЗ-2112, был проведен комплекс исследований в НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ» г. Дмитров Московской обл.
Исследования проводились при давлениях воздуха в шинах передних и задних колес автомобиля соответственно 200, 220, 240 кПа. Тормозные качества автомобиля на сухом и мокром покрытии оценивались с использованием АБС тормозов. Испытания проводились на сухом и мокром покрытии горизонтальной площадки с асфальтобетонным покрытием при температуре окружающего воздуха (25 ± 5) °С. Скорость ветра не превышала 3 м/с без порывов. Перед проведением зачетных испытательных заездов проводился разогрев шин и агрегатов автомобиля протяженностью 50 км со средней скоростью автомобиля 90 км/ч по скоростной дороге. Поскольку, теоретически повышение давления влияет положительно на топливно-экономические показатели, рассмотрим, как влияет изменение давления на другие показатели.
Результаты исследований влияния внутреннего давления шин 185/60 Я14 модели Р6000 фирмы «Пирелли» на тормозные качества и показатели устойчивости и управляемости автомобиля ВАЗ-2112 представлены в таблице.
Тормозные качества и показатели устойчивости и управляемости автомобиля ВАЗ-2112
Технико-эксплуатационные показатели Давление в шинах, кПа
200 220 240
Тормозной путь, м: — на сухом покрытии — на мокром покрытии 32,33 34,61 29,09 31,49 29,74 31,70
Устойчивость и управляемость при выполнении маневра «вход в поворот», км/ч: — на сухом покрытии — на мокром покрытии 76,50 67,00 72,67 60,90 70,30 60,56
Из анализа таблицы следует, что тормозной путь на сухом и мокром покрытии, уменьшается при увеличении давления в шинах передних и задних колес до 220 кПа, а затем несколько увеличивается по отношению к этой величине давлений.
При выполнении маневра «вход в поворот», скорость прохождения его снижается и при давлении в шинах передних и задних колес 220 кПа на сухом дорожном покрытии составляет — 5% и соответственно при давлении 240 кПа, эта разница увеличивается в сторону ухудшения до 8,11%. В случае, выполнения этого же маневра на мокром дорожном покрытии, эта разница соответственно составляет 9,1% при
давлении в шинах передних и задних колес 220 кПа и 9,6% при давлении 240 кПа в сторону ухудшения.
С целью подтверждения оценки определения оптимального давления в шинах, проведены дополнительные испытания в соответствии ГОСТ Р 52 302−2004[3] по установившимся реакциям автомобиля.
Для проведения исследований в дорожных условиях была использована специальная аппаратура фирмы «СОКЯ8У8 БАТЯО№& gt-. Комплект аппаратуры включает в себя приборы и датчики. Характер протекания установившихся реакций автомобиля при различных вариантах давления воздуха в шинах представлен на рис. 3.
0~
V
0. 22
с-1
0. 2
0. 18
0,16
0,14
0. 12
о Л
7 I
-Ж5& quot-! 4
3
№ 1 / і [¦ 6 •от* … 2
і 5

о
і
м/с2 8
Рис. 3. Установившиеся реакции автомобиля:
1 — Рп=200 КПа Рз=180КПа-2 — Рп=180 КПа Рз=200КПа-3 — Рп=180КПа Рз=180КПа- 4 — Рп=200 КПа Рз=200 КПа- 5 — Рп=180 КПа Рз=220КПа- 6 — Рп=200 КПа Рз=220КПа- 7 — Рп=220 КПа Рз=220 КПа.
Из анализа рис. 3 отмечается, что при раз- чиваемости в избыточную несколько смещает-
личных давлениях воздуха в шинах «крутизна» ся в сторону малых боковых ускорений. На ве-
протекания кривой из недостаточной повора- личину установившихся реакций автомобиля
существенное влияние оказывает изменение давления воздуха в шине. Установившиеся реакции автомобиля на шинах с различным давлением воздуха, в шинах передних и задних колес, носят характер недостаточной поворачи-ваемости, переходящую в избыточную при более высоких боковых ускорениях. Учитывая, результаты испытаний по тормозным качествам автомобиля и оценку влияния давления воздуха в шинах на управляемость и устойчивость автомобиля, при улучшении топливно-экономических показателей, можно рекомендовать оптимальное давление воздуха в шинах передних и задних колес — 200 кПа (2 кгс/см2) или в шинах передних колес — 200 кПа (2 кгс/см2, задних — 220 кПа (2,2 кгс/см2).
Таким образом, по результатам комплекса исследований автомобиля ВАЗ-2112, следует отметить, что наиболее приемлемым вариантом
оптимального давления воздуха в шинах передних и задних колес является 220 кПа. Проведенный комплекс испытаний доказал необходимость проведения подобных испытаний.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Кнороз, В. И. Работа автомобильной шины / В. И. Кно-роз. — М.: Транспорт, 1976. — 338 с.
2. Медведицков, С. И. Влияние износа шин на характеристики увода колеса, устойчивость и управляемость автомобиля: дис. … канд. техн. наук: 14. 06. 1989 / С. И. Медведицков. — Волгоград, 1988. — 182 л.
3. Управляемость и устойчивость. Автотранспортные средства. Технические требования. Методы испытаний: ГОСТ Р 52 302 — 2004. — Введ. 01. 01. 2006. — М: ИПК Изд-во стандартов, 2005. — 31 с.
4. Хачатуров, А. А. Динамика системы «дорога — шина — автомобиль — водитель» / А. А. Хачатуров. — М.: Машиностроение, 1976. — 535 с.
5. Эллис, Д. Р. Управляемость автомобиля / Д. Р. Эллис. — М.: Машиностроение, 1975. — 215 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой