Przełożenie przekładni. Do kół maszyny leśnej. wydajność transmisji. Przepisy ruchu samochodowego

V przypadek ogólny dla wydajności obowiązuje następująca zależność:

r | = 7Y Bb, x / 7V BX, (1.1)

gdzie G) - sprawność; N BMX - moc na elemencie wyjściowym przekładni; N BK- moc dostarczana do wejściowego elementu przekładni.

Ogólna wydajność przekładnia mechaniczna zależy od liczby stopni, w każdym z których moment obrotowy jest przenoszony z jednego elementu przekładni na drugi:

gdzie T1 o6shch to sprawność ogólna; d), - sprawność ja-th kroki; T- całkowita liczba kroków.

Układy przeniesienia napędu maszyn dźwigowo-transportowych, budowlanych i drogowych

Elektryczny

Hydrauliczny

Ryż. 1.3. Klasyfikacja przesyłów mocy według zasady działania

Wartość sprawności ślimaka lub ślimaka przekładnia zębata zależy od kąta profilu zęba i materiału para kół zębatych:

gdzie a jest kątem profilu zęba; p jest kątem tarcia w uzębieniu (przy dobrym smarowaniu i niskich prędkościach poślizgu (do 1 m / s) dla pary żeliwo-stal, kąt wynosi 5 ... 6 °, dla pary brązu

Wadą przekładni mechanicznych jest ich duży ciężar właściwy (na jednostkę przenoszonej mocy) oraz wymiary, które zwiększają się przy przenoszeniu momentu obrotowego na duże odległości oraz przy zmianie jego kierunku. Z tych powodów czysto mechaniczne przekładnie w nowoczesnym samojezdnym transporcie materiałów, konstrukcji i samochody drogowe nie zawsze są używane. Jednocześnie sprzęt do wydobycia, produkcji i przetwórstwa materiały budowlane Tam, gdzie kwestie układu i wagi mają drugorzędne znaczenie, jest on wyposażony przede wszystkim w przekładnie mechaniczne, które zapewniają minimalne straty mocy z silnika do siłownika.

= wchodzisz / wychodzisz,

gdzie i -stosunek; M out - moment obrotowy na końcowym elemencie przekładni mechanicznej; M t - moment obrotowy przyłożony do wejścia ręcznej skrzyni biegów; z wewnątrz, bez - prędkości kątowe odpowiednio elementów wejściowych i wyjściowych.

W przypadku wielostopniowej ręcznej skrzyni biegów przełożenie jest prawdziwe:

gdzie / total to całkowite przełożenie przekładni mechanicznej, w - stosunek n-tl kroki; m to liczba etapów transmisji.

Przekładnie hydrauliczne. W hydraulicznych przekładniach mocy energia mechaniczna silnika jest najpierw przekształcana w energię wewnętrzną płynu, a następnie z powrotem w energię mechaniczną. We wszystkich przekładniach hydraulicznych (lub układach hydraulicznych) zamiana energii mechanicznej na energię wewnętrzną płynu odbywa się za pomocą pompy, która albo zwiększa ciśnienie płynu w zamkniętej objętości, albo zwiększa prędkość jego przepływu. W zależności od sposobu przesyłu energii układy hydrauliczne dzielą się na hydrostatyczne (lub hydrostatyczne) i hydrodynamiczne. V przekładnie hydrostatyczne(rys. 1.4) wykorzystuje różnicę między ciśnieniem płynu wytwarzanym przez przekładnię lub pompa tłokowa wewnątrz zamkniętej objętości i ciśnienia zewnętrznego. Jadąc przez system zaworów 6 do linii ciśnieniowej 7, ciało robocze(w układach hydraulicznych stosowane są oleje mineralne z specjalne dodatki) wchodzi do zaworu hydraulicznego 8. W zależności od położenia szpuli 10 w obudowie 9 olej można spuścić do zbiornika 1 (ta pozycja jest pokazana na schemacie), przejść do końca pręta 13 cylinder hydrauliczny 11 (w skrajnej prawej pozycji szpuli) 10) lub do wnęki tłoka 14 (w skrajnym lewym położeniu szpuli). W zależności od tego, która wnęka cylindra hydraulicznego jest zasilana olejem pod ciśnieniem, tłoczysko 12 cofnie się lub wydłuży. Zużyty olej jest odprowadzany do zbiornika przez przewód spustowy 2, jednocześnie oczyszczany w filtrze 3. Pompa zasysa olej ze zbiornika przez przewód ssący 4, na którym można również zamontować filtr 3.

V przekładnie hydrodynamiczne zastosowano prosty i intuicyjny pomysł. Jeśli śmigła są zainstalowane na obu końcach segmentu rury, jedno z nich będzie napędzane ze stałej

Jeśli źródło energii jest niskie, wytworzony przez niego przepływ płynu, poruszając się wzdłuż rury, obróci drugie śmigło. W ten sposób energia mechaniczna wału napędowego śruby napędowej zostanie przekształcona w energię kinetyczną przepływu płynu, który po przejściu przez rurę jest zamieniany przez napędzane śmigło z powrotem na ruch mechaniczny jego wał. Studium projektowe tego pomysłu przekształciło (rys. 1.5) śmigło napędowe w wirnik 5, osadzony na korpusie 4, związany z wał korbowy silnik 3. Koło turbiny 6 przymocowany do kołnierza wału 8 turbiny. Wał turbiny spoczywa na łożysku 9 w obudowie 4 sprzęgła płynowe. Złącze płynu jest napełnione specjalny olej o 85% swojej objętości. Wał silnika obraca obudowę wraz z wirnikiem. Łopatki wirnika 2, ustawione pod kątem do płaszczyzny rysunku, wymuszają ruch oleju w przestrzeni pomiędzy pompą a turbiną po torze pierścieniowym 1. Olej spadający na łopatki 7 koła turbiny 6, nachylony do wektora jego ruchu, przekazuje im część swojej energii kinetycznej, wymuszając turbinę 6 i wał 8 obracać się.

Sprawność sprzęgła hydrokinetycznego nie jest wartością stałą i zmienia się od 0 - w momencie włączenia (podczas gdy wirnik obraca się z prędkością wał korbowy silnik, a koło turbiny jest hamowane) do 0,97 ... 0,98 - podczas jazdy ze stałą prędkością. Sprzęgła hydrokinetyczne nie posiadają przełożenia, ale zapewniają płynny rozruch maszyny z miejsca i chronią elementy mechaniczne transmisje z obciążeń udarowych.

formator 6, który jest napędzany przez wał korbowy 3 silnik. Gdy koło pompy się obraca, jego łopatki 9 kierują płyn roboczy do łopatek 1 koło turbiny 2, w którym przepływ płynu 7 zmienia kierunek, wymuszając obrót wału 11 turbiny. Działający płyn opuszczając łopatki turbiny uderza w łopatki 5 reaktora zamontowanego na wolnym kole 4, i znowu zmienia kierunek, tworząc w duża różnica prędkości pomiędzy pompą a turbiną moment dodawany przez wolne koło do momentu na turbinie. Gdy prędkości kół pompy i turbiny wyrównują się, reaktor dzięki sprzęgłu wybiegiem, zaczyna się swobodnie obracać, zmniejszając przełożenie przekładni hydrokinetycznej i zwiększając wydajność.

W pojazdach dźwigowo-transportowych, budowlanych i drogowych stosuje się jednocześnie kilka niezależnych hydraulicznych układów przeniesienia napędu: biegi, układy napędowe organów roboczych, sterowania i układy hamulcowe a także systemy sterowania przenoszeniem mocy (systemy „pilotowe”). Ze względu na brak ograniczeń co do długości i konfiguracji przewodów hydraulicznych, przekładnie hydrauliczne pozwalają na poprawę rozmieszczenia maszyn i urządzeń, czyniąc warunki pracy operatora bardziej komfortowymi, wygodniej pozycjonując korpusy robocze i rozszerzając ich funkcjonalność. Układy hydrauliczne pozwalają na większą automatyzację sterowania maszyną, zmniejszając w ten sposób intensywność pracy operatora, zwiększając wydajność i bezpieczeństwo maszyny oraz obniżając koszty operacyjne. Wadami przekładni hydraulicznych są: mniejsza niż w przekładniach mechanicznych sprawność (ze względu na straty przy podwójnej konwersji energii, straty wewnętrzne w cieczy i jej tarcie o ścianki rurociągów); agresywność środowiskowa płynów roboczych; bardziej złożona diagnostyka usterek wymagająca droższego narzędzia.

Przekładnie czysto hydrauliczne służą do przenoszenia mocy na mechanizmy urządzeń roboczych, w podwoziu

Przekładnie pneumatyczne. Przekładnie pneumatyczne wykorzystują gaz (zwykle powietrze atmosferyczne) jako płyn roboczy, który przenosi energię z silnika do siłownika. Układy pneumatyczne są konstrukcyjnie prostsze, tańsze i bardziej przyjazne dla środowiska niż układy hydrauliczne, ponieważ działają przy niższych ciśnieniach, nie potrzebują przewodów odpływowych do powrotu płynu roboczego do zbiornika, a sam płyn roboczy (powietrze) jest przyjazny dla środowiska. W tym samym czasie do transmisji tego samego przekładnie hydrauliczne siły ze względu na różnicę ciśnień roboczych muszą działać z dużymi objętościami płynu roboczego, a zatem ich jednostki są bardziej nieporęczne.

Przekładnie pneumatyczne znajdują zastosowanie w układach hamulcowych maszyn samobieżnych, a także do napędu młotów pneumatycznych, wiertarek udarowych i innych narzędzi budowlanych.

Przesyłki energii elektrycznej. Alternatywa dla mechanicznych i napędy hydrauliczne może służyć jako przekładnia elektryczna. Generator elektryczny podłączony do wału silnika wewnętrzne spalanie, przekształca energię mechaniczną w energię elektryczną, która jest następnie przekazywana przewodami do silników elektrycznych napędzających mechanizmy robocze, robocze i pomocnicze maszyny. Czasami stojan i wirnik silnika elektrycznego są jednocześnie częścią konstrukcyjną mechanizmu napędzanego (jak na przykład w kole silnika elektrycznego).

Wśród zalet przesyłu energii elektrycznej są ich wysoka niezawodność, brak ograniczeń co do długości i konfiguracji, możliwość bezstopniowej regulacji prędkości, łatwość łączenia ze źródłami i odbiornikami energii mechanicznej. Jednocześnie masa przekładni elektrycznej jest 2,5 ... 4 razy większa niż mechaniczna (ponadto do 20% spada na drogę

miedzi), a wydajność nie przekracza 80%. Ogranicza to zastosowanie przekładni elektrycznych, głównie do napędów jezdnych ciężkich maszyn. Można zastosować różne schematy włączania silników trakcyjnych, z których każdy ma swoje zalety i wady. Połączenie szeregowe koła silnikowe zapewniają pracę maszyny z maksymalną siłą trakcyjną dla minimalna prędkość... Ale wraz ze spadkiem oporu na jednym z kół napędowych, jego prędkość kątowa wzrasta, podczas gdy prędkość pozostałych kół spada. Może to spowodować całkowite zatrzymanie maszyny, gdy cała moc generatora zostanie zużyta przez silnik koła ślizgowego. Połączenie równoległe silniki trakcyjne pozwalają na maksymalny rozwój maszyny prędkość transportu przy niskich momentach obrotowych na każdym z kół, co jest dopuszczalne przy niskich oporach drogowych. Najczęściej w maszynach z elektrycznym przesył mocy stosuje się połączenie szeregowo-równoległe kół silnikowych, w którym silniki elektryczne umieszczone po przekątnej są połączone szeregowo.

Połączone transmisje mocy. W maszynach dźwigowo-transportowych, budowlanych i drogowych zasada łączenia w jednym przesył mocy węzły i zespoły należące do różne rodzaje transmisje. ^ To " przekładnie hydromechaniczne z elementami hydrostatycznymi i hydrodynamicznymi (napędy jezdne) oraz pneumohydraulicznym (układy hamulcowe) i elektrohydraulicznym (układy sterowania).

Na maszynach, których tryb pracy wiąże się z częstymi zmianami biegów i znacznym udziałem operacji transportowych w cyklu roboczym, najskuteczniejsze są hydromechaniczne przekładnie jezdne ze zmiennikiem momentu obrotowego i przekładnią planetarną (rys. 1.7). Umożliwiają również zmianę z niskiego na wysoki przy zmniejszeniu obciążenia, co skraca czas cyklu. Konwerter momentu obrotowego jest mechanicznie blokowany i działa jak konwencjonalne sprzęgło. W takie przekładnie wyposażone są skrobaki, wózki do przewozu ziemi, równiarki samojezdne, ładowarki czołowe. Przekładnie hydromechaniczne z elementami przekładni hydrostatycznej (rys. 1.8) stosowane są na maszynach, których proces pracy charakteryzuje się dużymi siłami pociągowymi i małymi prędkościami. Oprócz funkcji napędu jezdnego przekładnie te pełnią również funkcje układów hamulcowych, które blokują ruch maszyny przy zatrzymanym silniku. Przede wszystkim takie transmisje nadają się do: buldożery gąsienicowe, rozściełacze asfaltu, frezarki drogowe, walce.

Pneumatyczne układy hamulcowe i elektrohydrauliczne układy sterowania są szeroko stosowane w prawie

Ryż. 1.7. Przemiennik momentu obrotowego i planetarna skrzynia zespół zmiany biegów: / - wybiegiem reaktor; 2 - obudowa przekładni; 3 - mechaniczna blokada tłoka transformatora; 4 - koło turbiny; 5 - koło pompy; 6 - koło reaktora; 7 -

przekładnie planetarne

Ryż. 1.8. Hydromechaniczna przekładnia jazdy z napędem hydrostatycznym:

1 - zwolnica i blokada mechanizmu różnicowego oś przednia; 2 - regulowany silnik hydrauliczny; 3 - silnik spalinowy; 4 - pompa zębata; 5 - pokładowe skrzynie biegów tylne koła; 6 - zwolnica i blokada mechanizmu różnicowego tylna oś; 7 - sprawa przeniesienia; 8 - transmisja kardana; 9 - napędy końcowe

wszystkie typy maszyn, niezależnie od przeznaczenia. W układach pneumohydraulicznych czynności sterujące operatora są przenoszone przez ciśnienie płynu na mechanizmy system pneumatyczny gdzie są wzmocnione sprężonym powietrzem. W układach elektrohydraulicznych działania sterujące operatora w postaci sygnałów elektrycznych są przesyłane do sterowanych elektrycznie zaworów i zaworów hydraulicznych, które włączają lub blokują przepływy hydrauliczne i jednostki zgodnie ze schematem sterowania.

UKŁADY KIEROWNICZE

Systemy sterowania służą do zmiany trajektorii maszyny. Pojazdy samobieżne na torze kolejowym nie są wyposażone w systemy sterowania, ponieważ ich trajektoria jest określona przez tor, po którym się poruszają. Samochody z tzw. zakrętem „bocznym” również nie potrzebują układów kierowniczych, ponieważ trajektorię ich ruchu wyznacza różnica prędkości torów lub kół lewej i prawej strony, napędzanych podwozie samolotu niezależnie od siebie. W przypadku wszystkich innych maszyn ze śmigłem gąsienicowym kołowym lub wielowózkowym zmiana trajektorii ruchu odbywa się za pomocą układów kierowniczych, które obracają oś obrotu śmigła względem kierunku ruchu maszyny.

W nowoczesnych maszynach dźwigowo-transportowych, budowlanych i drogowych można zastosować do pięciu trybów zmiany trajektorii ich ruchu (ryc. 1.9). Dzięki drążkowi kierowniczemu

sterowane koła przód lub tylne osie obrócony o kąt proporcjonalny do promienia krzywizny trajektorii każdego z nich. To samo dzieje się podczas skręcania kół kierowanych przedniej i tylnej osi przeciwne strony(włącz "ścieżka do śledzenia"). Podczas manewrowania poprzez obracanie kierowanych kół wszystkich osi w jednym kierunku („ruch kraba”), wszystkie koła obracają się pod tym samym kątem. Połączenie tych czterech sposobów manewrowania na jednym podwoziu jest możliwe tylko przy zastosowaniu systemów z automatyczną koordynacją kątów skrętu kół w zależności od wybranego trybu jazdy i sterowania elektrohydraulicznego.

Obrót „załamany” ramy przegubowej, czyli obrót w planie jego dwóch połówek względem siebie, jako metoda zmiany trajektorii ruchu jest stosowana tylko w przypadku braku innych układów manewrowych. Jeśli maszyna jest wyposażona w ramę przegubową koła kierowane, mechanizm kontroli zginania ramy działa niezależnie od układu kierowniczego. We wszystkich przypadkach stosuje się hydrostatyczne układy kierownicze typu serwo. Nie wymagają od kierowcy dużego wysiłku fizycznego, nie przenoszą wstrząsów i wibracji sterowanych śmigieł (kół lub pojazdów gąsienicowych) na stery, a zmieniają kąt obrotu maszyny tylko wtedy, gdy kąt obrotu kierownicy lub zmieniono nachylenie joysticka. Ponadto hydrostatyczne układy kierownicze rozwijają duży moment obrotowy, charakteryzują się małą bezwładnością i wysoka niezawodność, ponieważ zapewniają działanie układu kierowniczego w przypadku awarii układu hydraulicznego.

Przy całej złożoności prowadzenia samochodu praca kierowcy sprowadza się ostatecznie do regulacji trzech parametrów: prędkości ruchu, siły i kierunku wymaganego do ruchu. A złożoność kontroli wynika z różnorodności warunków, w których występuje ruch, oraz wielu opcji kombinacji szybkości, wysiłku i kierunku. W każdej z tych opcji zachowanie samochodu ma swoją własną charakterystykę i podlega pewnym prawom mechaniki, których kod nazywa się teorią samochodu. Uwzględnia również obecność ośrodka ruchu, czyli powierzchni, po której toczą się koła, oraz powietrza.
Tak więc teoria ta obejmuje dwa z trzech interesujących nas ogniw systemu „kierowca-samochód-droga”. Ale ruch samochodu powstaje (a prawa ruchu wchodzą w życie) dopiero po tym lub tamtym, poprawnym lub złe działanie kierowca. Niestety czasami zaniedbujemy wpływ tego działania na zachowanie samochodu. Nie zawsze więc bierzemy pod uwagę, badając przyspieszenie, że jego intensywność zależy, oprócz właściwości samochodu i drogi, także od tego, w jakim stopniu kierowca je uwzględnia, np. ile sekund wydaje na zmianę biegów. Takich przykładów jest wiele.
Celem naszych rozmów jest pomoc kierowcy w zrozumieniu i prawidłowym uwzględnieniu praw zachowania samochodu. W ten sposób możliwe jest zapewnienie, na podstawie naukowej, maksymalne wykorzystanie cechy samochodu tkwiące w jego charakterystyka techniczna, oraz bezpieczeństwo ruchu przy najmniejszym nakładzie energii – mechanicznym (samochód), fizycznym i psychicznym (kierowca).
Zwyczajowo prawa zachowania samochodu grupuje się wokół następujących cech:
dynamizm ruchu, czyli właściwości prędkości;
drożność, czyli zdolność do pokonywania (lub omijania) przeszkód;
stabilność i sterowność, czyli umiejętność posłusznego podążania wyznaczonym przez kierowcę kursem;
płynna praca, czyli zapewnienie korzystnej charakterystyki drgań pasażerów i ładunku w nadwoziu (nie mylić z płynną pracą silnika i automatycznej skrzyni biegów!);
wydajność, czyli zdolność do wykonywania użytecznych prac transportowych, gdy minimalne zużycie paliwo i inne materiały.
Prawa zachowania samochodu należące do różnych grup są w dużej mierze ze sobą powiązane. Jeśli na przykład jakiś samochód nie ma dobry występ płynność i stabilność, jest trudne dla kierowcy, a w innych warunkach niemożliwe do utrzymania pożądana prędkość, nawet na wysokich dynamiczna wydajność samochody. Nawet tak pozornie drobne czynniki, jak dane akustyczne, ponownie wpływają na dynamikę: wielu kierowców woli powolne przyspieszanie od intensywnego, jeśli temu drugiemu towarzyszy głośny hałas silnik i skrzynia biegów.
Pomiędzy elementami systemu „kierowca – samochód – droga” znajdują się ogniwa łączące. Pomiędzy drogą a kierowcą jest to informacja odbierana przez jego wzrok i słuch.” Pomiędzy kierowcą a samochodem znajdują się elementy sterujące, które wpływają na jego mechanizmy, a sprzężenie zwrotne jest odbierane przez mięśnie, narządy równowagi kierowcy i ponownie, wzrok (urządzenia) i słuch. Pomiędzy samochodem a drogą (środowiskiem) – powierzchnia styku opony z drogą (a także powierzchnia karoserii i innych części auta w kontakcie z powietrzem).

Współzależność elementów układu „kierowca – samochód – droga”.

Ograniczmy kilka rozważanych przez nas kwestii: założymy, że kierowca otrzymuje wystarczające i prawidłowe informacje, nic nie stoi na przeszkodzie, aby szybko i dokładnie je przetworzył i otrzymał prawidłowe decyzje... Następnie rozpatrzeniu podlega każde prawo zachowania samochodu według schematu: samochód porusza się w takich a takich warunkach – takie a takie zjawiska zachodzą na styku opon z drogą i powierzchni samochodu z powietrzem – kierowca działa, aby zapisać lub zmienić podana postać ruchy, - działania kierowcy są przekazywane przez elementy sterujące do mechanizmów samochodu, a z nich na koła - w punktach styku zachodzą nowe zjawiska - charakter ruchu samochodu pozostaje lub zmienia się.
Wszystko to wydaje się być dobrze znane kierowcom, ale nie zawsze i nie wszyscy interpretują pewne pojęcia w ten sam sposób. A nauka wymaga precyzji i rygoru. Dlatego przed badaniem zachowania samochodu w różnych sytuacjach konieczne jest przypomnienie i uzgodnienie czegoś. Dlatego porozmawiamy o tym, co kierowca ma na drodze.
Przede wszystkim o wadze samochodu. Interesują nas tylko dwa z jego tak zwanych stanów wagi - "masa całkowita" i stan, który warunkowo nazwiemy bieganiem. Masę nazywamy pełną, gdy samochód - z kierowcą, pasażerami (w zależności od liczby miejsc w nadwoziu) i ładunkiem oraz w pełni wypełniony paliwem, smarem i innymi płynami, jest wyposażony w koło zapasowe i narzędzie. Przyjmuje się, że waga pasażera to 76 kg, bagaż - 10 kg na osobę. W stanie jazdy kierowca jest na pokładzie, ale nie ma pasażerów ani ładunku: to znaczy, że samochód może się poruszać, ale nie jest załadowany. Nie będziemy mówić o „własnej” (bez kierowcy i ładunku) i jeszcze bardziej „suchej” masie (w dodatku bez paliwa, smarowania itp.), gdyż w tych stanach samochód nie może się ruszyć.
Rozkład jego masy na kołach, czyli tzw obciążenie osiowe oraz obciążenie każdego koła i opony. W nowoczesnych samochodach osobowych w stanie do ruchu koła przednie stanowią 45-60% masy, a koła tylne 55-40%. Pierwsze liczby odnoszą się do pojazdów z montowany z tyłu silnik, drugi - do silnika przedniego. Przy pełnym obciążeniu stosunek zmienia się w przybliżeniu na przeciwny (w „Zaporoże” jednak nieznacznie). W samochodach ciężarowych masa w stanie jazdy rozkłada się prawie równomiernie na koła, natomiast masa brutto jest w stosunku około 1:2, czyli tylne koła załadowane dwa razy więcej niż przednie. Dlatego instalowane są na nich podwójne zbocza.
Bez źródła energii, a także bez kierowcy, nasz „Moskwicz” lub ZIL nie mógł się ruszyć. Dopiero na zjazdach lub po przyśpieszeniu samochód może przebyć pewną odległość bez pomocy silnika, zużywając nagromadzoną energię. Większość samochodów jest napędzana silnikiem spalinowym (ICE). Jeśli chodzi o teorię samochodu, kierowca musi o nim wiedzieć stosunkowo niewiele, a mianowicie, co daje za ruch. Dowiemy się, biorąc pod uwagę charakterystykę prędkości. Ponadto musisz sobie wyobrazić, ile silnik zużywa paliwo, to znaczy poznać jego charakterystykę ekonomiczną lub paliwową.

Zewnętrzny charakterystyka prędkości (ВСХ) silnika pokazuje zmianę mocy (Ne - w KM i kW) i momentu obrotowego (moment obrotowy) (Me - w kgm), rozwijaną przy różnych prędkościach wału i przy pełnym otwarciu przepustnicy. Na dole wykresu - charakterystyka ekonomiczna: zależność jednostkowego zużycia paliwa (g - w G / l. s.-godzina) od liczby obrotów na minutę.

Charakterystyki prędkości to wykresy zmian mocy i momentu (momentu obrotowego) opracowane przez silnik w zależności od liczby obrotów jego wału (prędkości obrotowej) przy pełnym lub częściowym otwarciu przepustnicy (tu mówimy o silnik gaźnika). Przypomnijmy, że moment charakteryzuje wysiłek, jaki silnik może „dostarczyć” samochodowi i kierowcy do pokonania określonych oporów, a moc to stosunek wysiłku (pracy) do czasu. Najważniejsza jest charakterystyka prędkości przyjęta, jak mówią, „na pełnym gazie”. Nazywa się to zewnętrznym. Najważniejsze wysokie punkty krzywe odpowiadające największa moc i moment obrotowy, które są zwykle rejestrowane w charakterystyce technicznej samochodów i silników. Na przykład dla silnika VAZ-2101 Zhiguli - 62 litry. z. (47 kW) przy 5600 obr/min i 8,9 kgm przy 3400 obr/min.

Charakterystyka prędkości cząstkowej silnika pokazuje zmianę mocy powstającej przy różnych otwarciach przepustnicy gaźnika.
Jak widać liczba obrotów z największą liczbą „kgm” jest znacznie mniejsza niż liczba obrotów odpowiadająca maksymalnemu „l. z". Oznacza to, że jeśli przepustnica gaźnika jest całkowicie otwarta, to moment obrotowy przy stosunkowo małej mocy silnika i prędkości pojazdu będzie największy, a wraz ze spadkiem lub wzrostem liczby obrotów wartość momentu obrotowego będzie się zmniejszać. Co jest ważne na tym stanowisku dla kierowcy? Ważne jest, aby proporcjonalnie do momentu zmieniały się i pociągowy wysiłek na kołach samochodowych. Podczas jazdy z przepustnicą, która nie jest całkowicie otwarta (patrz wykres), zawsze możesz zwiększyć moc i moment obrotowy, naciskając mocniej pedał przyspieszenia.
W tym miejscu, patrząc w przyszłość, należy podkreślić, że moc przekazywana na koła napędowe nie może być większa niż ta, którą otrzymuje się z silnika, bez względu na to, jakie urządzenia zastosowano w układzie przeniesienia napędu. Kolejna sprawa to moment obrotowy, który można zmienić wprowadzając do skrzyni biegów parę kół zębatych o odpowiednich przełożeniach.

Charakterystyka ekonomiczna silnika z różnym otwarciem przepustnicy.

Osiągi ekonomiczne silnika odzwierciedlają określone zużycie paliwo, czyli jego zużycie w gramach na jeden koń mechaniczny(lub jeden kilowat) na godzinę. Ta cecha, podobnie jak szybkoobrotowa, może być zbudowana do pracy silnika na pełnym lub ładunki częściowe... Specyfika silnika polega na tym, że wraz ze zmniejszeniem otwarcia przepustnicy należy zużyć więcej paliwa, aby uzyskać każdą jednostkę mocy.
Opis charakterystyki silnika jest tu nieco uproszczony, ale wystarczy do praktycznej oceny osiągów dynamicznych i ekonomicznych auta.

Straty w działaniu mechanizmów transmisyjnych. Tutaj Ne i Me to moc i moment obrotowy silnika, NK i Mk to moc i moment obrotowy dostarczany do kół napędowych.

Nie cała energia z silnika jest wykorzystywana bezpośrednio do napędzania pojazdu. Istnieje również „narzut” - za działanie mechanizmów transmisyjnych. Im niższe natężenie przepływu, tym wyższy współczynnik przydatne działanie(Sprawność) transmisji, oznaczona grecką literą η (eta). Sprawność to stosunek mocy przekazywanej na koła napędowe do mocy silnika mierzonej na jego kole zamachowym i zapisanej w specyfikacji modelu.
Mechanizmy nie tylko przekazują energię z silnika, ale również częściowo zużywają ją same – na tarcie (poślizg) tarcz sprzęgła, tarcie zębów kół zębatych, a także w łożyskach i przegubach Cardana oraz na wytrząsanie oleju (w przypadku skrzynia biegów, oś napędowa). W wyniku tarcia i mieszania oleju energia mechaniczna jest przekształcana w ciepło i rozpraszana. Ten „przepływ górny” nie jest stały – zwiększa się, gdy do pracy włączana jest dodatkowa para kół zębatych, gdy przeguby pracują pod dużym kątem, gdy olej jest bardzo lepki (w zimna pogoda), gdy mechanizmy różnicowe aktywnie pracują w zakręcie (podczas jazdy w linii prostej ich praca jest niewielka).
Wydajność transmisji wynosi około:
- dla samochodów osobowych 0,91-0,97,
za fracht - 0,85 0,89.
Podczas pokonywania zakrętów wartości te pogarszają się, to znaczy zmniejszają się o 1-2%. podczas jazdy po bardzo nierównej drodze (praca kardana) - kolejne 1-2%. w chłodne dni – o kolejne 1-2%, jadąc dalej niższe biegi- o około 2% więcej. Tak więc, jeśli wszystkie te warunki jazdy występują jednocześnie, „narzut” jest prawie podwojony i wartość wydajności może się zmniejszyć w Samochód osobowy do 0,83-0,88, dla ładunku - do 0,77-0,84.

Schemat głównych wymiarów koła i opony.

Lista tego, co jest do dyspozycji kierowcy, aby wykonać określoną praca transportowa zaokrąglić koła. Wszystkie cechy samochodu zależą od cech koła: dynamika, ekonomia, płynność, stabilność, bezpieczeństwo ruchu. Mówiąc o kole, mamy na myśli przede wszystkim to główny element- opona.
Główny ładunek z masy samochodu pobiera powietrze w komorze opony. Pewna, zawsze taka sama liczba kilogramów ładunku musi spaść na jednostkę powietrza. Innymi słowy stosunek obciążenia na kole do ilości skompresowane powietrze w komorze opony musi być stała. Na podstawie tego położenia i biorąc pod uwagę sztywność opony, działanie siły odśrodkowej podczas obrotu koła itp. znaleziono przybliżoną zależność między wymiarami opony, ciśnieniem wewnętrznym p w niej a dopuszczalnym obciążenie opony G k -

gdzie W jest współczynnikiem nośności właściwej opony.
Do opona radialna współczynnik W wynosi - 4,25; dla ciężarówek o większym rozmiarze - 4. Dla opon z oznaczeniami metrycznymi wartość W wynosi odpowiednio 0,00775; 0,007; 0,0065 i 0,006. Rozmiary opon są wprowadzane do równania, ponieważ są ustalone w GOST dla opon - w calach lub milimetrach.
Należy zauważyć, że rozmiar średnicy felgi jest zawarty w naszym równaniu w pierwszym stopniu, a rozmiar (średnica) przekroju profilu jest w trzecim, czyli w sześcianie. Stąd wniosek: przekrój profilu, a nie średnica felgi ma decydujące znaczenie dla nośności opony. Ta obserwacja może również służyć jako potwierdzenie: wartości zarejestrowane w GOST dopuszczalne obciążenie na oponie są prawie proporcjonalne do kwadratu rozmiaru przekroju.
Z wymiarów opony szczególnie interesuje nas promień r do toczenia koła oraz tzw. dynamiczny, czyli mierzony podczas jazdy samochodu, gdy promień ten wzrasta w porównaniu z promieniem statycznym opony. koło z oponą, przed jej nagrzewaniem i działaniem siły odśrodkowej. Do dalszych obliczeń r można przyjąć jako równe połowie średnicy opony podanej w GOST.
Podsumować. Kierowca otrzymuje: samochód o określonej masie, która jest rozłożona na przednie i tylne koła; silnik z znana cecha moc, moment obrotowy i obroty; skrzynia biegów o znanej sprawności i przełożeniach; wreszcie koła z oponami o określonym rozmiarze, nośności i ciśnieniu wewnętrznym.
Zadaniem kierowcy jest jak najkorzystniej wykorzystać całe to bogactwo: osiągnąć cel podróży szybciej, bezpieczniej, z najmniejszym kosztem, z największą wygodą dla bezpieczeństwa pasażerów i ładunku.

Jednolity ruch

Jest mało prawdopodobne, że kierowca będzie wykonywał obliczenia w drodze, zebrane na ich podstawie proste formuły... Na obliczenia nie będzie wystarczająco dużo czasu, ale tylko odciągną uwagę od obsługi maszyny. Nie, będzie działał w oparciu o swoje doświadczenie i wiedzę. Mimo to lepiej jest dodać do nich przynajmniej ogólne zrozumienie praw fizycznych rządzących działaniem samochodu.

Siły działające na koło:
G k - obciążenie pionowe;
M k jest momentem obrotowym przyłożonym do koła;
P k - siła pociągowa;
R in - reakcja pionowa;
R g - reakcja pozioma.

Weźmy na pierwszy rzut oka najprostszy proces - równomierny ruch po prostej i równej drodze. Tutaj dalej kierownica akt: moment obrotowy Mk, przenoszony z silnika i wytwarzający siłę pociągową Pk; równa drugiej reakcji poziomej R k działającej w odwrotny kierunek, czyli w kierunku samochodu; grawitacja (masa) odpowiadająca obciążeniu G k na kole i równej reakcji pionowej R c.
Siłę pociągową Pk można obliczyć dzieląc moment obrotowy dostarczany do kół napędowych przez ich promień toczenia. Przypomnijmy, że moment obrotowy pochodzący z silnika na koła, skrzynię i główny bieg wzrasta kilkakrotnie w zależności od ich przełożeń. A ponieważ straty w przekładni są nieuniknione, wartość tego zwiększonego momentu obrotowego należy pomnożyć przez sprawność przekładni.

Wartości współczynnika przyczepności (φ) dla nawierzchni asfaltowej w różnych warunkach.

W każdej osobno pobranej chwili punkty znajdujące się najbliżej jezdni w strefie styku koła z jezdnią są względem niej nieruchome. Gdyby poruszały się względem powierzchni drogi, koło by się ślizgało, a samochód by się nie poruszał. Aby punkty styku koła z drogą były nieruchome (przypomnijmy - w każdym oddzielnie wziętym momencie!), wymagana jest dobra przyczepność opony do nawierzchni jezdni, oceniana współczynnikiem tarcia φ ("phi"). Na mokra droga wraz ze wzrostem prędkości przyczepność gwałtownie spada, ponieważ opona nie ma czasu na wyciśnięcie wody znajdującej się w obszarze kontaktu z drogą, a pozostała warstwa wilgoci ułatwia ślizganie się opony.
Ale wracając do siły trakcyjnej P k. Reprezentuje oddziaływanie kół napędowych na drogę, na które droga odpowiada równą i przeciwną siłą reakcji R r. Siła kontaktu (czyli przyczepność) koła z drogą, a co za tym idzie wielkość reakcji R r, jest proporcjonalna (kurs fizyki szkolnej) do siły G k (a jest to część masy samochodu przypadająca na koła) naciskając koło na drodze. A wtedy maksymalna możliwa wartość R r będzie równa iloczynowi φ i części masy samochodu padającej na koło napędowe (czyli G k). φ - współczynnik przyczepności, którego znajomość miała właśnie miejsce.
A teraz możemy wyciągnąć prosty wniosek: jeśli siła pociągowa P k jest mniejsza niż reakcja R r lub in Ostatnia deska ratunku, jest jej równy, wtedy koło nie będzie się ślizgać. Jeśli ta siła okaże się większa niż reakcja, nastąpi poślizg.
Na pierwszy rzut oka wydaje się, że współczynnik przyczepności i współczynnik tarcia są pojęciami równoważnymi. W przypadku dróg utwardzonych wniosek ten jest dość bliski rzeczywistości. Na miękkim podłożu (glina, piasek, śnieg) obraz jest inny, a poślizg nie wynika z braku tarcia, ale ze zniszczenia warstwy gleby przez stykające się z nią koło.
Wróćmy jednak na solidny grunt. Kiedy koło toczy się po drodze, napotyka na opór ruchu. Jakim sposobem?
Chodzi o to, że opona jest zdeformowana. Gdy koło toczy się do miejsca styku, ściśnięte elementy opony cały czas wysuwają się, a rozciągnięte odsuwają się. Wzajemny ruch cząstek gumy powoduje tarcie między nimi. Odkształcenie gleby przez oponę również wymaga energii.
Praktyka pokazuje, że opory toczenia powinny rosnąć wraz ze spadkiem ciśnienia w oponie (jej odkształcenia rosną), wraz ze wzrostem prędkości obwodowej opony (jest rozciągnięta siły odśrodkowe), a także na nierównych lub nierówna powierzchnia drogi i w obecności dużych występów i rowków bieżnika.
Jest na solidnej drodze. A opona kruszy się miękko lub niezbyt mocno, nawet asfalt zmiękczony od gorąca, a część siły pociągowej jest na to również przeznaczana.

Współczynnik oporu toczenia na asfalcie wzrasta wraz ze wzrostem prędkości i spadkiem ciśnienia w oponach.

Opór toczenia koła szacowany jest przez współczynnik f. Jego wartość rośnie wraz ze wzrostem prędkości jazdy, spadkiem ciśnienia w oponach i wzrostem nierówności drogi. Tak więc na brukowanej lub żwirowej autostradzie, aby pokonać opory toczenia, potrzeba półtora raza więcej siły niż na asfalcie, a na wiejskiej drodze - dwa razy, na piasku - dziesięć razy więcej!
Siłę P f oporu toczenia samochodu (przy określonej prędkości) oblicza się w pewnym uproszczeniu, jako iloczyn masa całkowita pojazd i współczynnik oporu toczenia f.
Może się wydawać, że siły przyczepności P φ i opory toczenia P f są identyczne. Co więcej, czytelnik upewni się, że istnieją między nimi różnice.
Aby samochód mógł się poruszać, siła pociągowa musi z jednej strony być mniejsza niż siła przyczepności kół do podłoża lub w skrajnych przypadkach jej równa, a z drugiej musi być większa niż opór ruchu (który podczas jazdy z małą prędkością, gdy opór powietrza jest niewielki, można pomyśleć równa siła opór toczenia) lub mu równy.
W zależności od prędkości obrotowej silnika i otwarcia przepustnicy zmienia się moment obrotowy silnika. Prawie zawsze można znaleźć w skrzyni takie połączenie wartości momentu obrotowego silnika (przy odpowiednim ciśnieniu pedału gazu) i wyboru biegów, aby stale mieścić się w ramach wspomnianych warunków jazdy.
Dla umiarkowanie szybki ruch na asfalcie (jak wynika z tabeli) wymagana jest znacznie mniejsza siła pociągowa niż ta, którą samochody są w stanie rozwinąć nawet na najwyższy bieg... Dlatego musisz iść z do połowy przymkniętą przepustnicą. W tych warunkach samochody mają podobno dużą przyczepność. Ten margines jest niezbędny do przyspieszania, wyprzedzania, wspinania się.
Na suchym asfalcie trakcja jest, z rzadkimi wyjątkami, większa niż przyczepność na dowolnym biegu w układzie napędowym. Jeśli jest mokry lub lodowaty, ruch dalej niskie biegi(i ruszanie) bez poślizgu jest możliwe tylko przy niepełnym otwarciu przepustnicy, czyli przy stosunkowo małym momencie obrotowym silnika.

Wykres bilansu mocy. Punkty przecięcia krzywych odpowiadają najwyższym prędkościom na płaskiej drodze (po prawej) i pod górę (po lewej).

Każdy kierowca, każdy projektant chce poznać możliwości ten samochód... Najdokładniejszych informacji dostarczają oczywiście dokładne testy w różne warunki... Znając prawa ruchu samochodu, zadowalająco dokładne odpowiedzi można uzyskać za pomocą obliczeń. Aby to zrobić, musisz mieć: zewnętrzną charakterystykę silnika, dane dotyczące przełożeń w skrzyni biegów, masę samochodu i jego rozkład, powierzchnię czołową i, w przybliżeniu, kształt samochodu, rozmiar opon i ciśnienie wewnętrzne w nich. Znając te parametry będziemy w stanie określić pozycje poboru mocy i zbudować wykres tzw. bilansu mocy.
Najpierw wykreślamy skalę prędkości, łącząc odpowiednie wartości liczby obrotów n e wału silnika i prędkości V a, dla której używamy specjalnego wzoru.
Po drugie, odejmując graficznie (pomiar odpowiadających pionowych segmentów) od krzywej cechy zewnętrzne straty mocy (0, lN e), otrzymujemy kolejną krzywą pokazującą moc Nk dostarczaną do kół (przyjęliśmy sprawność przekładni równą 0,9).
Można teraz wykreślić krzywe zużycia energii. Odłóżmy od poziomej osi wykresu segmenty odpowiadające poborowi mocy Nf dla oporu toczenia. Liczymy je zgodnie z równaniem:

Narysuj krzywą Nf przez uzyskane punkty. Odkładamy od niego segmenty odpowiadające poborowi mocy N w dla oporu powietrza. Z kolei ich wartość obliczamy według następującego równania:

gdzie F to powierzchnia czołowa samochodu wm 2, K to współczynnik oporu powietrza.
Zwróć uwagę, że bagaż na dachu zwiększa opór powietrza 2 - 2,5 razy, a przyczepiany domek letni - 4 razy.
Odcinki pomiędzy krzywymi N w i N k charakteryzują tzw. moc nadmiarowa, której rezerwa może być wykorzystana do pokonania innych oporów. Punkt przecięcia tych krzywych (z prawej) odpowiada największej prędkości, z jaką samochód jest w stanie rozwinąć przy droga pozioma.
Zmieniając przełożenia lub skale skal prędkości (w zależności od przełożeń) można budować wykresy bilansu mocy do jazdy po drogach o różnej nawierzchni i na różnych biegach.
Co więcej, jeśli odstawimy od krzywej N w odcinki odpowiadające np. mocy, którą trzeba wydać na pokonanie pewnego wzrostu, to otrzymamy nową krzywą i nowy punkt skrzyżowanie. Punkt ten odpowiada największej prędkości, z jaką dany wzrost może być osiągnięty bez przyspieszenia.

Wraz ze wzrostem zwiększa się obciążenie kół. Linia przerywana pokazuje (w skali) jej wartość dla drogi poziomej, czarne strzałki - podczas jazdy pod górę:
α jest kątem wznoszenia;
Н - wysokość podnoszenia;
S - długość podnoszenia.

W tym miejscu należy pamiętać, że na podjazdach siła grawitacji dodaje się do sił przeciwdziałających ruchowi samochodu. Aby samochód poruszał się pod górę, którego kąt będzie oznaczony literą α („alfa”), siła pociągowa nie może być mniejsza niż łączna siła oporu toczenia i podnoszenia.
Na przykład samochód Zhiguli musi pokonać opory toczenia około 25 kgf na gładkim asfalcie, GAZ-53A - około 85 kgf. Oznacza to, że aby pokonać wzrost na najwyższym biegu przy prędkości odpowiednio 88 lub 56 km/h (czyli przy najwyższym momencie obrotowym silnika), biorąc pod uwagę siły oporu powietrza około 35 i 70 kgf, siła trakcyjna wynosi pozostaje około 70 i 235 kgf. Dzielimy te wartości przez wartości całkowitej masy samochodów i otrzymujemy nachylenia 5 – 5,5 i 3 – 3,5%. Na trzecim biegu (tutaj prędkość jest mniejsza i można pominąć opór powietrza) największy kąt pokonany wzrost wyniesie około 12 i 7%, drugi - 20 i 15%, pierwszy - 33 i 33%.
Oblicz raz i zapamiętaj wartości podnoszenia, jakie może obsłużyć Twój samochód! Nawiasem mówiąc, jeśli jest wyposażony w obrotomierz, pamiętaj również o liczbie obrotów odpowiadającej największemu momentowi - jest to zapisane w charakterystyce technicznej auta.
Siły przyczepności kół do drogi na podjeździe i na płaskiej drodze są różne. W górę przednie koła są rozładowywane, a tylne koła są dodatkowo obciążone. Przyczepność tylnych kół napędowych jest zwiększona, a poślizg jest mniej prawdopodobny. Pojazdy z kołami z napędem na przednie koła mają mniejszą przyczepność podczas wjeżdżania pod górę i są bardziej podatne na poślizg.
Przed podniesieniem korzystne jest przyspieszenie samochodu, akumulacja energii, która pozwoli na podjęcie podnoszenia bez znacznego zmniejszenia prędkości, a być może również bez zmiany biegu na niższy.

Wpływ przełożenia główne koło zębate dla prędkości i rezerwy chodu

Należy podkreślić, że na dynamikę samochodu mają wpływ: duży wpływ i przełożenia skrzyni biegów oraz liczbę biegów w skrzyni. Z wykresu, na którym wykreślono krzywe mocy silnika (odpowiednio przesunięte w zależności od różnych przełożeń głównego biegu) oraz krzywą oporów widać, że wraz ze zmianą przełożenia najwyższa prędkość zmienia się tylko nieznacznie, ale rezerwa chodu gwałtownie wzrasta wraz ze wzrostem. Nie oznacza to oczywiście, że przełożenie można zwiększać w nieskończoność. Nadmierny jej wzrost prowadzi do zauważalnego spadku prędkości pojazdu (linia przerywana), zużycia silnika i skrzyni biegów, nadmiernego zużycia paliwa.
Istnieją dokładniejsze metody obliczeniowe niż te opisane przez nas ( dynamiczna odpowiedź zaproponowane przez akademika E.A. Chudakova i innych), ale korzystanie z nich to dość skomplikowana sprawa. Jednocześnie istnieją całkowicie proste przybliżone metody obliczeń.