Подвижные составы

1. Работа двигателя. Показатели мощности, расходуемой на необходимые потери. Эффективная мощность

Двигатель является на автомобиле основным источником механической энергии и используется в качестве силовой установки, приводящей машину в движение. На автотранспортные средства устанавливают двигатели различных конструкций, среди которых большее распространение получили поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Гораздо в меньшей степени используются роторные двигатели внутреннего сгорания (двигатели Ванкеля), и всё большее число производителей склоняется к применению комбинированных (гибридных) установок, объединяющих в себе поршневой ДВС и электродвигатель. На части техники устанавливаются газотурбинные двигатели и электродвигатели.

Поршневыми двигателями внутреннего сгорания комплектуется большинство современных автомобилей. В поршневых двигателях давление газов, образующееся от сгорания топлива в камере сгорания, воспринимается поршнем, движущимся в цилиндре. Возвратно-поступательное движение поршня посредством кривошипно-шатунного механизма преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. К поршневым ДВС относятся дизельные двигатели, с самовоспламенением топливно-воздушной смеси и двигатели Отто, с воспламенением смеси от постороннего источника тепла, например от электрической искры, образующейся между электродами свечи системы зажигания. Такие двигатели называют двигателями с искровым зажиганием. По конструкции кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов дизельные двигатели и двигатели Отто практически не отличаются. Роторные двигатели внутреннего сгорания имеют ряд преимуществ перед поршневыми двигателями и ряд недостатков, сдерживающих их широкое применение. С двигателем экспериментировали многие известные автомобилестроительные фирмы, включая Волжский Автомобильный Завод (ВАЗ), но на сегодняшний день, пожалуй, только «Мазда» серийно устанавливает их на спортивные версии своих машин.

В двигателе Ванкеля роль поршня выполняет ротор, имеющий форму равностороннего треугольника со скруглёнными вершинами и слегка выпуклыми сторонами, вращающийся в овальном корпусе (цилиндре) по сложной траектории (эпитрохоиде). Комбинированные (гибридные) двигатели имеют в своём составе двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель, осуществляющий передачу крутящего момента на коленчатый вал ДВС или непосредственно на ведущие колёса автомобиля.

Эффективной мощностью  называют мощность, снимаемую с коленчатого вала двигателя для получения полезной работы.
Эффективная мощность меньше индикаторной  на величину мощности, расходуемой на необходимые потери , т.е. .
Мощность, расходуемая на необходимые потери, затрачивается на трение и приведение в действие кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения, вентилятора, жидкостного, масляного и топливного насосов, генератора тока и других вспомогательных механизмов и приборов. Необходимые потери в двигателе оцениваются механическим КПД , которое представляет собой отношение эффективной мощности к индикаторной, т.е.
.
Для современных двигателей механический КПД составляет 0.72 — 0.9. Зная величину механического КПД можно определить эффективную мощность .

2. Динамический фактор автомобиля. Определения, входящие величины.

Динамический фактор автомобиля, является показателем его тягово-скоростных качеств и определяется по формуле:

где Pk — тяговая сила на ведущих колёсах автомобиля; Pb — сила сопротивления воздуха движению автомобиля; VPa — сила тяжести автомобиля.
Динамический фактор, выражающийся обычно в %, характеризует возможность автомобиля развивать максимальную скорость, преодолевая сопротивление качению и подъёму, буксировать прицеп (полуприцеп) и разгоняться.

3. Остановочный путь автомобиля. Определение, входящие величины, влияние их на тормозной путь.

Остановочный путь – это минимальное расстояние, которое пройдет автомобиль до остановки с момента, когда водитель заметил препятствие для движения.

Остановочный путь (дистанция безопасности) автомобиля имеет три составные части:

1 – расстояние, проходимое автомобилем с момента, когда водитель заметил препятствие, до момента начала торможения (нажатия на педаль тормоза), то есть это время реакции водителя. Оно, как правило, колеблется в пределах от 0,5 до 1,5 секунд у здоровых и трезвых водителей.
2 – расстояние, проходимое автомобилем во время срабатывания тормоза, то есть за время с момента нажатия на педаль до достижения полной силы торможения. Это время составляет от 0,3 до 0,6 секунд (немаловажную роль играет техническое состояние автомобиля).
3 – расстояние, проходимое автомобилем с момента начала действия тормоза в полную силу до остановки автомобиля. Зависит от состояния проезжей части, массы автомобиля, состояния покрышек и так далее.
Два последних расстояния вместе взятые составляют тормозной путь, а все три – остановочный путь, то есть дистанцию безопасности.

Остановочный путь описывается формулой:

,
где  – время реакции водителя,
 – тормозной путь,
 – начальная скорость движения.

Длина тормозного пути описывается (в упрощенном виде) следующей зависимостью:

,
где  – начальная скорость движения;
 – время срабатывания тормозной системы;
 – замедление автомобиля.

4. При повороте автомобиля с эластичными шинами происходит увод шин передних колес. Увод передних колес больше, чем увод задних колес. В этом случае какая управляемость автомобиля?

Если у автомобиля увод передних колес больше увода задних колес, то радиус поворота RII будет больше теоретического RI. Такой автомобиль всегда стремится выйти за пределы окружности и обладает недостаточной поворачиваемостью.