Техническая эксплуатация автомобиля

Министерство  Образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

"Курганский  государственный университет"

Контрольная работа

«Техническая эксплуатация автомобиля»

                                                                Выполнил: Киселев И. А.

                                                                гр. ТСЗ - 6637

                                                                 Шифр: 376030

                                                    Проверил:  Осипов Г. В.

Курган 2013

Содержание

1. Факторы, влияющие на  интенсивность износа шин в  эксплуатации

2. Требования к техническому  состоянию запасной и вспомогательной  тормозным системам.

1. Факторы, влияющие  на интенсивность износа шин  в эксплуатации

Причиной износа покрышек является трение протектора о поверхность  покрытия дороги в процессе качения  колеса. При входе и выходе из пятна контакта происходит изменение  формы беговой дорожки покрышки из кольцевой формы к плоской. При этом возникают касательные  напряжения и напряжения сжатия q, вызванные нагрузкой. Напряжения сжатия в пятне контакта возрастают от «0» на границе до максимального значения в центре пятна. На краях пятна контакта, где касательные напряжения больше силы сцепления элементов протектора, происходит скольжение, сопровождающееся износом. Вместе с тем, трение и деформация сопровождаются повышением температуры элементов беговой дорожки. Известно, что резина является термопластичным материалом. Повышение температуры с 0 до 100 снижает прочность межмолекулярных связей в 2–3 раза.

Подавляющее число факторов, влияющих на интенсивность износа покрышек, связано с перераспределением и  изменением величин вышеупомянутых причин.

Поперечные касательные  напряжения в зоне контакта пропорциональны  углу бокового увода  , боковой жёсткости К_у и по длине контакта линейно возрастают от нуля до максимального значения.

Для пневматической шины боковая  жёсткость зависит от конструкции  каркаса и протектора, а также  от внутреннего давления, и поэтому  максимальное значение касательного напряжения равно

(7.1)

где Н - высота профиля шины, К - коэффициент пропорциональности. 

Проскальзывание равно

(7.2)

где k₁ - конструктивный коэффициент; - длина контакта.

При нагружении колеса крутящим или тормозным моментом M_k можно принять, что продольное касательное напряжение на контакте распределено по длине контакта по закону треугольника ( = 0 на входе и = _T на выходе из контакта), а величина проскальзывания

(7.3)

где K_x - конструктивный коэффициент в окружном направлении; k_x - жёсткость в окружном направлении; R - радиус качения.

Итак, под действием касательных  напряжений возникает проскальзывание, что вызывает износ. Поэтому необходимо рассмотреть механизм изнашивания  резины в условиях проскальзывания.

По существующим представлениям износ высокоэластичных полимерных материалов может быть усталостным  посредством «скатывания» и абразивным.

При усталостном износе разрушение поверхностного слоя резины происходит после многократных деформаций его  выступами истирающей поверхности. Усталостный износ является основным видом износа автомобильных шин, при этом на поверхности протектора не образуется видимых следов истирания.

Так как поверхности реальных тел всегда шероховаты, то контакт  между ними всегда дискретен, т.е. происходит в отдельных пятнах касания. Пятна  касания, возникающие вследствие совместного  действия нормальной и продольной нагрузок, носят название фрикционных связей.

Процесс трения и изнашивания  можно представить происходящим по трём последовательным этапам:

• образование фрикционных связей при изменяющихся деформациях и развивающихся температурах;
• нарушение фрикционных связей;
• разрушение поверхности.

В общем случае различают  пять видов нарушения фрикционных  связей:

1. Микрорезание и царапание, которые проявляются при наличии острых выступов на истирающей поверхности и больших контактных давлениях, когда легко достигается предел прочности материала. Отделение материала происходит в результате однократного воздействия.
2. Пластическое оттеснение, которое характеризуется наличием тупых выступов при средних нагрузках. Отделение материала происходит в результате большого числа циклов деформации.
3. Упругое оттеснение, при котором материал обтекает движущийся выступ, а затем восстанавливает свою первоначальную форму. Число циклов до разрушения может быть велико. Это наиболее типичный случай при истирании резины.
4. Адгезионный отрыв, обуславливающий молекулярную составляющую силы трения на поверхности соприкосновения. Адгезия всегда сопровождает любой вид взаимодействия, но, как правило, невелика по сравнению с объёмной прочностью материала.
5. Когезионный отрыв, т.е. схватывание поверхностей, сопровождающееся глубинным вырыванием материала.

Нормальный износ протектора автомобильных шин происходит при  третьем виде нарушения фрикционных  связей, т.е. при упругом оттеснении.

В результате многократно  повторяющихся воздействий происходит разрушение и отделение частиц износа с поверхности трения. Такой процесс  разрушения поверхности трения рассматривается  как фрикционно-контактная усталость  материала.

Основные закономерности интенсивности износа при упругом  контакте следующие:

1. Интенсивность износа зависит от нагрузки и степени, большей единицы.
2. Интенсивность износа возрастает с увеличением коэффициента трения.
3. Увеличение модуля упругости материала приводит к увеличению интенсивности износа.
4. Интенсивность износа снижается при улучшении прочностных характеристик материала.

Предрасположенность к износу посредством скатывания наблюдается  у мягких резин, особенно при повышенных нагрузках.

Типичный рисунок истирания  представляет собой систему параллельно  чередующихся гребней и впадин, расположенных  перпендикулярно направлению истирания.

Сначала появляются раздиры  и трещины, возникающие в результате действия сил трения, когда напряжения сдвига превышают прочность резины. Появление рисунка истирания  происходит из-за повышения температуры  нагрева и размягчения резины. Разрушения начинаются обычно там, где  поверхность резины находится в  состоянии наибольшего расстояния.

Если возникла трещина, то дальнейшее разрушение происходит под  действием уже меньшего усилия. Истирание  посредством скатывания может происходить  лишь в определённом сочетании внешних  условий и свойств резины.

Интенсивность износа шин  на дорогах со щебёнчатым покрытием  вследствие среза поверхности шашек, царапин, надрывов и т.д. значительно  выше, чем на дорогах с асфальтобетонным покрытием, так как имеет место  абразивный износ.

В реальных условиях эксплуатации истирание протекторных резин происходит по смешанному механизму износа. Суммарная  интенсивность износа определяется соотношением отдельных видов износа.

Температура на поверхности  трения является основным фактором, определяющим интенсивность изнашивания резины и её разрушения.

В процессе эксплуатации температура  шины повышается под действием силы трения и из-за деформации. Из дифференциального  уравнения баланса теплоты, которая  выделилась при трении шины о дорогу и пошла на нагрев шины и окружающей среды:

(7.4)

где - время работы; F - сила трения в месте контакта шины с дорогой; F_ш - площадь охлаждения шины; t₀ - температура окружающей среды; t - температура шины; С_ш - теплоёмкость шины; _Т - коэффициент теплоотдачи от шины в окружающую среду.

Ясно видно, что повышение  температуры шины при прочих одинаковых условиях пропорционально силе трения:

(7.5)

Изучение и предупреждение причин преждевременного износа и разрушения шин связано с необходимостью умения определить их виды износа и  разрушений, безошибочно выявлять причину, вызвавшую каждое конкретное разрушение или вид износа шин или определить основную причину, вызвавшую данное разрушение или вид износа.

Все шины, вышедшие из эксплуатации, разделяют на две категории: I – с нормальным и II – с преждевременным износом или естественным износом (разрушением) новых и первично восстановленных шин, подразумевают естественный износ, наступивший по выполнении шиной эксплуатационной нормы пробега (действующей в данном АТП) и пригодной для восстановления.

Нормальным износом (разрушением) повторно восстановленной шины считается  износ, наступивший по выполнении его  эксплуатационной нормы пробега  независимо от пригодности или непригодности  этой шины к последующему восстановлению.

Указанный критерий определения  нормального износа (разрушения) шин  является условным. Шины с видами износа и разрушения, не отвечающие указанному критерию, относятся ко II категории.

Все факторы, влияющие на износ  шин, с точки зрения их реализации с целью увеличения ресурса шин  целесообразно классифицировать по признаку управляемости техническим  персоналом АТП (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Классификация факторов изнашивания покрышек по признаку управляемости

2. Требования к  техническому состоянию запасной  и вспомогательной тормозным  системам.

Рабочую тормозную систему  проверяют по показателям эффективности  торможения и устойчивости АТС при  торможении, а запасную, стояночную и вспомогательную тормозные  системы - по показателям эффективности  торможения согласно таблицам 1а, 1б.

Таблица 1а - Использование показателей эффективности торможения и устойчивости АТС при торможении при проверках на роликовых стендах

Таблица 1б - Использование показателей эффективности торможения и устойчивости АТС при торможении при проверках в дорожных условиях

Примечание к таблицам 1а, 1б - Знак «+» означает, что соответствующий показатель должен использоваться при оценке эффективности торможения или устойчивости АТС при торможении, знак «-» не должен использоваться».

Рабочая тормозная система  АТС должна обеспечивать выполнение нормативов эффективности торможения на стендах согласно таблице 1 либо в дорожных условиях таблице 2 или 3. Начальная скорость торможения при проверках в дорожных условиях - 40 км/ч. Масса АТС при проверках не должна превышать разрешенной максимальной.

В дорожных условиях при  торможении рабочей тормозной системой с начальной скоростью торможения 40 км/ч АТС не должно ни одной своей  частью выходить из нормативного коридора движения шириной 3 м.

Таблица 1 - Нормативы эффективности торможения АТС при помощи рабочей тормозной системы при проверках на роликовых стендах

Таблица 2 - Нормативы эффективности торможения АТС при помощи рабочей тормозной системы в дорожных условиях с использованием прибора для проверки тормозных систем

(Поправка, ИУС 11-2007)

Таблица 3 - Нормативы эффективности торможения АТС при помощи рабочей тормозной системы в дорожных условиях с регистрацией параметров торможения

При проверках на стендах  допускается относительная разность тормозных сил колес оси (в  процентах от наибольшего значения) для осей АТС с дисковыми колесными  тормозными механизмами не более 20 % и для осей с барабанными колесными  тормозными механизмами не более 25 %. Для АТС категории М₁ до окончания периода приработки допускается применение нормативов, установленных изготовителем в эксплуатационной документации.

Рабочая тормозная система  автопоездов с пневматическим тормозным  приводом в режиме аварийного (автоматического) торможения должна быть работоспособна.

 Стояночная тормозная  система считается работоспособной  в том случае, если при приведении  ее в действие достигается:

для АТС с технически допустимой максимальной массой:

- или значение удельной  тормозной силы не менее 0,16;

- или неподвижное состояние  АТС на опорной поверхности  с уклоном (16±1) %;

для АТС в снаряженном  состоянии:

- или расчетная удельная  тормозная сила, равная меньшему  из двух значений: 0,15 отношения  технически допустимой максимальной  массы к массе АТС при проверке  или 0,6 отношения снаряженной  массы, приходящейся на ось  (оси), на которые воздействует  стояночная тормозная система,  к снаряженной массе;

- или неподвижное состояние  АТС на поверхности с уклоном  (23±1) % для АТС категорий М₁ - М₃ и (31±1) % для категорий N₁ - N₃.

Усилие, прикладываемое к  органу управления стояночной тормозной  системы для приведения ее в действие, не должно превышать:

- в случае ручного органа  управления:

392 Н - для АТС категории  M₁;

589 Н - для АТС остальных  категорий.

- в случае ножного органа  управления:

490 Н - для АТС категории  M₁;

688 Н - для АТС остальных  категорий.

Стояночная тормозная  система с приводом на пружинные  камеры, раздельным с приводом запасной тормозной системы, при торможении в дорожных условиях с начальной  скоростью 40 км/ч для АТС категорий  М₂ и М₃, у которых не менее 0,37 массы АТС в снаряженном состоянии приходится на ось (и), оборудованную (ые) стояночной тормозной системой, должна обеспечивать установившееся замедление не менее 2,2 м/с², а для АТС категорий N, у которых не менее 0,49 массы АТС в снаряженном состоянии приходится на ось (и), оборудованную (ые) стояночной тормозной системой, - не менее 2,9 м/с².

 Вспомогательная тормозная  система, за исключением моторного  замедлителя, при проверках в  дорожных условиях в диапазоне  скоростей 25 - 35 км/ч должна обеспечивать  установившееся замедление не  менее 0,5 м/с² для АТС разрешенной максимальной массы и 0,8 м/с² - для АТС в снаряженном состоянии с учетом массы водителя.

Запасная тормозная система, снабженная независимым от других тормозных  систем органом управления, должна обеспечивать соответствие нормативам показателей эффективности торможения АТС на стенде согласно таблице  4, либо в дорожных условиях согласно таблице 5 или 6. Начальная скорость торможения при проверках в дорожных условиях - 40 км/ч.

Таблица 4 - Нормативы эффективности торможения АТС при помощи запасной тормозной системы при проверках на стендах

(Поправка, ИУС 11-2007)

Таблица 5 - Нормативы эффективности торможения АТС при помощи запасной тормозной системы в дорожных условиях с использованием прибора для проверки тормозных систем

(Поправка, ИУС 11-2007)

Таблица 6 - Нормативы эффективности торможения АТС при помощи запасной тормозной системы при проверках в дорожных условиях с регистрацией параметров торможения

Допускается падение давления воздуха в пневматическом или  пневмогидравлическом тормозном приводе  при неработающем двигателе не более  чем на 0,05 МПа в течение:

30 мин - при выключенном  положении органа управления  тормозной системы;

15 мин - после полного  приведения в действие органа  управления тормозной системы.

Утечки сжатого воздуха  из колесных тормозных камер не допускаются.

Для АТС с двигателем давление на контрольных выводах ресиверов  пневматического тормозного привода  при работающем двигателе допускается  в пределах, установленных изготовителем в эксплуатационной документации.

 Не допускаются:

- подтекания тормозной  жидкости, нарушения герметичности  трубопроводов или соединений  в гидравлическом тормозном приводе;

- перегибы, видимые места  перетирания;

- коррозия, грозящая потерей  герметичности или разрушением;

- механические повреждения  тормозных трубопроводов;

- наличие деталей с  трещинами или остаточной деформацией  в тормозном приводе.

Средства сигнализации и  контроля тормозных систем, манометры  пневматического и пневмогидравлического  тормозного привода, устройство фиксации органа управления стояночной тормозной  системы должны быть работоспособны.

Гибкие тормозные шланги, передающие давление сжатого воздуха  или тормозной жидкости колесным тормозным механизмам, должны соединяться  друг с другом без дополнительных переходных элементов (для АТС, изготовленных  после 01.01.81). Расположение и длина  гибких тормозных шлангов должны обеспечивать герметичность соединений с учетом максимальных деформаций упругих  элементов подвески и углов поворота колес АТС. Набухание шлангов  под давлением, трещины и наличие  на них видимых мест перетирания  не допускаются.

Расположение и дайна  соединительных шлангов пневматического  тормозного привода автопоездов  должны исключать их повреждения  при взаимных перемещениях тягача и  прицепа (полуприцепа).

Действие рабочей и  запасной тормозных систем должно обеспечивать плавное, адекватное уменьшение или  увеличение тормозных сил (замедление АТС) при уменьшении или увеличении, соответственно, усилия воздействия  на орган управления тормозной системы.

Установочные параметры  регулятора тормозных сил (давление на контрольном выводе, усилие натяжения  или удлинение пружины при  приложении усилия, зазор и т. п.) для АТС с технически допустимой максимальной массой и массой в снаряженном  состоянии должны соответствовать  значениям, указанным в установленной  на АТС табличке изготовителя, или  в эксплуатационной документации, или  в руководстве по ремонту АТС.

АТС, оборудованные антиблокировочными тормозными системами (АБС), при торможениях  в снаряженном состоянии с  начальной скоростью не менее 40 км/ч  должны двигаться в пределах коридора движения прямолинейно без заноса, а их колеса не должны оставлять  следов юза на дорожном покрытии до момента отключения АБС при достижении скорости движения, соответствующей  порогу отключения АБС (не более 15 км/ч). Функционирование сигнализаторов АБС  должно соответствовать ее исправному состоянию.