Эксплуатационные свойства автомобилей

-обеспечению необходимой весовой  нагрузки на ведущие колеса;

-меньшему уровню шума, чему способствует  отсутствие карданного вала.

В то же время переднеприводные автомобили обладают и рядом недостатков:

-при полной нагрузке ухудшается  разгон на подъеме и мокрой  дороге;

-в момент торможения слишком  неравномерное распределение веса  между осями (на колеса передней  оси приходится 70-75 % веса автомобиля) и соответственно тормозных сил;

-шины передних ведущих управляемых  колес нагружены больше, соответственно  более подвержены износу;

-привод на передние колеса  требует применения сложных узлов  - шарниров равных угловых скоростей  (ШРУСов);

-объединение силового агрегата (двигатель и коробка перемены  передач) с главной передачей  усложняет доступ к отдельным  элементам.

Компоновка с центральным расположением  двигателя, когда он находится между  передней и задней осями, для легковых автомобилей является достаточно редкой. Она позволяет получить наиболее вместительный салон при заданных габаритах и хорошее распределение  весовой нагрузки по осям.

Заднемоторная компоновка с расположением  двигателя за пассажирским салоном  была распространена на микролитражных автомобилях. При приводе на задние колеса она позволяла получить недорогой  силовой агрегат и распределение  такой нагрузки по осям, при которой  на задние колеса приходится около 60 % веса. Это положительно сказывалось  на проходимости автомобиля, но отрицательно на его устойчивости и управляемости, особенно на больших скоростях. Автомобили с этой компоновкой выпускаются  в настоящее время практически  только фирмами, традиционно использующими  эту компоновку («Фольксваген», «Рено», «Порше» и др.).

 

Тормозная динамичность

Возможность предотвращения ДТП чаще всего связана с интенсивным  торможением, поэтому необходимо, чтобы  тормозные свойства автомобиля обеспечивали его эффективное замедление в  любых дорожных ситуациях.

То есть тормозная динамичность - это способность автомобиля к  экстренной остановке в случае внезапного появления препятствия на пути движения.

Для выполнения этого условия сила, развиваемая тормозным механизмом, не должна превышать силы сцепления  с дорогой, зависящей от весовой  нагрузки на колесо и состояния дорожного  покрытия. Иначе колесо заблокируется (перестанет вращаться) и начнет скользить, что может привести (особенно при  блокировке нескольких колес) к заносу автомобиля и значительному увеличению тормозного пути.

Чтобы предотвратить блокировку, силы, развиваемые тормозными механизмами, должны быть пропорциональны весовой  нагрузке на колесо. Реализуется это  с помощью применения на передней оси более эффективных дисковых тормозов, а на задней - барабанных, причем с ограничителем тормозных  сил.

На современных автомобилях  используется антиблокировочная система  тормозов (АБС), корректирующая силу торможения каждого колеса и предотвращающая  их скольжение.

Зимой и летом состояние дорожного  покрытия разное, поэтому для наилучшей  реализации тормозных свойств необходимо применять шины, соответствующие  сезону.

Если рассмотреть такой автомобиль, как Toyota Auris то он оборудован полным набором средств активной безопасности, помогающих предотвратить неприятности на дороге. Для этого существуют интеллектуальные системы, помогающие водителю контролировать автомобиль в сложных дорожных условиях.

Все комплектации Тойота Аурис включают в себя усилитель экстренного торможения (BA) и антиблокировочную систему (ABS) с электронной системой распределения тормозного усилия (EBD). ABS предотвращает блокировку колес в случае пробуксовки, система EBD оптимизирует распределение тормозного усилия между задними и передними, правыми и левыми колесами, что позволяет своевременно выравнивать траекторию движения машины. Усилитель экстренного торможения (BA) повышает давление в тормозной системе в случае резкого, но недостаточно сильного нажатия на педаль тормоза водителем при экстренном торможении.

 

Тяговая динамичность

Тяговая динамичность характеризует  способность автомобиля производительно  выполнять транспортные функции. Чем  динамичнее автомобиль, тем он способен быстрее разгоняться и двигаться  с более высокой скоростью  в разнообразных условиях движения. Повышение тяговой динамичности возможно за счет увеличения удельной мощности двигателя и улучшения  его приемистости, что достигается  уменьшением массы автомобиля, улучшением его обтекаемости, совершенствованием конструкции двигателя, трансмиссии  и ходовой части. Автомобиль, обладающий относительно более высокой тяговой  динамичностью, в реальных дорожных условиях обладает большим запасом  мощности, который может расходоваться  на преодоление дорожных сопротивлений  и на разгон.

Тяговые свойства (тяговая динамика) автомобиля определяют его способность  интенсивно увеличивать скорость движения. От этих свойств во многом зависит  уверенность водителя при обгоне, проезде перекрестков. Особенно важное значение тяговая динамика имеет для выхода из аварийных ситуаций, когда тормозить уже поздно, маневрировать не позволяют сложные условия, а избежать ДТП можно, только опередив события.

Так же как и в случае с тормозными силами, сила тяги на колесе не должна быть больше сцепления с дорогой, в противном случае оно начнет пробуксовывать. Предотвращает это  противопробуксовочная система (ПБС). При разгоне автомобиля она подтормаживает колесо, скорость вращения которого больше, чем у остальных, а при необходимости уменьшает мощность, развиваемую двигателем.

Следует отметить, что тяговая динамичность автомобиля зависит от его конструктивных параметров и качества дороги.

Из конструктивных факторов наибольшее значение имеют:

форма скоростной характеристики двигателя,

КПД трансмиссии,

передаточные числа трансмиссии,

масса автомобиля,

обтекаемость автомобиля.

Форма скоростной характеристики. Карбюраторный  двигатель имеет более выпуклую характеристику, чем дизель, что  обеспечивает ему больший запас  мощности при той же скорости. Следовательно, будет больше преодолеваемое сопротивление  или развиваемое ускорение.

КПД трансмиссии. КПД трансмиссии  оценивает величину непроизводительных потерь энергии. Уменьшение КПД, вызванное  ростом потерь энергии на трение, приводит к уменьшению силы тяги на ведущих  колесах. В результате снижается  максимальная скорость автомобиля и  максимальный коэффициент сопротивления  дороги.

Применение в холодное время  года летних трансмиссионных масел, имеющих большую вязкость, приводит к увеличению крутящегося момента, особенно заметному во время трогания автомобиля с места.

Передаточные числа трансмиссии. От передаточного числа главной  передачи в большой степени зависит  максимальная скорость автомобиля. От передаточного числа первой передачи зависит величина максимального  сопротивления дороги, преодолеваемого  при равномерном движении. Передаточные числа промежуточных ступеней подбирают  таким образом, чтобы обеспечить максимальную интенсивность разгона.

Увеличение числа передач в  коробке улучшает тяговую динамичность автомобиля. Хотя динамические факторы  на первой и последних передачах  в обоих случаях одинаковы, однако, сравнивая максимальные скорости на различных дорогах, видим преимущества четырехступенчатой коробки. Так, на дороге, характеризуемой коэффициентом  сопротивления максимальная скорость автомобиля характеризуемых штриховой кривой, что вызывает ухудшение динамичности и топливной экономичности автомобиля.

Масса автомобиля. Повышение массы  автомобиля приводит к увеличению силы инерции и сил сопротивления  качению и подъему и, как следствие, к ухудшению динамичности автомобиля.

Обтекаемость автомобиля. Для современных  легковых автомобилей характерны строгие  прямолинейные очертания с плавными переходами, однако нередко зарубежные фирмы в рекламных целях выпускают  автомобили с кузовами вычурной формы, имеющими необычный внешний вид  и создающими повышенное сопротивление  воздуха.

Для уменьшения сопротивления воздуха ветровое стекло автомобиля располагают наклонно, а выступающие детали устанавливают так, чтобы они не выходили за внешние очертания кузова. У гоночных автомобилей число выступающих частей уменьшают до минимума, а заднюю часть кузова делают вытянутой, добиваясь плавного обтекания ее воздухом.

Силу сопротивления воздуха  у грузовых автомобилей можно  уменьшить, закрыв грузовую платформу  брезентом, натянутым между крышей кабины и задним бортом, или используя  специальные щитки (обтекатели), уменьшающие  завихрения воздуха.

 

Устойчивость автомобиля

Устойчивость - способность автомобиля сохранять движение по заданной траектории, противодействуя силам, вызывающим его занос и опрокидывание  в различных дорожных условиях при  высоких скоростях движения.

Различают следующие виды устойчивости:

-поперечная при прямолинейном  движении (курсовая устойчивость). Ее  нарушение проявляется в рыскании (изменении направления движения) автомобиля по дороге и может  быть вызвано действием боковой  силы ветра, разными величинами  тяговых или тормозных сил  на колесах левого или правого  борта, их буксованием или скольжением,  большим люфтом в рулевом управлении, неправильными углами установки  колес и т.д.;

-поперечная при криволинейном движении, нарушение которой приводит к заносу или опрокидыванию автомобиля под действием центробежной силы. Особенно ухудшает устойчивость повышение положения центра масс автомобиля (например, большая масса груза на съемном багажнике на крыше);

продольная. Ее нарушение проявляется  в буксовании ведущих колес при  преодолении затяжных обледенелых  или заснеженных подъемов и сползании  автомобиля назад. Особенно это характерно для автопоездов.

Важно отметить, что нарушение поперечной устойчивости при прямолинейном  движении (курсовой устойчивости) проявляется  в изменениях направления движения («рыскание» по дороге), что может  быть вызвано следующими причинами:

действием боковых сил (ветра, поперечной составляющей массы и др.);

моментом, создаваемым различными по величине тяговой или тормозной  силами на колесах левого и правого  борта;

буксованием или скольжением колес  одного борта;

резким разгоном, торможением или  поворотом управляемых колес;

неодинаковой регулировкой колесных тормозов;

неисправностью в рулевом управлении (большой люфт, заклинивание), разрывом шин и др.

Автомобиль с плохой курсовой устойчивостью  занимает полосу, существенно превышающую  габаритную ширину. «Рыскание» по дороге требует от водителя постоянных корректирующих действий с целью удержания автомобиля на полосе движения.

Под потерей автомобилем устойчивости подразумевают опрокидывание или  скольжение автомобиля. В зависимости  от направления опрокидывания и  скольжения различают продольную и  поперечную устойчивость. Более вероятна и опасна потеря поперечной устойчивости, которая происходит под действием  центробежной силы, поперечной составляющей силы тяжести автомобиля, силы бокового ветра, а также в результате ударов колес о неровности дороги.

Показателями поперечной устойчивости автомобиля являются максимально возможные  скорости движения по окружности и  углы поперечного уклона дороги (косогора).

Автомобиль может потерять поперечную устойчивость и во время прямолинейного движения, если водитель очень резко  повернет управляемые колеса, хотя бы и на небольшой угол. Возникающая  при этом центробежная сила может  весьма быстро достигнуть значения силы сцепления шин с дорогой и  вызвать занос.

Если скорость автомобиля велика, а коэффициент сцепления мал, то резкий поворот управляемых колес  вызовет занос автомобиля в течение  весьма короткого промежутка времени. В особенно неблагоприятных условиях это время может оказаться  меньше времени реакции водителя и он не успеет принять мер для ликвидации начавшегося заноса. Чтобы избежать потери автомобилем устойчивости, необходимо плавно уменьшать скорость до начала поворота, в особенности на влажной и скользкой дороге.

 

Управляемость автомобиля

Управляемость - способность автомобиля двигаться в направлении, заданном водителем.

Одной из характеристик управляемости  является поворачиваемость - свойство автомобиля изменять направление движения при неподвижном рулевом колесе. В зависимости от изменения радиуса поворота под воздействием боковых сил (центробежной на повороте, силы ветра и т.п.) поворачиваемость может быть:

-недостаточной - автомобиль увеличивает радиус поворота;

-нейтральной - радиус поворота не изменяется;