Изучение эксплуатационных свойств автомобиля по масштабной модели



При освоении образовательной программы высшего образования по направлению подготовки 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» студенты изучают дисциплину «Конструкция и эксплуатационные свойства транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования».

Основными задачами изучения дисциплины являются:

- изучение особенностей конструкции транспортных и транспортно-технологических машин, состоящих из систем, механизмов и агрегатов;

- получение знаний методов определения, оценки и способов улучшения эксплуатационных свойств автомобильной техники;

- приобретение знаний и навыков в области теории, анализа и оценки конструкций различных автомобилей, и их механизмов, обеспечивающие возможность успешного управления в различных сферах современного автомобильного бизнеса.

Для решения этих задач студенты изучают конструкцию автомобиля и его эксплуатационные свойства. Эксплуатационные свойства автомобиля включают следующие:

1) Тягово - скоростными свойствами называют - совокупность свойств, определяющих возможные по характеристикам двигателя или сцепления колес с дорогой, диапазоны изменения скоростей движения и предельные интенсивности разгона автомобиля при его работе в тяговом режиме в различных дорожных условиях [1]. Тягово-скоростные свойства имеют важное значение при экс­плуатации автомобиля, так как от них во многом зависят его сред­няя скорость движения и производительность. При благоприят­ных тягово-скоростных свойствах возрастает средняя скорость, уменьшаются затраты времени на перевозку грузов и пассажиров, а также повышается производительность автомобиля.

2) Тормозные свойства – это совокупность свойств, определяющих максимальное замедление автомобиля при его движении в различных дорожных условиях в тормозном режиме, предельные значения внешних сил, при действии которых заторможенный автомобиль надежно удерживается на месте или имеет необходимые минимальные установившиеся скорости при движении под уклон. От эффективности торможения зависят два важных качества автомобиля: безопасность и производительность. Потребность в торможении возникает в случае необходимости снизить скорость движения; остановить автомобиль; предотвратить превышение скорости; удержать транспортное средство в неподвижном состоянии на стоянке; повысить маневренность машины за счет подтормаживания борта [3].

3) Топливная экономичность - это совокупность свойств, определяющих расходы топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации [3]. Из параметров, характеризующих мощностные показатели автомобиля, в центре внимания длительное время оставались максимальная скорость и время разгона. Ощутимый рост цен на топливо привел к тому, что особое внимание стали уделять расходу топлива. При разработке нового автомобиля одной из важнейших целей является получение малого расхода топлива.

4) Управляемость – это свойство управляемого водителем автомобиля сохранять в процессе движения заданное направление движения или изменять его в соответствии с воздействием на рулевое управление. Во время движения автомобиля очень важно, чтобы управляемые колеса не поворачивались произвольно и водителю не нужно было бы затрачивать усилия для удержания колес при движении прямо [1].

5) Поворачиваемость – это свойство автомобиля отклоняться от направления движения, заданного положением рулевого управления, вследствие бокового убода колес. Одной из наиболее важных характеристик всегда была поворачиваемость автомобиля. Смысл термина предполагает уровень сопротивляемости автомобиля выполнению маневра поворота. Чем выше характеристика, тем меньше усилий необходимо для изменения траектории движения машины. Если использовать технически точные определения, то это зависимость глубины входа в поворот от приложенной боковой силы, приложенной к колесам [2].

6) Маневренность – это свойство автомобиля поворачиваться на минимальной площади и вписываться в габариты дороги. Маневренность характеризует удобство использования автомобиля и легкость управления им при необходимости движения и выполнения поворотов и разворотов в стесненных условиях, а также проходимость автомобиля при движении по грунтовым дорогам с крутыми поворотами, по пересеченной местности и через лес [3]. От маневренности автомобилей зависят размеры необходимых площадок в местах погрузки и выгрузки, а иногда и затраты времени на выполнение этих операций, требуемая ширина проездов в гаражах, на площадках для стоянки и в зонах обслуживания.

7) Устойчивость — свойство автомобиля сохранять направление движения и противодействовать силам, стремящимся вызвать его занос и опрокидывание. Особенно высокие требования к устойчивости предъявляются при работе автомобиля на скользких дорогах и при движении с большими скоростями [1].

8) Плавность хода - это совокупность свойств, обеспечивающих ограничение в пределах установленных норм вибронагруженности водителя, пассажиров, грузов и элементов шасси и кузова. Плавность хода является важным эксплуатационным качеством, оказывающим влияние на самочувствие человека (пассажиров), сохранность перевозимых грузов, безопасность движения, долговечность машины [2]. Плавность хода зависит от характера и величины возмущающих сил, вызывающих колебания, общей компоновки машины и отдельных ее конструктивных особенностей, главным образом от системы подрессоривания, а также от мастерства вождения [3].

9) Проходимость - это способность автомобиля перевозить как можно с большей средней скоростью, грузы, пассажиров и специальное оборудование в ухудшенных дорожных условиях, по бездорожью и при преодолении различных препятствий [1]. Все автомобили должны в значительной мере обладать хорошей проходимостью, а для машин, которые систематически работают в трудных дорожных условиях, такое свойство имеет первостепенное значение. От проходимости зависит средняя скорость движения, производительность и сохранность автомобиля, безопасность движения и другие немаловажные факторы [2].

Изучение эксплуатационных свойств – довольно сложный материал для понимания, и для того чтобы повысить усвоение материала можно разработать масштабную модель автомобиля, которая будет имитировать эксплуатационные свойства настоящего автомобиля.

В качестве двигателя можно установить шаговый электродвигатель с мотор-редуктором. Управлять данным автомобилем возможно дистанционно. Всё это можно реализовать с помощью аппаратной платформы arduino.

Arduino представляет собой прототип платформы (с открытым исходным кодом) на основе аппаратного и программного обеспечения простой в использовании. Она состоит из монтажной платы и программного обеспечение (рисунок 1).

Рис. 1-Arduino Ethernet

Таким образом считаем, что изучение такой сложной дисциплины с использованием масштабной модели в игровой форме позволит повысить качество обучения. Конечно модель можно и купить, но она не позволит изменять свойства автомобиля и исследовать влияния параметров автомобиля на эксплуатационные свойства.

Литература:

1. Вахламов, В. К. Автомобили: основы конструкции [Текст]: учебник / В. К. Вахламов. – 5-е изд., стер. – Москва: Издательский центр «Академия», 2010. – 528 с.– ISBN 978-5-7695-6601-3
2. Вахламов, В. К. Автомобили: эксплуатационные свойства [Текст]: учебник / В. К. Вахламов. – 5-е изд., стер. – Москва: Издательский центр «Академия», 2012. – 240 с.– ISBN 978-5-7695-9044-3
3. Вахламов, В. К. Автомобили: эксплуатационные свойства [Текст]: учебник / В. К. Вахламов. – 4-е изд., стер. – Москва: Издательский центр «Академия», 2012. – 380 с.– ISBN 978-5-7695-6172-6
4. Рабочая программа дисциплины «Б.1.В.ОД.8 Конструкция и эксплуатационные свойства транспортных и транспортно-технологических машин, и оборудования» /сост. А.В. Спирин- Бузулук: БГТИ(филиал) ОГУ, 2014.