3_Лекция_С_АД

1. Лекционное занятие №3 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АВТОМОБИЛЯ И ДОРОГИ

1

2. ВОПРОСЫ

1. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ПОКРЫТИЕ,
ОТ КОЛЕС АВТОМОБИЛЕЙ
2. СЦЕПНЫЕ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЯ
3. РОВНОСТЬ ПОКРЫТИЯ
4. ВЛИЯНИЕ СОСТОЯНИЯ ПОКРЫТИЯ НА
УСЛОВИЯ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ
2

3. ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 30413-96 Дороги автомобильные. Метод
определения коэффициента сцепления колеса
автомобиля с дорожным покрытием. – М.:
Госстрой России, ГУП ЦПП, 1997. – 6 с.
2. ГОСТ 33101-2014 Дороги автомобильные
общего пользования. Покрытия дорожные.
Методы измерения ровности. – М.:
Стандартинформ, 2016. – 23 с.
3. ГОСТ 33220-2015 Дороги автомобильные
общего пользования. Требования к
эксплуатационному состоянию. – М.:
Стандартинформ, 2016. – 14 с.
3

4. ВОПРОС №1 СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ПОКРЫТИЕ, ОТ КОЛЕС АВТОМОБИЛЕЙ

4

5.

Силы, действующие от
неподвижного колеса автомобиля
Величина сжатия
шины u:
l
Q
R
(1)
u
u = Kу Q
L
b
D
p
Pmax
S
где Kу – коэффициент
упругости шины
5

6.

Q
e
Pк
rк
Mк
l
Силы, действующие от «ведущего»
колеса в движении
v
R
Т
6

7.

Силы, действующие от «ведомого»
колеса в движении
v
Q
rк
l
P’к
e
R
Т
7

8.

Сила тяги Pк:
Pк =Мк / rк
(2)
Коэффициент сопротивления качению f :
f = е / rк
(3)
где е – смещение точки приложения
нормальной реакции
8

9.

Величины f при скорости 20 км/ч для типов
покрытия:
• усовершенствованные
• переходные
• низшие
0,01-0,02
0,07
0,3 и более
9

10. График зависимости сопротивления качению от прочности (Е), ровности (S), скорости (v) и внутреннего давления воздуха в шине

(рв)
S
f
v
pв
Е
Параметры
10

11. Условие движения Т > Рк (Т → max):

Условие движения Т > Рк (Т → max):
Тmax = Q
(4)
где - коэффициент сцепления
Предельное допустимое значение по
условиям безопасности движения
(ГОСТ Р 50597-2017)
min = 0,3
11

12. Значения  в зависимости от состояния покрытия

Значения в зависимости от
состояния покрытия
• На усовершенствованных, шероховатых,
сухих
• На усовершенствованных, шероховатых,
мокрых
• На усовершенствованных, гладких, сухих
• На усовершенствованных, изношенных,
гладких, влажных
• На слое уплотненного снега на покрытии
• На обледенелом слое снега на покрытии
• На усовершенствованных с тонкой
пленкой льда
>0,7
0,5-0,7
0,4-0,6
0,3-0,4
0,2-0,3
0,1-0,2
0,05-0,1
12

13. ВОПРОС №2 СЦЕПНЫЕ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЯ

13

14. ШЕРОХОВАТОСТЬ – форма рисунка неровности поверхности

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ШЕРОХОВАТОСТЬ – форма рисунка неровности
поверхности
а)
б)
а – равномерная; б – шипованная;
1 – макрошероховатость; 2 – микрошероховатость;
z – высота выступов; h – глубина впадин;
l – шаг шероховатости; - угол при вершине
14

15. ПАРАМЕТРЫ ШЕРОХОВАТОСТИ

• средняя высота выступов Rz, мм
• средняя глубина впадин Hср, мм
• коэффициент шага шероховатости
Кш= Hср / Rz
15

16. ВИДЫ ШЕРОХОВАТОСТИ

• МАКРОШЕРОХОВАТОСТЬ – неровности
поверхности покрытия с длиной волны от 2 до
100 мм, создаются выступающими частицами
каменного материала покрытия
• МИКРОШЕРОХОВАТОСТЬ – собственная
шероховатость частиц каменного материала,
образующая неровности. Длина волны менее 2-2
мм, а высота менее 0,2-0,3 мм
ОБРАТИТЬ ВНИМАНИЕ...
На влияют макро- и микрошероховатость, но нормируется
только макрошероховатость, которую принимают за общую16

17. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКРЫТИЙ ПО ТИПУ ШЕРОХОВАТОСТИ

Тип
Обозначение
Крупнешероховатые
Среднешероховатые
Мелкошероховатые
Гладкие
Кшер
Сшер
Мшер
Гл
Величина
выступов,
мм
более 2
1-2
0,3-1,0
менее 0,3
17

18. Факторы, влияющие на сцепные свойства покрытия

1 Состояние покрытия
СХЕМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСА АВТОМОБИЛЯ
б) с мокрым покрытием
hвд
3
2
hст
hвд
3
hакт
а) с сухим покрытием
1
1
в) со снежным накатом на покрытии
3
hн
2
1
18

19. Факторы, влияющие на сцепные свойства покрытия

2 Температура покрытия
Значение температурных поправок к значению
коэффициента сцепления
Температура
воздуха в момент
проведения
измерений, °С
5
Значение поправки
-0,04
10
15
20
-0,03 -0,02
0,00
25
30
35
40
+0,01 +0,01 +0,02 +0,02
19

20. Факторы, влияющие на сцепные свойства покрытия

3 Ровность покрытия
СХЕМЫ ВЛИЯНИЯ НЕРОВНОСТЕЙ НА КОНТАКТ КОЛЕСА С ПОКРЫТИЕМ
а)
б)
в)
а – мелкошероховатое покрытие;
б – крупнешероховатое покрытие;
в – микронеровности большого размера
20

21. ВОПРОС №3 РОВНОСТЬ ПОКРЫТИЯ

21

22. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РОВНОСТЬ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ - характеристика
поверхности покрытия, определенная наличием
неровностей или отклонений фактической
поверхности от проектной, вызывающих при проезде
АТС колебания его колес и кузова. Различают
продольную и поперечную ровность.
МИКРОПРОФИЛЬ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ - продольное
сечение поверхности дороги в виде массива ординат
(вертикальных отметок), содержащего неровности,
оказывающие влияние на вертикальные колебания
АТС
22

23. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ РОВНОСТИ
(International Roughness Index) IRI, м/км:
Отношение величины суммарного
перемещения неподрессоренной массы
(колеса) относительно подрессоренной (кузова
автомобиля) к длине участка дороги
23

24. ПАРАМЕТРЫ РОВНОСТИ ПОКРЫТИЙ

1 – шероховатость покрытия; 2 – микронеровности;
3 – измерительная планка; li – длина волны;
hi- глубина впадин (высота неровностей)
24

25. ВИДЫ НЕРОВНОСТЕЙ

1. МАКРОНЕРОВНОСТИ состоят из длинных
плавных неровностей с длиной волны 5 м и
более. Влияют на работу двигателя и режим
движения АТС, но не приводят к колебаниям
подвески. Фактически это продольный
профиль и при оценке ровности его не
рассматривают
2. МИКРОНЕРОВНОСТИ состоят из неровностей
длиной от 10 до 50 см, которые вызывают
значительные колебания АТС на подвеске. Это и
есть характеристика ровности.
25

26. ВИДЫ НЕРОВНОСТЕЙ

3. ШЕРОХОВАТОСТЬ – совокупность неровностей
с длиной волны до 10 см, которые не
вызывают низкочастотных колебаний АТС на
подвеске, т.к. их воздействие поглощают
шины. При оценке ровности шероховатость не
учитывают
26

27. ВИДЫ КОЛЕБАНИЙ

а) неустановившиеся;
б) установившиеся;
1 – неровности дороги; z – амплитуда колебаний;
27
t – время

28. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОДОЛЬНОЙ РОВНОСТИ ПОКРЫТИЙ

Категория дороги
Ровность по индексу IRI,
м/км, не более
IA, IБ
4,0
IB, II
4,5
III
5,5
IV
6,5
Примечание - Значения IRI (International Roughness
Index - Международный индекс ровности)
рассчитывают по каждому 100-метровому участку
полосы дороги
28

29. ВОПРОС №4 ВЛИЯНИЕ СОСТОЯНИЯ ПОКРЫТИЯ НА УСЛОВИЯ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ

29

30. КЛАССИФИКАЦИЯ СОСТОЯНИЙ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ

• СУХОЕ – покрытие, поверхность материала
которого не имеет сплошной пленки воды;
• ВЛАЖНОЕ – покрытие, поверхность материала
которого покрыта сплошной пленкой связанной
воды;
• МОКРОЕ – покрытие, на микроповерхности
материала которого имеется слой свободной
воды;
• ЗАСНЕЖЕННОЕ – покрытие с наличием рыхлого
снега на поверхности;
• СНЕЖНЫЙ НАКАТ – наличие слоя снега,
уплотненного колесами автомобилей;
• ГОЛОЛЕДИЦА – все виды зимней скользкости на
поверхности дороги
30

31. СХЕМА ДЕЙСТВИЯ СИЛ ПРИ АКВАПЛАНИРОВАНИИ

1–
колесо;
2–
покрытие
3–
слой жидкости;
4–
головная волна
жидкости;
Р–
нагрузка на колесо;
Y–
подъемная сила,
действующая на
колесо;
R–
суммарная реакция,
действующая на
колесо;
F–
сила
сопротивлению
движению
31

32. ТРЕБУЕМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ СЦЕПЛЕНИЯ

Условия
движения
Характеристики участков дорог
Коэффициент
сцепления
Легкие
Участки прямые или кривые радиусом 1000 м и более,
горизонтальные или с продольным уклоном не более 30
‰, с элементами поперечного профиля,
соответствующими нормам таблицы СП 34.13330, с
укрепленными обочинами, без пересечений в одном
уровне, при коэффициенте загрузки не более 0,3
0,45
Затрудненные
Участки на кривых в плане с радиусами от 250 до 1000 м, на
спусках и подъемах с уклонами от 30 ‰ до 60 ‰, участки в
зонах сужений проезжей части (при реконструкции), а
также участки дорог, отнесенные к легким условиям
движения, при коэффициенте загрузки 0,3-0,5
0,50
Опасные
Участки с видимостью менее расчетной; подъемы и спуски
с уклонами, превышающими расчетные; зоны пересечений
в одном уровне, а также участки, отнесенные к легким и
затрудненным условиям, при коэффициенте загрузки
свыше 0,5
0,60
32