52. Маневренность автомобиля. Содержание оценочных показателей. Особенности кинематики и динамики, аналитический метод расчета, влияние конструктивных и эксплуатационных факторов.

Под маневренностью понимается способность автомобиля выполнять всевозможные маневры (повороты передним и задним ходом, разворот для движения в обратном направлении и др.) на возможно малой площади. Маневренность автомобиля зависит от его габаритных размеров, величины колесной базы, ширины колеи, предельных углов поворота передних колес.

Основной параметр, характеризующий маневренность автомобиля,— его минимальный радиус поворота. Чем меньше этот радиус, тем выше маневренность автомобиля, легче управлять им на сложной извилистой дороге и удобнее ставить на место стоянки в стесненных условиях.

Легковые автомобили малого класса выгодно отличаются в этом отношении от всех других автомобилей. Так, минимальный радиус поворота автомобиля ВАЗ-2103 (по точке переднего бампера автомобиля, наиболее удаленной от центра поворота) составляет 5,9 м, что позволяет произвести разворот автомобиля на весьма ограниченной площадке.

Необходимость маневрирования для легкового автомобиля часто связана с преодолением объездов при ремонте полотна основной дороги. Поэтому большое значение приобретают величины свесов и, соответственно, углы въезда и съезда, которые должны обеспечивать движение автомобиля через бугры и канавы без задевания за бамперы и другие выступающие части.

Угол въезда определяется между опорной плоскостью дороги и касательной к ней, проведенной от нижней передней точки автомобиля к точке контакта переднего колеса с дорогой, а угол съезда — между той же плоскостью дороги и касательной, проведенной от нижней задней точки автомобиля к заднему колесу. Чем больше углы въезда и съезда, тем легче проезжать автомобилю различные препятствия. У современных легковых автомобилей эти углы находятся в пределах, обеспечивающих преодоление препятствий с углублениями и возвышениями, достигающими по величине радиуса колеса автомобиля.

53. Масла для агрегатов трансмиссий. Свойства масел.

Трансмиссионные масла предназначены для применения в узлах трения агрегатов трансмиссий легковых и грузовых автомобилей, автобусов, тракторов, тепловозов, дорожно-строительных и других машин, а также в различных зубчатых редукторах и червячных передачах промышленного оборудования.

Трансмиссионные масла представляют собой базовые масла, легированные различными функциональными присадками.

В качестве базовых компонентов используют минеральные, частично или полностью синтетические масла.

В агрегатах трансмиссий смазочное масло является неотъемлемым элементом конструкции. Способность масла выполнять и длительно сохранять функции конструкционного материала определяется его эксплуатационными свойствами. Общие требования к трансмиссионным маслам определяются конструкционными особенностями, назначением и условиями эксплуатации агрегата трансмиссии.

Трансмиссионные масла работают в режимах высоких скоростей скольжения, давлений и широком диапазоне температур. Их пусковые свойства и длительная работоспособность должны обеспечиваться в интервале температур от -60 до +150 °С. Поэтому к трансмиссионным маслам предъявляют довольно жесткие требования.

Основные функции трансмиссионных масел:

- предохранение поверхностей трения от износа, заедания, питгинга и других повреждений;

- снижение до минимума потерь энергии на трение;

- отвод тепла от поверхностей трения;

- снижение шума и вибрации зубчатых колес, уменьшение ударных нагрузок.

Масла не должны быть токсичными.

Для обеспечения надежной и длительной работы агрегатов трансмиссий смазочные масла должны обладать определенными характеристиками:

- иметь достаточные противозадирные, противоизносные и противопиттинговые свойства;

- обладать высокой антиокислительной стабильностью;

- иметь хорошие вязкостно-температурные свойства;

- не оказывать коррозионного воздействия на детали трансмиссии;

- иметь хорошие защитные свойства при контакте с водой;

- обладать достаточной совместимостью с резиновыми уплотнениями;

- иметь хорошие антипенные свойства;

- иметь высокую физическую стабильность в условиях длительного хранения.

Все эти свойства трансмиссионного масла могут быть обеспечены путем введения в состав базового масла соответствующих функциональных присадок: депрессорной, противозадирной, противоизносной, антиокислительной, антикоррозионной, противоржавейной, антипенной и др.

Свойства и функции трансмиссионных масел

Трансмиссионные масла применяют в коробках передач, мостах, в раздаточных коробках, механизмах рулевого управления — везде, где вращающий момент передается либо зубчатыми парами (тогда масло выполняет только функции смазки), либо посредством самого масла, как, например, в гидромеханических передачах (в них является рабочим телом). Сразу оговоримся: есть очень много марок автомобилей, в коробки передач которых заливают то же масло, что и в двигатели. Как правило, зубчатые передачи и находящиеся внутри агрегатов подшипники смазываются погружением в масло и разбрызгиванием. Однако есть конструкции, где такой смазки недостаточно — тяжелонагруженные или особо сложные механизмы с труднодоступными для капель и масляного тумана сопряжениями требуют принудительного подвода масла. К ним смазку подают под давлением.

Для обеспечения работоспособности механизмов трансмиссионные масла должны выполнять следующие функции:

предотвращать износ поверхностей трения за счет образования стойкой масляной пленки между ними;

снижать потери на трение в зубчатых зацеплениях;

отводить тепло от поверхностей трения;

удалять продукты износа из зон трения;

защищать детали от коррозии;

снижать ударные нагрузки на шестерни, вибрации и шум, уплотняя зазоры между поверхностями трения.

Доля трансмиссионных масел в общем объеме смазочных материалов, потребляемых автомобилем за весь срок эксплуатации, всего лишь 0,3—0,5%. Меняют их не часто: или через 75—150 тыс. км, или, если автомобиль эксплуатируется нерегулярно, через каждые 3—7 лет независимо от пробега.

Несмотря на то, что трансмиссионные масла работают в условиях, безусловно, более легких, чем моторные, они испытывают высокие нагрузки. Давление в зонах контакта цилиндрических, конических и червячных передач может составлять от 500 до 2000 МПа, а гипоидных — до 4000 МПа. Скорость скольжения зубьев друг относительно друга на входе в зацепление изменяется в диапазоне 1,5—12м/с в конических и цилиндрических передачах; 20—25 м/с — в червячных; в гипоидных она может превышать 15 м/с. Рабочая температура масла в агрегатах трансмиссий изменяется от температуры окружающего воздуха до 200°С, однако в точках контакта зубьев часто возникает кратковременный местный перегрев — до 300°С, а иногда и выше. В результате — износ, задиры, питтинг (точечное выкрашивание зубьев шестерен) и многое другое.

К трансмиссионным маслам предъявляют самые разнообразные эксплуатационные требования, подчас довольно противоречивые. Масла должны, с одной стороны, сохранять высокую вязкость при рабочих температурах, чтобы не разрушалась пленка и нормально уплотнялись зазоры, с другой — не становиться слишком вязкими при низких температурах окружающей среды, чтобы в начале работы агрегата холодное масло не препятствовало свободному вращению шестерен.

Способность масла соответствовать этим требованиям отражает индекс вязкости. Чем он выше, тем меньше изменяется вязкость масла в зависимости от изменения температуры. Кроме того, масла должны обладать высокими антикоррозионными, антиокислительными, противопен-ными и другими «противо» свойствами, а также иметь высокую термоокислительную стабильность (длительная стабильность характеристик в рабочих условиях и при хранении) и не быть агрессивными по отношению к резиновым уплотнениям и цветным металлам.

К маслам, работающим в автоматических коробках передач, предъявляются гораздо более высокие требования по вязкости, антифрикционным, противоизносным и антиокислительным свойствам, чем к применяемым в других агрегатах. Поскольку автоматические коробки включают в себя несколько совершенно разнородных узлов — гидротрансформатор, шестеренчатую коробку передач, сложную систему управления, — спектр функций масла весьма широк. Оно и смазывает, и охлаждает, и передает вращающий момент. Динамические нагрузки в таких передачах меньше, чем в обычных коробках передач из-за отсутствия жесткой связи между двигателем и трансмиссией. Средняя рабочая температура масла в картере автоматической коробки составляет 80—95°С, в жаркую же погоду при городском цикле движения она Может подниматься до 150°С.

Конструкция автоматической коробки такова, что если с двигателя снимается мощность большая, чем нужно для преодоления дорожного сопротивления, ее избыток расходуется на внутреннее трение масла, оно еще больше нагревается. Высокие скорости движения потоков масла в гидротрансформаторе и температура вызывают интенсивную аэрацию, приводящую к вспениванию, что создает благоприятные условия, во-первых, для окисления самого масла, во-вторых, для коррозии металлов. Разнообразие материалов в парах трения автоматической коробки (сталь—сталь, сталь—металлокерамика, сталь—бронза) затрудняет подбор антифрикционных присадок к маслам. К тому же разнородные по материалам детали, работая во вспененном и постепенно насыщающемся кислородом и водой масле, образуют электрохимические пары, акти зирующие коррозионный износ. В таких условиях должно не только сохранять свои эксплуатационные свой ства и защищать поверхности трения, но и, как передаю щая вращающий момент среда, обеспечивать высокий КПД трансмиссии. И вот тут требования к вязке пря мо противоположны тем, что предъявляются, когда речь идет только о смазке. Для смазки шестерен нужна высо кая вязкость. Для нормальной работы гидротрансформа тора — низкая (4—9 сСт при 100°С).

В основном трансмиссионные масла имеют минеральную (нефтяную) основу. Однако в последнее время появляется все большее количество масел на синтетической и полусинтетической основах. Для придания маслам функциональных и специфических свойств в основу вводят различные присадки: противозадирные, загущаюшие, противокоррозионные и др.

Некоторые специалисты по трансмиссионным маслам считают, что минеральные базовые масла во многом лучше синтетических, так как у них изначально выше смазывающие качества. Пьезовязкостные свойства, то есть способность образовывать прочную смазывающую пленку под высоким давлением, у них развиты больше, нежели у часто используемых в качестве синтетической основы поли-альфаолефинов (ПАО). Да и эффективность присадок в минеральной и синтетической основах неодинакова — в минеральной основе они растворяются лучше, и для достижения высоких антифрикционных качеств лучше подходят минеральные основы.

Другое дело, что добиться высоких интервалов между заменами масла можно только при использовании «синтетики». И конечно, полностью синтетические масла необходимо использовать там, где предполагаются высокие обороты и интенсивные нагрузки, — в высокофорсированных двигателях.