Для
достижения этой цели решены следующие задачи: установлены закономерности распределения давления воздуха в шинах при эксплуатации автомобилей;
выявлены факторы, влияющие на надежность сохранения давления воздуха
в шинах, разработана математическая модель их влияния на математическое
ожидание и коэффициент вариации давления в шинах группы автомобилей; установлены закономерности прогрева и охлаждения шин при изменении температуры окружающей среды; установлены закономерности изменения давления
в шине при прогреве и охлаждении; определен вид и рассчитаны численные
значения параметров математических моделей изменения давления воздуха
при прогреве и охлаждении для шин наиболее массовых размеров. <...> Влияние давления в шинах на расход топлива автомобилем ....... 11 <...> Моделирование закономерности изменения давления
в шине при прогреве без учета нерегулярного режима ................ 46 <...> Моделирование закономерности изменения давления
в шине при прогреве с учетом нерегулярного режима ................. 48 <...> Влияние основных факторов на изменение давления в шинах .... <...> Долговечность шин существенно зависит от многих факторов. <...> Одним
из самых важных является давление воздуха в шине. <...> Для шины данной модели, используемой на автомобиле данной марки и модели, устанавливается
нормативное давление воздуха, при котором она имеет максимальный срок
службы. <...> Таким образом, существует проблема обеспечения эксплуатации шин
с нормативным давлением. <...> Ее решение осложняется тем, что изменение давления определяется большим числом разнообразных факторов. <...> Поэтому при накачивании автомобильной шины воздухом каркас ее принимает определенную равновесную форму, несколько отличающуюся от тора
[46, с. <...> При накачивании шины сжатым воздухом изменение ее размеров зависит от соотношения жесткостей в различных точках профиля, а также
от первоначальной формы. <...> Если же Н больше В, то при накачивании
шины воздухом ее диаметр будет уменьшаться <...>
abakumov.-korrektirovka-davlenija.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
Н. С. Захаров, Г. В. Абакумов
КОРРЕКТИРОВАНИЕ
ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ШИНАХ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
АВТОМОБИЛЕЙ ЗИМОЙ
Тюмень
ТюмГНГУ
2011
Стр.1
УДК 629.3.027.5«324»
ББК 39.33
З-3
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор В. И. Васильев
доктор технических наук, профессор Н. В. Храмцов
Захаров, Н. С.
З-38
Корректирование давления воздуха в шинах при эксплуатации
автомобилей зимой / Н. С. Захаров, Г. В. Абакумов. – Тюмень :
ТюмГНГУ, 2011. – 162 с.
ISBN 978-5-9961-0433-8
В монографии изложены результаты исследований, целью которых является
повышение долговечности шин и уменьшение расхода топлива путем
обеспечения эксплуатации шин с давлением, соответствующим нормативу. Для
достижения этой цели решены следующие задачи: установлены закономерности
распределения давления воздуха в шинах при эксплуатации автомобилей;
выявлены факторы, влияющие на надежность сохранения давления воздуха
в шинах, разработана математическая модель их влияния на математическое
ожидание и коэффициент вариации давления в шинах группы автомобилей; установлены
закономерности прогрева и охлаждения шин при изменении температуры
окружающей среды; установлены закономерности изменения давления
в шине при прогреве и охлаждении; определен вид и рассчитаны численные
значения параметров математических моделей изменения давления воздуха
при прогреве и охлаждении для шин наиболее массовых размеров.
Книга предназначена для студентов специальностей «Сервис транспортных
и технологических машин и оборудования (нефтегазодобыча)» и 15.05
«Автомобили и автомобильное хозяйство», аспирантов специальности 05.22.10
«Эксплуатация автомобильного транспорта», инженерно-технических работников.
УДК
629.3.027.5«324»
ББК 39.33
ISBN 978-5-9961-0433-8
© Федеральное государственное
бюджетное образовательное
учреждение высшего
профессионального образования
«Тюменский государственный
нефтегазовый университет», 2011
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................5
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ............................................................6
1.1. Нагружение шины внутренним давлением ......................................6
1.2. Влияние давления в шинах на их долговечность ...........................8
1.3. Влияние давления в шинах на расход топлива автомобилем ....... 11
1.4. Факторы, влияющие на давление воздуха в шине .........................13
1.4.1. Перечень факторов .................................................................13
1.4.2. Диффузионная утечка ...........................................................14
1.4.3.Температура .............................................................................17
1.4.4. Система контроля давления в шинах ....................................18
1.4.5. Средства для измерения давления .......................................19
1.5. Выводы ..............................................................................................21
2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ...................................................23
2.1. Постановка проблемы ......................................................................23
2.2. Закономерности распределения давления воздуха
в шинах при эксплуатации автомобилей ........................................25
2.2.1. Гипотезы о форме распределения давления
воздуха в шинах .....................................................................25
2.2.2. Гипотезы о виде математических моделей
распределения давления воздуха в шинах ..........................27
2.3. Локализация изучаемой системы ....................................................30
2.4. Процессы прогрева и охлаждения шин ..........................................38
2.5. Процесс изменения давления воздуха в шине
при изменении температуры ..........................................................44
2.6. Моделирование закономерности изменения давления
в шине при прогреве без учета нерегулярного режима ................46
2.7. Моделирование закономерности изменения давления
в шине при прогреве с учетом нерегулярного режима .................48
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ........................................52
3.1. Общая методика экспериментальных исследований.....................52
3.2. Приборы и оборудование .................................................................53
3.2.1.Измерение давления ................................................................53
3.2.2. Измерение температуры .........................................................54
3.2.3. Измерение массы ....................................................................54
3
Стр.3
3.2.4. Установка для измерения давления и температуры
внутри шины ...........................................................................54
3.2.5. Установки для оценки изменения объема шины .................55
3.3. Планирование эксперимента ...........................................................58
3.4. Методика обработки результатов эксперимента ............................60
3.5. Распределение фактического давления в шинах ...........................63
3.6. Погрешности манометров для проверки давления
воздуха в шинах ................................................................................65
3.7. Влияние температуры воздуха на вероятность
безотказной работы золотников ......................................................65
3.8. Влияние основных факторов на изменение давления в шинах ....66
3.9. Интенсивность диффузионной утечки воздуха ............................67
3.10. Изменение объема шин при изменении давления .......................71
3.11. Изменение давления в шине при прогреве ...................................74
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ............................................80
4.1. Методика практического использования
результатов исследований ................................................................80
4.2. Методика расчета величины начального давления
для контроля и доведения его до нормы зимой
в отапливаемом помещении ............................................................81
4.3. Эффективность результатов исследований ....................................82
4.3.1. Оценка потерь, связанных с отклонением давления
в шинах от нормы ...................................................................82
4.3.2. Экономический эффект от использования результатов
исследований ..........................................................................87
4.4. Экологический эффект от использования
результатов исследований ................................................................89
ВЫВОДЫ ..........................................................................................................91
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................93
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ...................................................................................100
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ...................................................................................136
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ...................................................................................137
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ...................................................................................139
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 ...................................................................................143
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 ...................................................................................148
4
Стр.4
ВВЕДЕНИЕ
Эффективность многих отраслей экономики зависит от транспортных
расходов. В себестоимости автомобильных перевозок значительную долю
составляют затраты на шины. Эффективность использования шин определяется
их стоимостью и долговечностью.
Долговечность шин существенно зависит от многих факторов. Одним
из самых важных является давление воздуха в шине. Для шины данной модели,
используемой на автомобиле данной марки и модели, устанавливается
нормативное давление воздуха, при котором она имеет максимальный срок
службы. При увеличении давления или снижении относительно оптимального
значения срок службы шины уменьшается. От давления в шинах существенно
зависит безотказность шин и безопасность движения.
Кроме того, от давления воздуха зависит сопротивление качению автомобиля
и его топливная экономичность.
В то же время известно, что в 60 … 90 % шин при эксплуатации давление
не соответствует норме, из-за несоблюдения норм давления воздуха
в шинах теряются 6 ... 15% ресурса шин и 1,5 ... 3,0% топлива. При этом
особенно большие отклонения давления в шинах от нормы наблюдаются в
зимний период.
Таким образом, существует проблема обеспечения эксплуатации шин
с нормативным давлением. Ее решение осложняется тем, что изменение давления
определяется большим числом разнообразных факторов. Причем влияние
некоторых из них изучено недостаточно. Следовательно, исследование
процесса изменения давления воздуха в шинах и разработка мероприятий,
обеспечивающих уменьшение его отклонений от нормы и снижение на этой
основе затрат на эксплуатацию автомобилей, - актуальная проблема.
Поэтому целью исследований, результаты которых изложены в монографии,
является повышение долговечности шин и уменьшение расхода
топлива путем обеспечения эксплуатации шин с давлением, соответствующим
нормативу.
5
Стр.5