Примеры использования динамического паспорта автомобиля.

Рассмотрим примеры решения задач.

Пример 1. Известны скорость автомобиля v₁ и нагрузка H1 (80 %). Необходимо определить максимальное сопротивление до­роги, преодолеваемое автомобилем и характеризуемое коэффи­циентом ψ₁ а также минимальный коэффициент сцепления φ_х1, необходимый для движения без буксования.

Из точки v₁ расположенной на оси абсцисс динамической характеристики, проведем вертикаль до пересечения с кривой ди­намического фактора по тяге. Еще одну вертикальную линию на­правим вверх из точки Н₁ находящейся на оси абсцисс номо­граммы нагрузок. Затем из точки пересечения кривой динамичес­кого фактора проведем горизонтальную линию влево до пересе­чения с вертикалью, проходящей через точку H_1. Полученная точка пересечения А соответствует искомым коэффициентам сопротив­ления дороги ψ1 сцепления φ_х1.

Пример 2. Известны коэффициенты ψ2 и φ_x2. Необходимо определить скорость движения v₂ и нагрузку на автомобиль Н₂.

На номограмме нагрузок и графике контроля буксования за­данным условиям задачи соответствует точка 5. Проведя вправо из точки В горизонталь до пересечения с кривой динамического фактора и опустив перпендикуляр, найдем искомую скорость v₂. Затем, опустив перпендикуляр из точки В на номограмме нагру­зок, определим допустимую нагрузку Н₂.

Показатели динамичности автомобиля при неравномерном движении.

 

Ускорение автомобиля при разгоне. Время разгона. Путь разгона автомобиля.

Ускорение, определяемое из уравнения силового баланса ав­томобиля , представленного в безразмерной форме, имеет вид

j=(D-ψ)g/δ_вр

Для расчета ускорения при разгоне выберем на динамической характеристике автомобиля пять-шесть значений скорости v, оп­ределим соответствующие им значения динамического фактора D и коэффициента сопротивления дороги ψ. Затем, решив уравне­ние, найдем значения ускорений при разгоне на различных передачах. По результатам расчетов построим график ускорений при разгоне автомобиля.

На рис. 3.30 представлен график ускорений, характерный для легковых автомобилей. Из рисунка видно, что ускорение на низ­ших передачах больше, чем на высших. Это связано с более высо­ким динамическим фактором на низших передачах.

Область графика ускорений при v < v_min соответствует троганию автомобиля с места при пробуксовке сцепления, кото­рое продолжается незначительное время. Поэтому считается, что разгон начинается с минимальной скорости V_min. Как видно из рис. 3.30, у легковых автомобилей при максимальной скорости v_max ускорение равно нулю. Это обусловлено тем, что при макси­мальной скорости запас мощности отсутствует.

На рис. 3.31 показан график ускорений, типичный для грузо­вых автомобилей. Как видно из рисунка, максимальные значения ускорений на I и II передачах почти одинаковы, что объясняется высоким значением коэффициента учета вращающихся масс δ_вр на I передаче, так как для этой передачи характерно большое передаточное число.

У грузовых автомобилей при максимальной скорости ускоре­ние не равно нулю, что связано с наличием некоторого запаса мощности, позволяющего им, двигаясь с максимальной скорос­тью, преодолевать дополнительное сопротивление дороги или бук­сировать прицеп. Однако запас мощности не может быть исполь­зован для разгона, так как этому препятствует ограничитель угло­вой скорости коленчатого вала двигателя.

j

Рис.3.30.График ускорений               Рис.3.31. График ускорений грузового
легкового автомобиля:                                          автомобиля:

v\, v₂ — значения скорости авто-                 а, е — начальная и конечная точки разгона; б—г — точки переключения передач;

мобиля; I —III — передачи                      j1u j2 — ускорения в начале и конце интерва­ла скоростей от v_{ до v₂, I — IV —                                      

                                                              передачи

Графики ускорений позволяют сравнить приемистость различ­ных автомобилей на дорогах с одинаковым сопротивлением дви­жению. Однако такое сравнение не совсем точно, так как различ­ные автомобили имеют неодинаковое максимальное ускорение на каждой передаче и разное число передач в коробке передач. По­этому более точное сравнение приемистости обеспечивают гра­фики времени и пути.

 Время и путь разгона

Время и путь разгона определяют следующим образом. Кривые графика ускорений (см. рис. 3.31) разбивают на ряд отрезков, со­ответствующих определенным интервалам скоростей, км/ч: на низшей передаче — 2...3, на промежуточных — 5... 10 и на выс­шей — 10... 15. Полагают, что в каждом интервале скоростей раз­гон происходит с постоянным, средним ускорением.

jср=(j1+j2)/2

где j1 и j2— ускорения в начале и конце некоторого интервала скоростей.

Среднее ускорение можно также рассчитать, зная значения скорости в начале и конце интервала. Так, например, при изме­нении скорости от v₁ до v₂ среднее ускорение

jcp=(V1-V2)/∆t, jср=∆V/∆t

где ∆t — время разгона в заданном интервале скоростей.

Из последнего выражения определяем время разгона в интер­вале скоростей от v₁ до v₂

∆t=∆V/jcp

Время разгона автомобиля определяется в такой последова­тельности (см. рис. 3.31): на I передаче — по кривой аб, на II передаче — по кривой бв, на III передаче — по кривой вг и на IV передаче — по кривой де. Скорости, соответствующие точкам б, в и г, являются оптимальными для переключения передач.

Вычислив значение времени разгона в каждом интервале ско­ростей, находим общее время разгона на п интервалах от мини­мальной Vmin до максимальной v_max скорости:

∆tp=∆t1+∆t2+…..∆tn

 

Зная значения времени разгона в различных интервалах скоростей, строим кривую времени разгона (рис. 3.32). Изломы этой кривой со­ответствуют моментам переключе­ния передач.

При переключении передач в течение некоторого времени (вре­мени переключения) происходит разъединение двигателя и ведущих колес. При этом разрывается поток мощности и уменьшается скорость движения автомобиля за счет действия сопротивления движению. Время переключения передач за­висит от типа двигателя, коробки передач и квалификации водителя.

Уменьшение скорости, км/ч, автомобиля при переключении передач, зависящее от дорожных условий, скорости движения и параметров обтекаемости, определяется по формуле

где t_п — время переключения передач, с. Для нахождения пути разгона используют те же интервалы ско­ростей, которые были выбраны при определении времени разго­на. При этом считается, что в каждом интервале скоростей авто­мобиль движется равномерно со средней скоростью

При разгоне от скорости v₁ до скорости v₂ (см. рис. 3.31) путь разгона в этом интервале скоростей

 

или с учетом выражения (3.26) ∆S=(Vcp∆V)/jcp

Путь разгона автомобиля от минимальной v_min до максималь­ной v_max скорости

∆Sp=∆S1+∆S2+…∆Sn

Зная значения пути разгона, соответствующие различным ин­тервалам скоростей, строим кривую пути разгона (см. рис. 3.32). Изломы этой кривой, так же, как и у кривой времени разгона, отвечают переключению передач.За время переключения передач автомобиль проходит путь

 

где v_n — скорость в момент начала переключения передач.

Рассмотренный метод определения времени и пути разгона ав­томобиля является приближенным. Поэтому полученные при рас­чете результаты могут несколько отличаться от действительных.

 

Движение автомобиля накатом.

На дорогах с чередующимися подъемами и спусками, при подъезде к остановкам и проезде одиночных препятствий (трам­вайные рельсы, крышки канализационных люков и др.) часто применяется движение автомобиля накатом. При таком режиме движения двигатель отсоединяется от ведущих колес, мощность и крутящий момент к ним не подводятся и тяговая сила на ведущих колесах отсутствует.

В процессе движения автомобиля накатом по горизонтальной дороге силы сопротивления движению преодолеваются главным образом за счет накопленной ранее кинетической энергии. По­этому движение автомобиля накатом по горизонтальной дороге может быть только замедленным.

Во время движения автомобиля накатом на спуске преодоле­ние сил сопротивления движению происходит за счет силы со­противления подъему, которая в данном случае является движу­щей. При этом чем больше сила тяжести автомобиля и круче спуск, тем больше сила сопротивления подъему.

Если сила сопротивления подъему меньше сил сопротивления движению, то автомобиль движется замедленно. При равенстве указанных сил движение автомобиля становится равномерным. Если же сила сопротивления подъему больше сил сопротивления движению, то движение автомобиля ускоренное.

Таким образом, в зависимости от соотношения силы сопро­тивления подъему и сил сопротивления движению движение ав­томобиля на спуске может быть равномерным, ускоренным или замедленным.

Соотношение между движущей силой и силами сопротивле­ния выражается уравнением движения автомобиля при накате:

(G/g)δ_нj=Pп+Рк+Рв+Ртр

 

 где Р_тр =Мтр/r_к -приведенная к ведущим колесам сила трения в трансмиссии при работе на холостом ходу; М_тр — момент силы трения в трансмиссии; δ_н— коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при накате:

δ_н=1+jк/G                       

 

 

При расчетах силу трения в трансмиссии для автомобиля с колесной формулой 4x2 можно определить по эмпирической фор­муле

Pтр=(2+0.09v)G/1000

Найденное значение Р_тр, увеличенное в 2 раза, будет соответ­ствовать автомобилям с колесными формулами 4х4и6х4, а уве­личенное в 3 раза — с колесной формулой 6x6. Коэффициент учета вращающихся масс 8_Н можно принять равным 1,05.

На основании уравнения движения автомобиля при накате стро­ится график силового баланса в координатах Р — v (рис. 3.36).

Сначала на график наносят кривые сил сопротивления движе­нию — Р_тр, Р_к и Р_v, откладывая вверх значение каждой последую­щей силы от значения предыдущей. Затем проводят горизонталь­ные линии силы сопротивления подъему Р_п для различных значе­ний уклона дороги, причем для крутых спусков (i > 0) — выше оси абсцисс, а для пологих спусков, прямолинейных участков дороги и подъемов (i < 0) — ниже оси абсцисс.

С помощью графика силового баланса автомобиля при движе­нии накатом можно решать различные задачи по определению показателей тягово-скоростных свойств..

Из уравнения движения автомобиля накатом можно опреде­лить замедление по следующим формулам:

j3=(Pп+Рк+Рв+Ртр)g/δнG или j3=(Рд+Рв+Ртр)g/δнG

На рис. 3.37 представлен график ускорений автомобиля при движении накатом для различных значений уклона дороги. Кри­вые ускорений при движении накатом на подъемах, горизонталь­ных участках дороги и пологих спусках проходят ниже оси абс­цисс, и скорость автомобиля на таких участках пути уменьшается. Кривые ускорений, соответствующих движению автомобиля на­катом на крутых спусках, расположены над осью абсцисс.

В точках пересечения кривых ускорений с осью абсцисс дви­жущие силы автомобиля равны силам сопротивления движению, вследствие чего автомобиль движется равномерно. Так, например, кривая, соответствующая уклону i₃, пересекает ось абсцисс при скорости, равной v₃.

Если начальная скорость больше скорости v₃, то движение на­катом на этом уклоне замедленное, в противном случае оно уско­ренное. Как замедленное, так и ускоренное движение автомобиля накатом продолжается только до скорости, равной v₃, по дости­жении которой начинается равномерное движение.

По известным значениям ускорения при накате по тем же фор­мулам, по которым определяются время и путь разгона автомоби­ля, можно рассчитать время и путь движения автомобиля нака­том.

При движении автомобиля накатом с небольшой скоростью силы сопротивления движению Р_в и Ртр можно не учитывать вслед­ствие их незначительной величины. Тогда замедление автомобиля при накате

j3=(Pk+Рп)g/δнG или j3=Pд/ δнG

 

Движение автомобиля накатом целесообразно применять в том слу­чае, когда этот режим обеспечивает длительное движение. В условиях го­рода движение накатом следует ис­пользовать при преодолении одиноч ных препятствий для исключения рывков и ударов в трансмиссии автомобиля и предотвращения повреждения шин. Однако движе­ние накатом на обледенелых и снежных укатанных дорогах недо­пустимо из-за возможности аварий.

 

35.Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на тяговую динамичность автомобиля.

Тип двигателя. Бензиновый двигатель обеспечивает лучшие тя­гово-скоростные свойства автомобиля, чем дизель, при анало­гичных условиях и режимах движения. Это связано с формой внеш­ней скоростной характеристики указанных двигателей.

КПД трансмиссии. Этот коэф­фициент позволяет оценить потери мощности в трансмиссии на трение. Снижение КПД, вызванное ростом потерь мощности на трение вследствие ухудшения технического состояния механизмов трансмиссии в процессе экс­плуатации, приводит к уменьшению тяговой силы на ведущих колесах автомобиля. В результате снижаются максимальная ско­рость движения автомобиля и сопротивление дороги, преодоле­ваемое автомобилем.

Передаточные числа трансмиссии. От передаточного числа глав­ной передачи существенно зависит максимальная скорость авто­мобиля. Оптимальным считается такое передаточное число глав­ной передачи, при котором автомобиль развивает максимальную скорость, а двигатель — максимальную мощность. Увеличение или уменьшение передаточного числа главной передачи по сравне­нию с оптимальным приводит к снижению максимальной скоро­сти автомобиля. Передаточное число I передачи коробки передач влияет на то, какое максимальное сопротивление дороги может преодолеть ав­томобиль при равномерном движении, а также на передаточные числа промежуточных передач коробки передач. Передаточные числа промежуточных передач должны обеспе­чивать максимальную интенсивность разгона автомобиля. Это до­стигается при соотношении передаточных чисел,близких к геометрической прогрессии:

u1/u2=u2/u3=u3/u4=…u_n/u_n+1

Увеличение числа передач в коробке передач приводит к более полному использованию мощности двигателя, росту средней ско­рости движения автомобиля и повышению показателей его тяго­во-скоростных свойств.

Дополнительные коробки передач. Улучшение тягово-скорост­ных свойств автомобиля может быть достигнуто также примене­нием совместно с основной коробкой передач дополнительных коробок передач: делителя (мультипликатора), демультипликато­pa и раздаточной коробки. Обычно дополнительные коробки пе­редач являются двухступенчатыми и позволяют увеличить число передач вдвое. При этом делитель только расширяет диапазон пе­редаточных чисел, а демультипликатор и раздаточная коробка уве­личивают их значения. Однако при чрезмерно большом числе пе­редач возрастают масса и сложность конструкции коробки пере­дач, а также затрудняется управление автомобилем.

Гидропередача. Эта передача обеспечивает легкость управления, плавность разгона и высокую проходимость автомобиля. Однако она ухудшает тягово-скоростные свойства автомобиля, так как ее КПД ниже, чем у механической ступенчатой коробки передач.

Масса автомобиля. Увеличение массы автомобиля приводит к возрастанию сил сопротивления качению, подъему и разгону. В результате ухудшаются тягово-скоростные свойства автомобиля.

Обтекаемость автомобиля (рис. 3.39). Обтекаемость оказывает значительное влияние на тягово-скоростные свойства автомобиля. При ее ухудшении уменьшается запас тяговой силы, который мо­жет быть использован на разгон автомобиля, преодоление подъе­мов и буксировку прицепов, возрастают потери мощности на со­противление воздуха и снижается максимальная скорость автомо­биля. Так, например, при скорости, равной 50 км/ч, потери мощ­ности у легкового автомобиля, связанные с преодолением сопро­тивления воздуха, почти равны потерям мощности на сопротив­ление качению автомобиля при его движении по дороге с твер­дым покрытием. Хорошая обтекаемость легковых автомобилей достигается не­значительным наклоном крыши кузова назад, применением бо­ковин кузова без резких переходов и гладкого днища, установкой ветрового стекла и облицовки радиатора с наклоном и таким раз­мещением выступающих деталей, при котором они не выходят за внешние габариты кузова.

Все это позволяет уменьшить аэродинамические потери, осо­бенно при движении на высоких скоростях, а также улучшить тягово-скоростные свойства легковых автомобилей.

У гоночных автомобилей для повышения показателей тягово-скоростных свойств используют минимальное число выступаю­щих частей, а задней части кузова придают вытянутую форму для плавного обтекания ее воздухом.

У грузовых автомобилей сопротивление воздуха уменьшают, применяя специальные обтекатели и покрывая кузов брезентом.

 

---

Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 873; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!