Визначення показників тягово-швидкісних властивостей автомобіля

Динамічна характеристика є залежністю динамічного фактора автомобіля від швидкості його руху на кожній з передач коробки передач та роздавальної коробки (якщо вона є на автомобілі). Таким чином, кількість кривих динамічної характеристики автомобіля визначається кількістю передач коробки передач та роздавальної коробки.

Динамічний фактор автомобіля обчислюють за формулою

D = , (2.39)

де P_p – сила тяги на ведучих колесах, H;

P_W – сила опору повітря, H,

P_p – P_W – залишкова сила тяги, яка може бути використана на подолання сил опору дороги та на розганяння автомобіля;

G_a – сила тяжіння від повної маси автомобіля, Н.

P_p = , Н, (2.40)

де М_к – крутний момент двигуна за його швидкісною зовнішньою характеристикою, H×м;

U_к, U_рк, U₀ – передаточні числа відповідно коробки передач, роздавальної коробки та головної передачі;

h_тр – коефіцієнт корисної дії (ККД) трансмісії автомобіля;

r_д – динамічний радіус коліс автомобіля, м.

P_W = W× , Н, (2.41)

де W – фактор обтічності автомобіля, Н×с²/м²;

V_а – швидкість автомобіля, м/с.

V_а = , м/с; (2.42)

де r_к – радіус кочення коліс автомобіля, м.

Графік прискорень автомобіля – графічна залежність прискорення автомобіля від швидкості його руху на кожній з передач при заданих дорожніх умовах.

Прискорення автомобіля можна визначити за формулою

9,81, м/с², (2.43)

де d = 1 + s₁ U_к² + s₂ – коефіцієнт, що враховує інерцію обертових мас автомобіля при розганянні. Значення констант s₁ та s₂ з достатньою для навчального розрахунку точністю можна прийняти s₁ = s₂ = 0,04, тобто d = 1,04 + 0,04 U_к²;

y – коефіцієнт опору дороги. Найчастіше прискорення визначають для руху автомобіля по дорозі з коефіцієнтом опору y = 0,02.

Таким чином, для визначення прискорень можна користуватися формулою

9,81, м/с². (2.44)

Значення величин V_а, D та j обчислюють для кожної з передач коробки передач (у разі необхідності – і роздавальної коробки) як мінімум при 7…8 значеннях кутової швидкості із швидкісного діапазону двигуна та заносять до таблиці (див. табл. 2.9).

Індекс “і” відповідає номеру поточного значення кутової швидкості колінчастого вала двигуна w_і із тих значень, що вибрані для розрахунків. Значеннями w_і задаються при побудові швидкісної зовнішньої характеристики двигуна розрахунковим методом або, у випадку використання реальної (за даними заводу-виробника) характеристики, – знімаючи з кривої крутного моменту поточні значення М_к.

і = 1…n, де n – кількість вибраних значень.

Індекс “j” відповідає номеру передачі у коробці передач автомобіля.

j = 1…m, де m – кількість передач.

За результатами розрахунків будують динамічну характеристику (рис. 2.4) та графік прискорень (рис. 2.5) автомобіля.

Таблиця 2.9 – Результати розрахунків швидкості, динамічного фактора та прискорень автомобіля

Передача	Величина	Числові значення
wi, рад/с
I	Vij, м/с
Ppij, H
PWij, H
Dij
jij, м/с2
ІІ (і т.д.)	Vij, м/с
Ppij, H
PWij, H
Dij
jij, м/с2
m (остання)	Vij, м/с
Ppij, H
PWij, H
Dij
jij, м/с2

V, м/с

D

Рисунок 2.4 – Динамічна характеристика автомобіля

V, м/с

j, м/с2

Рисунок 2.5 – Графік прискорень автомобіля

Швидкісну характеристику розганяння автомобіля, тобто залежність його швидкості при розганянні від часу та шляху розганяння, визначають при випробуваннях автомобіля згідно з діючими нормативними документами. Її можна також побудувати, користуючися графо-аналітичним методом. Вихідні дані для побудови знаходять із графіка прискорень. З цією метою кожну з кривих графіка прикорень (рис. 2.5) ділять на кілька інтервалів, на яких криву можна було б замінити прямою. Межі інтервалів позначають V₁, j₁; V₂, j₂;... V_n+1, j_n+1, де n – загальна кількість інтервалів. Тоді значення швидкості та прискорення V₁ і j₁ відповідають початку першого інтервалу, а V₂ та j₂ є кінцевими для першого і водночас початковими для другого інтервалу і т.д., тобто швидкість та прискорення відповідно для початку та кінця будь-якого
і-ого інтервалу – це V_і, j_і та V_і+1, j_і+1.

Час Dt_і та шлях DS_i розганяння в кожному з інтервалів визначають за виразами

; Dt (2.45)

Знайдені величини заносять до таблиці (див. табл. 2.10).

Користуючися даними таблиці, знаходять сумарні час τ_і та шлях S_і розганяння автомобіля до швидкостей, що відповідають кінцю кожного з інтервалів. При цьому враховують, що

τ₁ = Dτ₁; τ₂= τ₁ + Dτ₂; τ₃ = τ₂ + Dτ₃;... τ_n = τ_n-1 + Dτ_n; (2.46)

S₁ = DS₁; S₂ = S₁ + DS₂; S₃ = S₂ + DS₃;... S_n = S_n-1 + DS_n. (2.47)

Таблиця 2.10 – Результати розрахунку швидкісної характеристики розганяння автомобіля

Величина	Інтервал швидкості і
			...
Швидкість у кінці і-ого інтервалу Vi+1, м/с
Прискорення в кінці і-ого інтервалу jі+1, м/с2
Час розганяння в і-ому інтервалі Dτi, c
Сумарний час розгaняння τі, c, до швидкості Vi+1, що відповідає кінцю і-ого інтервалу
Шлях розганяння в і-ому інтервалі DSі, м
Сумарний шлях розганяння Sі, м, до швидкості Vi+1, що відповідає кінцю і-ого інтервалу

На підставі обчислених даних будують швидкісну характеристику розганяння автомобіля (рис. 2.6).

V=f(S)

V=f(t)

S, м

t, с

V, м/с

Рисунок 2.6 – Швидкісна характеристика розганяння автомобіля

За допомогою динамічної характеристики, графіка прискорень та швидкісної характеристики розганяння автомобіля (рис. 2.4 – 2.6) можна визначити показники тягово-швидкісних властивостей автомобіля:

– найбільший кут підйому, який здатний подолати автомобіль на кожній передачі при заданому коефіцієнті опору коченню f;

– максимальну швидкість, яку може розвинути автомобіль при русі по дорозі з заданими коефіцієнтом опору коченню f та підйомом i;

– шлях і час розганяння автомобіля до максимальної швидкості;

– максимальну швидкість, якої може досягти автомобіль на шляху 400 та 1000 м;

– найбільші прискорення автомобіля на кожній передачі.