Бортницкий П.И., Задорожный В.И. Тягово-скоростные качества автомобилей

Подождите немного. Документ загружается.

Гидромеханические трансмиссии, включающие в себя гидродинамический

преобразователь момента (гидротрансформатор), широко применяют в автомобилях,

которые а процессе эксплуатации должны совершать частые остановки и трогания

(городские автобусы), преодолевать часто и резко изменяющиеся по величине

сопротивления движению (карьерные самосвалы, автомобили высокой проходимости),

имеют повышенные требования к комфортабельности.

Наличие гидротрансформатора в трансмиссии оказывает существенное влияние на

тягово-скоростные качества автомобиля. С ним у автомобиля более высокое

использование мощности двигателя при переменных сопротивлениях движению и

плавное изменение передаваемого к ведущим колесам момента. Поэтому разгон такого

автомобиля происходит быстрее и средняя скорость его движения выше, чем у

автомобиля с механической ступенчатой коробкой передач. Гидромеханическая

трансмиссия позволяет в интервалах между ступенями изменения момента,

осуществляемыми механическим редуктором, бесступенчато изменять его в

гидротрансформаторе автоматически, в соответствии с изменением сопротивления

движению автомобиля.

Динамическую характеристику автомобиля с гидромеханической трансмиссией строят

на основании характеристики совместной работы двигателя и гидротрансформатора. В

качестве примера на рис. 35 приведена характеристика совместной работы двигателя

ЗИЛ-130 с гидротрансформатором ЛАЗ-НАМИ [20], а также график гиперболической

функции

где Ме и п, — крутящий момент и соответствующая ему частота вращения коленчатого

вала двигателя.

В левом квадранте изображена безразмерная характеристика гидротрансформатора,

дополненная графиком функции λ

Mн

(, где I —•

передаточное отношение гидротрансформатора. Величина

Момент М

кто • м на насосном колесе гидротрансформатора

где λ

— коэффициент входного момента, мин

/» • об';

γ— объемная масса рабочей жидкости, кг/м

;

— частота вращения насосного колеса, равная частоте п, вращения коленчатого вала

двигателя, об/мин;

D — активный диаметр гидротрансформатора, соответствующий

максимальному диаметру круга циркуляции, и.

Величина λ

определяется уравнением

Режим совместной работы двигателя и гидротрансформатора определяется равенством

Выходная характеристика силового агрегата, состоящего из двигателя и

гидротрансформатора, приведена на рис. 36. Она представляет собой графическое

изображение зависимостей

Где M

, N

— момент и мощность на валу турбинного колеса гидротрансформатора;

- частота вращения вала турбинного колеса.

График функции М

== f (Пт) получен исходя из того, что

где k — коэффициент трансформации момента гидротрансформатора;

— крутящий момент двигателя, соответствующий рассматриваемому значению-

По выходной характеристике совместной работы двигателя и гидротрансформатора

построены динамические характеристики автомобилей ЗИЛ-111, ГАЗ-13. ЗИЛ-114, МАЗ-

530, БелАЗ-540, БелАЗ-548 и автобуса ЛиАЗ-677. Скорость движения автомобиля

определяют в зависимости от частоты Лт вращения турбины:

Где и

— передаточное число механической коробки передач гидромеханической

передачи,

Механическая коробка передач рассматриваемой в качестве примера

гидромеханической передачи ЛАЗ-НАМИ имеет две передачи для движения вперед:

первую (понижающую) с передаточным числом и

к1

= 1,79 и вторую (прямую) с и

к2

Конструкцией предусмотрена также блокировка гидротрансформатора с помощью

специального фрикциона, которую можно осуществлять как на прямой, так и на

понижающей передачах. При блокированном гидротрансформаторе выходной

характеристикой является внешняя скоростная характеристика двигателя, а трансмиссия

автомобиля становится простой двухступенчатой механической.

Величина динамического фактора определяется по уравнению

где η

— механический к. п. д. механической части гидромеханической

трансмиссии с учетом потерь энергии на привод насоса, питающего гидротрансформатор.

2.8. Показатели разгона автомобиля

Ускорения, которые автомобиль способен развивать при разгоне,— важная

характеристика его тягово-скоростных качеств. Чем они больше, тем меньшее время

требуется для достижения автомобилем возможной или допустимой в данных условиях

максимальной скорости движения и, следовательно, тем большей будет средняя скорость

его движения, определяющая транспортную производительность автомобиля.

Для оценки динамики разгона автомобиля наиболее часто используют следующие

зависимости:

| — ускорения от скорости движения автомобиля по передачаи

— скорости движения автомобиля при разгоне от времени;

—скорости движения автомобиля при разгоне от пройденного пути.

Графики этих зависимостей принято называть соответственно графиками ускорений,

времени и пути разгона автомобиля. График ускорений — основной, по нему строят два

других.

График ускорений автомобиля строят на основании имеющейся динамической

характеристики автомобиля, используя уравнение

(45)

Поскольку динамический фактор D является функцией скорости Од автомобиля, которая

определяется динамической характеристикой, то, следовательно, уравнение (45)

выражает ускорение автомобиля в функции скорости его движения.

При построении графиков ускорений обычно рассматривают движение автомобилей на

участках дорог с малым сопротивлением движению, при котором можно достичь

расчетной максимальной скорости движения. Поэтому в уравнении (45) коэффициент

суммарного сопротивления дороги ψ принимают равным 0,02. Если, кроме того, в

уравнение (45) подставить значение коэффициента учета вращающихся масс δ из уравне-

ния (7), то можно получить следующее расчетное выражение:

Величина и

пер

должна соответствовать тем передачам (ступеням) на

динамической характеристике, для которых берут значения динамического фактора D.

Графики ускорений для различных автомобилей отечественного производства приведены

на рис.106—174 (см. гл. 4).

Используя графики ускорений, строят графики пути и времени разгона автомобиля.

Для небольших интервалов скоростей (υ

- υ

ai-1

) движение автомобиля можно считать

равноускоренным при среднем ускорении j

icp

, определяемом как среднее арифметическое

величин j

i-1

и j

исходя из этого предположения время t

для разгона автомобиля от

скорости

до скорости Уа; определяется по закону равноускоренного движения;

(47)

/ Суммарное время разгона автомобиля от скорости

(48)

Время разгона автомобиля с места до некоторого промежуточного зна-

чения скорости υ

пределяется выражением

(49)

Величины t

υi

являются соответственно абсциссой и ординатой i-й точки при

построении графика времени разгона автомобиля.

Величина пути S

м, на котором происходит увеличение скорости υ

ai-1

до υ

движения

автомобиля от υ

ai-1

до υ

на основании принятого предположения определяется

выражением

или

Путь разгона автомобиля с места до скорости

Величины S

υi

и υ

; — соответственно абсцисса и ордината i-й точки при построении

графика пути разгона автомобиля.

Суммарный путь разгона автомобиля с места до максимальной скорости υ

а max