Васильев В.А. Автомобили. Тяговая динамичность автомобилей

Подождите немного. Документ загружается.

Динамическую характеристику (рис. 5.2) строят в координатах

для автомобиля с полной загрузкой при движении на различ-

ных передачах при полной подаче топлива, используя выражение:

VD −

wmi

−

= .

Величина динамического фактора зависит от веса автомобиля. С

изменением веса автомобиля от до динамический фактор изме-

няется по линейной зависимости и его можно определить по формуле:

aawmi

⋅

−

= . (5.4)

Рис. 5.3. Методика построения

а) номограммы нагрузок б) графика контроля буксования

Чтобы не пересчитывать при каждом изменении загрузки величи-

ну

, динамическую характеристику дополняют номограммой нагру-

зок. Номограмма нагрузок представляет собой зависимость динамиче-

ского фактора от нагрузки, которую строят следующим образом. Ось

абсцисс динамической характеристики продолжают влево, где наносят

шкалу нагрузки

в процентах (для грузовых автомобилей) или ука-

зывают число пассажиров (для легковых автомобилей и автобусов).

Через нулевую точку шкалы нагрузок проводят прямую, параллельную

оси

, и на ней наносят шкалу динамического фактора (для ав-

томобиля без загрузки). Масштаб для шкалы

определяют по фор-

муле:

⋅= (5.5)

где

- масштаб шкалы динамического фактора (для автомобиля с

полной загрузкой).

Равнозначные деления шкал

и соединяют прямыми ли-

ниями (рис. 5.3 а). Эти линии на номограмме нагрузок обычно прово-

дят через "круглые" значения динамического фактора, поэтому при

расчетах его промежуточные значения определяют интерполировани-

ем.

Динамическая характеристика, совмещенная с номограммой на-

грузок автомобиля, приведена на рис. 5.4.

Рис. 5.4.

Динамическая характеристика, совмещенная с номограммой нагру-

зок автомобиля

График контроля буксования представляет собой зависимость ди-

намического фактора по сцеплению от нагрузки и позволяет опреде-

лить предельную возможность движения по условиям сцепления. То

есть определить возможность реализации динамического фактора ав-

томобиля по условию сцепления при различных значениях коэффици-

ента сцепления

и различной загрузке автомобиля.

Для построения графика контроля буксования необходимо опре-

делить динамический фактор по условию сцепления для автомобиля с

полной нагрузкой

и без нее для различных коэффициентов

сцепления

, начиная с 1,0

по формулам:

⋅= ,

⋅= , (5.6)

где

, – сцепной вес, т. е. вес, приходящийся на ведущие колеса

автомобиля, соответственно в полностью груженом и порожнем со-

стояниях.

Затем значения

откладывают по оси номограммы нагру-

зок (рис. 5.2, б), а значения

по оси и полученные точки со-

единяют прямыми штриховыми линиями, на которой указывают вели-

чину коэффициента сцепления

8,0;.......03;2,0;1,0

Пользуясь графиком контроля буксования, можно учесть ограни-

чения, накладываемые на движение автомобиля сцеплением ведущих

колес с опорной поверхностью.

Порядок выполнения работы

1. Определить зависимость

)(VfD

на различных передачах. Ре-

зультаты расчетов представить в виде таблицы.

2. По результатам расчетов построить динамическую характеристику

3. Определить масштаб шкалы

и построить номограмму нагру-

зок.

4. Определить

и для различных коэффициентов сцепления

8,0;.......03;2,0;1,0=

. Построить график контроля буксования.

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое динамический фактор автомобиля? Что показывает ди-

намический фактор?

2. Определить динамический фактор автомобиля в зависимости от

загрузки автомобиля.

3. Определить коэффициент дорожного сопротивления

по извест-

ным величинам загрузки

и скорости автомобиля .

4. Определить скорость автомобиля

по известным величинам

загрузки

и коэффициента дорожного сопротивления

5. Определить загрузку автомобиля

по известным величинам ско-

рости автомобиля

и коэффициента дорожного сопротивления

6. Определить коэффициент сцепления

, необходимый для движе-

ния с заданной загрузкой

и скоростью автомобиля .

7. Определить минимальный коэффициент сцепления

, необходи-

мый для движения с заданными загрузкой

и коэффициентом до-

рожного сопротивления

8. Определить максимальные коэффициент дорожного сопротивле-

ния

и скорость автомобиля по известным величинам загрузки

и коэффициента сцепления

9. Определить максимальные загрузку

и скорость автомобиля

по известным величинам коэффициента дорожного сопротивления

и коэффициента сцепления

10. Условие возможности движения автомобиля, выраженное через

динамический фактор?

11. Выводы и рекомендации.

Практическое занятие №6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИЕМИСТОСТИ АВТОМОБИЛЯ

Цель занятия

1. Изучить показатели приемистости автомобиля.

2. Научиться определять ускорение автомобиля при разгоне в задан-

ных дорожных условиях.

3. Научиться графоаналитическим методом определять время и путь

разгона автомобиля в заданных дорожных

условиях.

Общие сведения

Показателями приемистости автомобиля служат ускорение, а так-

же время и путь разгона в определенном интервале скоростей. Величи-

на ускорения, которое может развить автомобиль при заданных усло-

виях движения, в значительной мере характеризует тяговые качества

автомобиля: чем больше ускорение, которое может развить автомо-

биль, тем выше при прочих равных условиях средняя скорость движе-

ния, следовательно, и тяговые качества автомобиля.

Ускорение автомобиля может быть определено из выражения:

вр

−

(6.1)

Пользуясь приведенной формулой и динамическим паспортом ав-

томобиля, можно рассчитать и построить график зависимости ускоре-

ний от скорости движения автомобиля по дороге, характеризуемой

коэффициентом дорожного сопротивления

(рис. 6.1).

Рис. 6.1.

График ускорений автомобилей:

а – грузового; б - легкового

Общий характер кривых здесь подобен характеру кривых динами-

ческой характеристики. Разница в относительном расположении кри-

вых динамического фактора и ускорений по высоте определяется из-

менением величины коэффициента

вр

учета вращающихся масс, от

которой зависит ускорение. Для некоторых грузовых автомобилей

кривая ускорений на первой передаче располагается ниже кривой ус-

корений на второй передаче (рис. 6.1, а). Это объясняется тем, что ве-

личина коэффициента

вр

, снижающего кривую ускорений для первой

передачи, оказывается большей, чем влияние увеличенного динамиче-

ского фактора, повышающего кривую ускорений автомобиля.

Приемистость автомобиля определяется быстротой нарастания,

скорости и может оцениваться графиками времени и пути разгона ав-

томобиля в зависимости от скорости его движения. Время и путь раз-

гона представляют собой время, в течение которого автомобиль может

разогнаться в данном интервале скоростей, и путь, который ему для

этого потребуется.

При поступательном движении автомобиля ускорение представля-

ет собой первую производную скорости по времени

= , откуда

dt =

. Полное время разгона в интервале скоростей от до

min

max

V определяется как:

∫

max

min

(6.2)

Непосредственное решение этого интеграла затрудняется ввиду

отсутствия точно выраженной аналитической зависимости

)(

Vfj = . Поэтому время разгона автомобиля определяется гра-

фоаналитическим методом. Для этого по графику ускорений (рис. 6.1)

следует брать близко лежащие одна к другой скорости и определять

для них ускорения. Если скорости соответствует значение ускоре-

ния , а скорости - значение ускорения , то можно приближен-

но считать, что:

)(

1221

)(

Icp

VVjj

−

, (6.3)

где - время разгона от до .

)(Ip

Время разгона в интервале скоростей : )(

VV −

)(

)(2

Icp

−

. (6.4)

Соответственно в интервале скоростей : )(

VV −

)(

)(2

IIcp

IIp

−

Общее время разгона от минимально устойчивой до максимальной

скорости определится суммой промежутков времени разгона в интер-

валах скоростей:

)()()(

...

npIIpIpp

tttt +

(6.5)

По значениям , определенным для различных скоростей, строят

кривую времени разгона, изображенную на рис. 6.2. Кривая начинается

от значения скорости (для которой ). Для скорости от-

V 0=

кладывают значение , для скорости - значение (

)(Ip

)()( IIpIp

) и

т. д.

Требуемая точность расчетов времени разгона может быть обеспе-

чена уменьшением разницы между значениями скоростей в интерва-

лах.

Рис. 6.2

Время разгона автомобиля

При поступательном движении автомобиля скорость представляет

собой первую производную пути по времени

= , следовательно,

dtVdS

⋅= определим конечную величину пути разгона автомобиля:

∫

⋅=

dtVS

. (6.6)

Непосредственное решение этого интеграла затрудняется ввиду

отсутствия точно выраженной аналитической зависимости )(tfV

Поэтому определение пути разгона автомобиля, по аналогии с опреде-

лением времени разгона, производится приближенным графоаналити-

ческим методом. Условно считают, что в каждом интервале скоростей

автомобиль движется равномерно со средней скоростью

)(

Icp

. Тогда путь разгона в интервале скоростей

)(

VV − можно определить из выражения:

)(

)()(

1221

)(

1221

)()()(

VVVV

tVS

Icp

IpIcpIp

−

⋅

−

⋅

=⋅=

. (6.7)

Соответственно во втором интервале скоростей )(

−

)()()( IIpIIcpIIp

tVS

⋅

= .

Общий путь разгона от минимально устойчивой скорости до

максимальной определиться суммой:

)()()(

...

npIIpIpp

SSSS +

. (6.8)

Кривая

начинается от (см. рис. 6.3) и строится в тех же ко-

ординатах, и для тех же интервалов скоростей, что и кривая

Рис. 6.3

Время и путь разгона автомобиля

Порядок выполнения работы

1. Задаваясь условиями дороги (коэффициент

), определить уско-

рение автомобиля на различных передачах. Результаты расчетов свести

в таблицу.

2. По результатам расчетов построить зависимость

)(

Vfj

заданных дорожных условиях.

3. Используя зависимость

)(

Vfj

, определить время разгона

автомобиля от

до в заданных дорожных условиях.

min

max

4. По результатам расчетов построить зависимость

)(

Vft

5. Используя зависимость

)(

Vfj

, определить путь, который

пройдет автомобиль при разгоне от

до в заданных дорожных

условиях.

min

max

6. Сделать выводы о влиянии конструктивных и эксплуатационных

факторах на приемистость автомобиля.

7. Рекомендации по совершенствованию конструкции заданной мо-

дели автомобиля.

Контрольные вопросы и задания

1. Какие показатели приемистости автомобиля вы знаете?

2. Что такое ускорение автомобиля, от каких факторов оно зависит?

3. Какими способами можно определить время разгона автомобиля в

заданных дорожных условиях?

4. Какими способами можно определить путь, который пройдет ав-

томобиль при разгоне в заданных дорожных условиях?

5. Охарактеризуйте влияние конструктивных факторов на показатели

приемистости автомобиля.

6. Охарактеризуйте влияние конструктивных факторов на показатели

приемистости автомобиля.

7. Какие рекомендации по совершенствованию конструкции задан

ной модели автомобиля Вы можете предложить?

Практическое занятие №7

ДИНАМИЧЕСКОЕ ПРЕОДОЛЕНИЕ ДОРОЖНОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ

Цель занятия

1. Научиться определять показатели динамичности автомобиля при

движении с использованием кинетической энергии автомобиля.

2. Изучить способы расчета показателей динамичности автомобиля

при движении с использованием кинетической энергии автомобиля.

3. Научиться определять максимальную длину подъема, который

может

преодолеть автомобиль с использованием кинетической энер-

гии.

Общие сведения

Движение автомобиля не всегда происходит за счет использования

силы тяги. В некоторых случаях движение осуществляется также за

счет кинетической энергии, накопленной автомобилем при разгоне.

Наиболее часто кинетическая используется для преодоления коротких

подъемов, когда перед началом подъема имеется возможность разгона

автомобиля. Величина

максимального подъема, который может пре-

одолеть автомобиль только за счет силы тяги, всегда меньше подъема,

который автомобиль может преодолеть с разгона.

Способ определения максимального подъема по динамическому

паспорту автомобиля пригоден для наиболее тяжелого случая движе-

ния, когда длина подъема велика (затяжной подъем), и автомобиль, дви-

гаясь равномерно, преодолевает его только

за счет силы тяги:

fDitg −

max

(7.1)

Когда же используется кинетическая энергия, накопленная автомо-

билем при разгоне, величину подъема можно определить из выражения:

Ditg

−

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

+==

)(

max

, (7.2)

где

- максимальная скорость (м/с), с которой автомобиль подъез-

жает к подъему;

- критическая скорость автомобиля на данной

передаче, м/с;

- длина преодолеваемого подъема, м.

max

Величина

)(

max

−

характеризует кинетическую энергию,

запасенную автомобилем перед подъемом. Данное выражение получе-

но исходя из условия изменения скорости на подъеме (замедления ав-

томобиля).

Рассмотрим схему, показанную на рис. 7.1. Автомобиль движется

со скоростью

по участку АВ, который характеризуется коэффици-

ентом сопротивления дороги

. В точке В начинается разгон, и к на-

чалу подъема автомобиль движется со скоростью

, максимальной на

данном участке. На участке СЕ, коэффициент сопротивления которого

, скорость уменьшается. Считают, что автомобиль приближа-

ется к началу подъема со скоростью, максимально возможной на уча-

стке АС.

Рис. 7.1.

Динамическое преодоление подъема

Кривую динамического фактора разбивают на участки, как пока-

зано на рис. 7.2 и определяют замедление по формуле:

вр

)(

−

(7.3)