Моделирование процесса разгона

Разгон начинают с места на первой передаче. Переключение передач с низшей на высшую производят при частоте вращения коленчатого вала двигателя, равной . При трогании с места и при переключении передач пренебрегают процессом пробуксовывания сцепления и считают, что после включения передачи к колесам подводится мощность двигателя, соответствующая полной подаче топлива.

Процесс разгона автомобиля состоит из движения с ускорением от начальной  до конечной скорости  на каждой передаче и движения в режиме выбега. При разгоне на каждой передаче по формуле (27) [8] определяется время разгона , а по формуле (29) [8] путь разгона .

В процессе выбега происходит разрыв потока мощности к ведущим колесам, уменьшается скорость движения автомобиля на величину , и он проходит путь . Ускорения, соответствующие троганию автомобиля с места при пробуксовке сцепления, занимают незначительное время. Поэтому расчет разгона начинается с минимальной скорости .

Движение на первой передаче

На первой передаче в интервале скоростей от v _н до v _к кривую  разбивают на 10 участков, предполагая, что движение автомобиля в пределах выделенных участков равноускоренное, находят для каждого из них средние значения ускорений

 

,                                           (12)

 

где  - ускорения в начале и конце участка, м/с²;

v ₁, v ₂ - скорости движения автомобиля в начале и конце участка, м/с;

 - время прохождения участка, с.

 

Рис. 6. Моделирование процесса разгона на первой передаче:

 

j = f(v) на 1-ой передаче КПП

Время прохождения выделенного участка:

 

.                                                             (13)

 

Общее время  прохождения всех участков в интервале скоростей при разгоне на 1-йпередаче равно сумме

 

  ,                                           (14)

 

где n - число участков.

Путь , м, проходимый автомобилем за время , определяют по формуле:

 

,                                           (15)

 

где - средняя скорость прохождения участка, м/с.

Путь , м, проходимый при движении автомобиля на 1 передаче в интервале скоростей от  до , равен сумме

 

.                                      (16)

 

После включения первой передачи в коробке передач разгон начинается при частоте вращения вала двигателя = 1000 об/мин и начальная скорость разгона  определяется выражением

 

,

 

где  - общее передаточное число трансмиссии при включении первой передачи в коробке передач и прямой передачи в раздаточной коробке.

Конечная скорость разгона на первой передаче  равна

 

.

 

Расчет скоростей движения, ускорений, времени и пути прохождения каждого элементарного участка на первой передаче представлен в приложении 4.

Общее время  прохождения всех участков в интервале скоростей при разгоне на 1-йпередаче равно:

Путь , м, проходимый при движении автомобиля на 1 передаче в интервале скоростей от  до , равен:

.

Переключение передач

При переключении с первой передачи на вторую автомобиль начинает двигаться в режиме выбега и при этом считается, что конечная скорость разгона равна начальной скорости выбега , т.е. , а уменьшение скорости движения при выбеге  находится по формуле

 

,

 

где - время, затраченное на переключение с первой передачи на вторую, с ( с для автомобилей с бензиновыми двигателями).

Конечная скорость выбега  определяется разностью:

 

,

 

а пройденный путь:

 

.

Движение на второй передаче

На второй передаче начальная скорость разгона  принимается равной конечной скорости выбега , т.е. .

Конечная скорость разгона на второй передаче  равна

,

 

где  - общее передаточное число трансмиссии при включении второй передачи в коробке передач.

Расчет скоростей движения, ускорений, времени и пути прохождения каждого элементарного участка на второй передаче представлен в приложении 4.

Общее время  прохождения всех участков в интервале скоростей при разгоне на 2-йпередаче равно:

Путь , м, проходимый при движении автомобиля на 2 передаче в интервале скоростей от  до , равен:

.

Переключение передач

При переключении со второй на третью передачу автомобиль начинает двигаться в режиме выбега. Конечная скорость разгона  принимается равной начальной скорости выбега , т.е. , а снижение скорости движения  находится по формуле

 

                             (17)

 

где  - скорость начала выбега, м/с;

- сила трения в трансмиссии при скорости движения автомобиля, близкой к нулю, Н. Для автомобиля ВАЗ-2121 Р_тр0=15 Н.

Конечная скорость выбега автомобиля  определяется разностью

 

,

 

а пройденный путь

 

.

 

При переходе со второй на третью и далее на остальные высшие передачи все процедуры расчетов повторяются, как при определении параметров режима выбега на второй передаче.

После определения значений  и  и параметров режима выбега на всех передачах строят график времени и пути разгона (рис. 7 и 8).

 

Рис. 7 График зависимости времени разгона от скорости движения автомобиля

 

Рис. 8 График зависимости пути разгона от скорости движения автомобиля