Раздел 2.1. Показатели динамичности при равномерном движении

Показателями тяговой динамичности автомобиля при равномерном движении являются:

– максимально возможная скорость движения автомобиля в данных дорожных условиях;

– значения коэффициентов сопротивления дороги, преодолеваемые автомобилем на низшей и высшей передачах;

– соответствующие им величины динамического фактора.

Расчётное определение этих показателей затруднительно, поэтому обычно пользуются графоаналитическим методом. Наибольшее распространение получили метод силового баланса и метод динамической характеристики.

 

2.1.1 Метод силового баланса:

При движении автомобиля движущие силы уравновешиваются действием сил сопротивления движению, а уравнение тягового баланса в общем случае имеет вид:

Р_т=Р_f ±Р_п+Р_в±Р_u=Р_Д+Р_в±Р_u.

В случае равномерного движения автомобиля сила инерции Р_u = 0 и уравнение приобретает вид:

Р_т=Р_Д+Р_в

При решении задач по определению динамических качеств автомобиля пользуются его тяговой характеристикой.

Основной для построения тяговой характеристики является скоростная характеристика автомобильного двигателя.

Тяговая характеристика, построенная по методу А. Н. Островцева, представляет собой графики зависимостей Р_т = f(V) и Р_с =Р_т – Р_в = f(V). Кроме того, в характеристике представлены также зависимости суммарной силы дорожного сопротивления от коэффициента дорожного сопротивления Р_Д = f(ψ) при различной загрузке автомобиля и максимальной по условиям сцепления ведущих колес силы тяги от коэффициента сцепления Р = f(j) при различной загрузке автомобиля.

 

Параметры тяговой характеристики автомобиля

Таблица 2

ne, об/мин	Ме, кНм	Gт, г/ч	1 передача				2 передача
			V, км/ч	Pт, кН	Pв, кН	Pс, кН	V, км/ч	Pт, кН	Pв, кН	Pс, кН
1	2	3	4	5	6	7	4	5	6	7
500	0,435	5,991	1,581	44,198	0,00060	44,198	2,945	23,731	0,00209	23,729
820	0,504	10,853	2,593	51,209	0,00162	51,208	4,829	27,496	0,00562	27,490
1140	0,547	15,932	3,605	55,578	0,00313	55,575	6,714	29,842	0,01086	29,831
1460	0,564	20,927	4,617	57,306	0,00514	57,300	8,599	30,769	0,01781	30,751
1780	0,554	25,537	5,629	56,290	0,00763	56,282	10,483	30,223	0,02648	30,197
2100	0,518	29,321	6,641	52,632	0,01062	52,621	12,368	28,260	0,03685	28,223

 

ne, об/мин	Ме, кНм	Gт, г/ч	3 передача				4 передача
			V, км/ч	Pт, кН	Pв, кН	Pс, кН	V, км/ч	Pт, кН	Pв, кН	Pс, кН
1	2	3	4	5	6	7	4	5	6	7
500	0,435	5,991	5,491	12,728	0,00726	12,720	10,243	6,822	0,02528	6,797
820	0,504	10,853	9,005	14,747	0,01953	14,727	16,799	7,904	0,06799	7,837
1140	0,547	15,932	12,519	16,005	0,03776	15,967	23,355	8,579	0,13141	8,447
1460	0,564	20,927	16,033	16,502	0,06193	16,440	29,910	8,846	0,21554	8,630
1780	0,554	25,537	19,547	16,210	0,09205	16,117	36,466	8,689	0,32037	8,368
2100	0,518	29,321	23,061	15,156	0,12812	15,028	43,022	8,124	0,44591	7,678
ne, об/мин	Ме, кНм	Gт, г/ч	5 передача
			V, км/ч	Pт, кН	Pв, кН	Pс, кН
1	2	3	4	5	6	7
500	0,435	5,991	19,052	3,668	0,08745	3,580
820	0,504	10,853	31,246	4,250	0,23522	4,015
1140	0,547	15,932	43,440	4,612	0,45462	4,158
1460	0,564	20,927	55,633	4,756	0,74567	4,010
1780	0,554	25,537	67,827	4,671	1,10835	3,563
2100	0,518	29,321	80,020	4,368	1,54268	2,825

 

Пример расчета для первой передачи при 500 об/мин:

Графы 1–3. таблицы заполняются в соответствии с внешней скоростной характеристикой. Определить скорость движения автомобиля на разных передачах (графа 4) при соответствующих частотах вращения коленчатого вала двигателя можно по формуле:

Окружающая сила тяги на ведущих колёсах Р_т (графа 5) определяется по формуле:

 

Сила сопротивления воздуха определяется:

Свободная сила представляет собой разность между силой тяги и силой сопротивления воздуха, т. е. Р_с=Р_т–Р_в

 

 

Сила сопротивления дороги определяется (при условии, что автомобиль движется на горизонтальном участке дороги):

Загрузка, %	Загрузка, кг	РД, кН		Загрузка, %	Загрузка, кг	Рсц, кН
0	0	26		0	0	22,539
25	1750	34,137		25	1750	36,237
50	3500	41,863		50	3500	50,007
75	5250	49,588		75	5250	63,741
100	7000	57,313		100	7000	77,475

где М_сц – сцепная масса, т. е. масса автомобиля, приходящаяся на ведущие колёса, при соответствующем состоянии загрузки Н, кг; к_з – коэффициент загрузки (к_з=0; 0,25; 0,5; 0,75; 1); φ = 0,1–0,8; Н= к_зМ_гр, %. Сцепную массу определяют по формуле М_сц=М₀₂+ к_зМ_гр.

 

2.1.2. Метод динамической характеристики:

Динамическая характеристика строится на основе тяговой характеристики автомобиля и представляет собой график зависимости динамического фактора  от скорости движения V на всех передачах.

Для построения динамической характеристики составляем таблицу 3.

 

Динамическая характеристика автомобиля

Таблица 3

1 передача			2 передача			3 передача
V, км/ч	Pс, кН	Da	V, км/ч	Pс, кН	Da	V, км/ч	Pс, кН	Da
1,581	44,198	0,3470	2,945	23,729	0,1863	5,491	12,72	0,0999
2,593	51,208	0,4021	4,829	27,49	0,2158	9,005	14,727	0,1156
3,605	55,575	0,4364	6,714	29,831	0,2342	12,519	15,967	0,1254
4,617	57,3	0,4499	8,599	30,751	0,2415	16,033	16,44	0,1291
5,629	56,282	0,4419	10,483	30,197	0,2371	19,547	16,117	0,1266
6,641	52,621	0,4132	12,368	28,223	0,2216	23,061	15,028	0,1180

4 передача			5 передача
V, км/ч	Pс, кН	Da	V, км/ч	Pс, кН	Da
10,243	6,797	0,0534	19,052	3,58	0,0281
16,799	7,837	0,0615	31,246	4,015	0,0315
23,355	8,447	0,0663	43,44	4,158	0,0326
29,91	8,63	0,0678	55,633	4,01	0,0315
36,466	8,368	0,0657	67,827	3,563	0,0280
43,022	7,678	0,0603	80,02	2,825	0,0222

 

Значение скорости V и свободной силы P_c на ведущих колёсах, на разных передачах КП переносят из таблицы 2.

Величину динамического фактора определяют по формуле:

Чтобы не пересчитывать при каждом изменении нагрузки величину динамического фактора, динамическую характеристику дополняют номограммой нагрузок. Ось абсцисс динамической характеристики продолжают влево и наносят на ней шкалу нагрузок Н, %. Из нулевой точки шкалы нагрузок строят ось ординат и наносят на ней шкалу динамического фактора  для не груженного автомобиля. Величину масштаба «» в мм для шкалы «» находят из соотношения:

где а_а=25,55 – масштаб шкалы динамического фактора  для полностью гружёного автомобиля.

Равнозначные деления шкал D_a и D₀ соединим между собой прямыми линиями и получим, таким образом, номограмму нагрузок. Чтобы оценить возможность работы автомобиля баз буксования ведущих колес при различных загрузках автомобиля, необходимо сопоставить величины динамических факторов по условиям тяги и по условиям сцепления. Такое сопоставление удобно выполнять при помощи графика контроля буксования, характеризующего величины динамического фактора по сцеплению при различных значениях нагрузки и коэффициента сцепления.

Значения динамических факторов по сцеплению груженого D_асц, и не груженого D_0сц автомобиля при различных значениях коэффициента сцепления определим по формулам:

и отложим, соответственно, на шкалах графика D_а и D₀ в том же масштабе. Значения D_асц и D_0сц, вычисленные для одинаковых коэффициентов сцепления, соединим между собой прямыми пунктирными линиями. Над каждой пунктирной линией делается надпись, обозначающая, что для каждого значения коэффициента сцепления построена. Динамическая характеристика, дополненная номограммой нагрузок и графиком контроля буксования, называется динамическим паспортом автомобиля.