§ 5. Тяговая динамичность автомобиля

1. ИЗМЕРИТЕЛИ И ПОКАЗАТЕЛИ ТЯГОВОЙ ДИНАМИЧНОСТИ

Тяговая динамичность автомобиля имеет первостепенное значе­ние для повышения его производительности и снижения затрат на перевозки. Чем динамичнее автомобиль, тем быстрее он перевозит грузы и пассажиров, тем меньше он тратит времени на передвижение, тем выше его средняя скорость. Условия движения автомобиля не­прерывно меняются, что приводит к изменению его скорости. Для безопасности движения необходимо, чтобы скорость в любой мо­мент точно соответствовала дорожным условиям и психофизиологи­ческим возможностям водителя.

Во время дорожного движения происходят события, нарушающие этот процесс и влекущие за собой вредные последствия. Тяжесть последствий, как правило, возрастает с увеличением скорости. Таким образом, для дорожного движения характерно наличие двух тенденций. С одной стороны, желательно увеличить скорость транспортного потока, так как это сокращает время доставки грузов и пассажиров, повышает производительность подвижного состава, с другой — верхний предел скорости ограничивается опасностью возникновения ДТП. Поэтому повышение скорости автомобилей возможно лишь при одновременном обеспечении безопасности их движения. Повышение показателей тяговой динамичности автомобиля должно сопровождаться улуч­шением его конструктивной безопасности, усовершенствованием дорожных условий и организации движения.

При оценке тяговой динамичности автомобиля используют та­кие измерители, как скорость, ускорение, время и путь разгона или наката. Для безопасности движения имеют значение следующие по­казатели тяговой динамичности: максимальная скорость i;_max и ус­корение /щах, а также минимальные время и путь 5_Р разгона на горизонтальной дороге с твердым покрытием хорошего качества.

При определении этих показателей считают, что возможности автомобиля ограничены лишь мощностью двигателя, работающего с полной нагрузкой, и сцеплением шин с дорогой. Остальные огра­ничения, накладываемые, например, комфортабельностью или усло­виями работы водителя, не учитывают. В связи с этим рассматри­вают лишь прямолинейное движение автомобиля, особенности же криволинейного движения исследуют в разделах, посвященных устойчивости и управляемости автомобиля.

2. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА АВТОМОБИЛЬ

Силы и моменты, действующие на автомобиль, который разго­няется на подъеме, показаны на рис. 3. Из теории автомобиля извест­но уравнение движения автомобиля, связывающее эти силы:

Рт ~ Рш - Рп - Рь = 0, (2)

гд$, — сила тяги на ведущих колесах автомобиля; Р„ — приве­денная сила инерции автомобиля; Я_д = Р_к + Р_п — сила сопро­

тивления дороги (Р_к — сила сопротивления качению; Р_а — сила сопротивления подъему); Р_в — сила сопротивления воздуха. Рассмотрим последовательно эти силы.

Сила тяги Р_Т представляет собой отношение момента М_т на полуосях к радиусу г ведущих колес при равномерном движении ав­томобиля:

P_r = M_T/r = М_е u_rр г)_тр//\ (3)

где М_в — эффективный крутящий момент двигателя, Н*м; и_тр и Лтр — передаточное число и КПД трансмиссии.

Рис. 3. Силы, действующие на ав­томобиль при разгоне на подъеме

Эффективный крутящий момент двигателя, работающего с пол­ной нагрузкой, т. е. при полностью открытой дроссельной заслон­ке (карбюраторный двигатель) или максимальной подаче топлива в цилиндры (дизель), определяют по экспериментальным графикам или вычисляют по эмпирическим фор­мулам. Наибольшее распростране­ние получила формула

f		^е max
1е
1	0)	n
м	(0N	М

где Дзетах — максимальная мощ­ность двигателя; gdn — угловая скорость коленчатого вала при N_emax, рад/с; а_м, 6_М и с_м — эмпири­ческие коэффициенты; для четырехтактных карбюраторных двига­телей а_м = £>_м = с_м = 1; для двухтактных дизелей а_м = 0,87; Ь_ы — 1,13; с_№ = 1; для четырехтактных дизелей а_м — 0,53; Ь_м — = 1,56; с_м = 1,09; с«> — угловая скорость коленчатого вала, рад/с.

Скорость v автомобиля связана с угловой скоростью ш колен­чатого вала следующим выражением:

v = ыг/и,

тр>

поэтому формулу (3) можно написать следующим образом:

/V

Птр

е max

(4)

'м

^аы + ^Ьм

^jn

n

^jn

где Vff — скорость автомобиля, соответствующая максимальной мощности двигателя, м/с.

Значения А^тах» ⁰³ n и других параметров некоторых отечест­венных автомобилей приведены в табл. 2.

КПД трансмиссии зависит от трения между зубьями шестерен, в подшипниках и сальниках трансмиссии, от количества и вязкости масла, залитого в картеры коробки передач, и ведущих мостов, а