2.15. Динамический фактор и динамические характеристики автомобиля

Практическое использование методов силового и мощностного балансов затруднительно, так как для разных значений Ψ на графиках приходится наносить несколько кривых Р_Д и Р_В или Ν_Д и Ν_Д + Ν_В. Кроме того, по мощностному и силовому балансам нельзя сравнивать динамичность автомобилей, имеющих различные массы, так как при движении их в одинаковых условиях сила и мощность, необходимые для преодоления сопротивления дороги, различны. Более общую оценку тяговых и скоростных свойств автомобилей целесообразно проводить по безразмерным параметрам. Для этого, сгруппирововав в левой части выражения (2.53) слагаемые, не зависящие от силы тяжести автомобиля, а в правой – зависящие от нее, и разделив обе части на силу тяжести, получим

(2.58)

Величину

называют динамическим фактором автомобиля. Она предложена акад. Е.А. Чудаковым и представляет собой часть удельного тягового усилия, используемого на преодоление сопротивления качению, подъему и на разгон автомобиля.

Динамический фактор D зависит только от конструктивных параметров автомобиля и поэтому его можно определить для каждой конкретной модели. При движении автомобиля на низших передачах динамический фактор больше, чем при движении на высших, потому что увеличивается сила тяги Р_т и уменьшается сила сопротивления воздуха Р_в.

Чтобы связать динамический фактор с условиями движения автомобиля, перенесем в уравнении (2.56) силу Р_в в левую часть и разделим обе части на вес автомобиля G. В результате получим

D = (Р_д – Р_j)/G.

Подставив значения сил Р_Д и Р_j, согласно формулам (2.23) и (2.28), получим

D = Ψ + δ_вр . (2.59)

При установившемся движении ускорение равно нулю, следовательно, динамический фактор, определяемый по формулам (2.58) или (2.59), равен коэффициенту сопротивления дороги Ψ. Так, например, динамический фактор D_υ при максимальной скорости определяет сопротивление дороги Ψ_υ , которое автомобиль может при этой скорости преодолеть.

Максимальный динамический фактор D_max соответствует наибольшему дорожному сопротивлению, характеризуемому коэффициентом Ψ_max и преодолеваемому автомобилем при установившемся движении на первой передаче. Величины υ_max , D_max и D_υ являются основными показателями динамичности автомобиля при равномерном движении, т.е. его динамическими характеристиками.

Согласно выражению (2.59), для длительного безостановочного движения автомобиля необходимо соблюдение условия D ≥ Ψ.

Чтобы учесть также ограничение вследствие буксования ведущих колес, определим предельное значение силы тяги по условиям сцепления:

Р_т = Р_сц + Р_к2 = m_р2 G₂(φ_х + f).

Подставив это выражение в формулу (2.58) и пренебрегая f, получим

D_сц = (Р_сц – Р_в)/ G = (m₂ G₂ φ_х - Р_в)/ G.

Эта формула позволяет определить динамический фактор по сцеплению. В случае буксования ведущих колес и на крутых уклонах дороги скорость автомобиля невелика, поэтому можно считать, что сила сопротивления воздуха Р_в ≈ 0, а m_р2 ≈ 1. Тогда

D_сц = G₂ φ_х /G= ,

где k_сц - коэффициент сцепного веса.

У полноприводного автомобиля k_сц = 1. Длительное движение автомобиля без буксования ведущих колес возможно при соблюдении условия D_сц ≥ D. Учитывая последнее выражения, получаем следующее условие возможности движения автомобиля на подъемах:

D_сц ≥ D ≥ Ψ.

Динамической характеристикой автомобиля называют график зависимости динамического фактора D_а автомобиля с полной нагрузкой от скорости движения на различных передачах. Примерный вид динамической характеристики автомобиля показан на рис. 2.9.

Д ля решения уравнения движения сопоставляют величины динамических факторов, рассчитанных по условиям тяги и по условиям сцепления, с коэффициентом сопротивления дороги Ψ. Например, для определения максимальной скорости V_max автомобиля на участке дороги, который характеризуется постоянным коэффициентом Ψ, нужно по оси ординат динамической характеристики отложить его величину в том же масштабе, что и масштаб динамического фактора, и провести прямую, параллельную оси абсцисс.

а б

Рис. 2.9. Динамическая характеристика (а) и динамический паспорт (б)