2.5. Розрахунок і побудова динамічної характеристики автомобіля

Динамічною характеристикою називають графічно виражену залежність динамічного фактора від швидкості руху автомобіля на різних передачах.

Для порожнього автомобіля динамічний фактор визначають за формулою:

, (62)

де Р_к – дотична сила тяги, кН;

P_w – сила опору повітря, кН;

G₀ – вага порожнього автомобіля, кН.

Величина динамічного фактора залежить від характеру протікання крутного моменту двигуна, передавального числа трансмісії, швидкості руху автомобіля і його ваги.

Для отримання даних для побудови динамічної характеристики порожнього автомобіля виконуємо розрахунки в такій послідовності:

1. Задаємося рядом значень частоти обертання колінчастого валу двигуна через певний інтервал в межах зовнішньої швидкісної характеристики двигуна.

2. Для вибраних частот обертання колінвалу визначаємо швидкість руху автомобіля на кожній передачі за формулою:

3. Визначаємо величину дотичної сили тяги по передачах за формулою:

,

Значення обертаючого моменту двигуна М_е в залежності від кутової швидкості колінвалу ω вибираємо з зовнішньої швидкісної характеристики двигуна (табл.11.), або з графіка зовнішньої швидкісної характеристики.

4. Визначаємо силу опору повітря для різних передач і швидкостей руху за формулою:

5. Визначаємо динамічний фактор за формулою:

Отримані дані заносимо в табл.16. За даними таблиці будуємо динамічну характеристику порожнього автомобіля на передачах переднього ходу. По вісі абсцис відкладаємо швидкість руху автомобіля, м/с, а по вісі ординат – динамічний фактор. Приклад характеристики представлений на рис.7 додатків.

Далі виконуємо добудову для отримання універсальної динамічної характеристики. Для цього по осі абсцис відкладаємо значення коефіцієнта завантаження автомобіля, що визначається за формулою:

Г = 1 + η _G, (63)

де η_G – коефіцієнт вантажопідйомності.

Значення Г=1 відкладаємо по осі ординат при значенні швидкості руху v = 0. Значення Г=2 відкладаємо при швидкості руху, наприклад, 20 м/с. Враховуючи масштаб коефіцієнта Г відкладаємо значення Г_н, що визначається за формулою:

Г_н = 1 + η_Gн=1+0,479=1,479 (64)

Далі проводимо промені універсальної динамічної характеристики за такою методикою. Наприклад, при значенні динамічного фактора D = 0,04 і Г=1 ордината променя дорівнює 20 мм. Тоді при Г=2 ця ордината дорівнюватиме 40 мм. Відповідно, при D = 0,08 ординати будуть, відповідно 40 мм і 80 мм і т.п.

Після проведення променів універсальної динамічної характеристики виконуємо перевірку правильності її розрахунків і побудови. Для цього по вісі ординат відкладаємо значення приведеного коефіцієнта опору дороги ψ що дорівнює тому, за яким визначалась потужність двигуна, проводимо промінь до перетину з ординатою Г_н і з точки перетину проводимо горизонталь до перетину з кривою динамічного фактора на вищій передачі, далі опускаємо вертикаль до перетину з віссю абсцис. На вісі абсцис знаходимо значення швидкості руху автомобіля на вищій передачі. Швидкість не повинна відрізнятись від вказаної в завданні більше, ніж на 3%.

При більшій похибці необхідно проаналізувати хід розрахунків і побудови динамічної характеристики і внести поправки.

Таблиця 16

Результати розрахунків універсальної динамічної характеристики автомобіля

Передача	n, хв.-1	ω, с-1	Ме, кН·м	ν, м/с	Рк, кН	Рw, кН	D, Г=1	D, Г.н
I	790 1580 2370 3160 3950 4740 790	82,95 165,90 248,85 331,80 414,75 497,70 82,95	0,30 0,38 0,37 0,35 0,30 0,23 0,30	2,03 4,06 6,10 8,13 10,16 12,19 2,98	10,20 12,74 12,40 11,73 10,20 7,82 6,95	0,004 0,014 0,032 0,057 0,090 0,129 0,008	0,4 0,5 0,5 0,5 0,4 0,3 0,3	0,41 0,52 0,50 0,47 0,41 0,31 0,28
II	790 1580 2370 3160 3950 4740 790	82,95 165,90 248,85 331,80 414,75 497,70 82,95	0,30 0,38 0,37 0,35 0,30 0,23 0,30	2,98 5,96 8,94 11,92 14,90 17,88 4,37	6,95 8,69 8,46 7,99 6,95 5,33 4,74	0,008 0,031 0,070 0,124 0,193 0,278 0,017	0,28 0,35 0,34 0,32 0,27 0,21 0,19	0,28 0,35 0,34 0,32 0,27 0,21 0,19
III	790 1580 2370 3160 3950 4740 790	82,95 165,90 248,85 331,80 414,75 497,70 82,95	0,30 0,38 0,37 0,35 0,30 0,23 0,30	4,37 8,75 13,12 17,49 21,86 26,24 6,41	4,74 5,92 5,76 5,45 4,74 3,63 3,23	0,017 0,067 0,150 0,266 0,416 0,599 0,036	0,19 0,24 0,23 0,21 0,18 0,12 0,13	0,19 0,24 0,23 0,21 0,18 0,12 0,13
IV	790 1580 2370 3160 3950 4740	82,95 165,90 248,85 331,80 414,75 497,70	0,30 0,38 0,37 0,35 0,30 0,23	6,41 12,83 19,24 25,66 32,07 38,49	3,23 4,04 3,93 3,71 3,23 2,48	0,036 0,143 0,322 0,573 0,895 1,289	0,13 0,16 0,15 0,13 0,09 0,05	0,13 0,16 0,15 0,13 0,09 0,05
V	82,95	790	6,41	0,2	1,1	12,97	24,96	0,52

По динамічній характеристиці необхідно також визначити, який схил може перебороти автомобіль рухаючись на вищій передачі порожній і повністю завантажений і з якою швидкістю він буде при цьому рухатися.