Вопрос 22. Динамическая характеристика и динамический паспорт автомобиля.

Ответ 22. Практическое использование методов мощностного и силового балансов затруднительно, т.к. для различных коэффициентов сопротивления дороги () на графиках приходится строить несколько кривых Р_Д + Р_В , Р_Д , N_Д + N_В и N_Д. Это усложняет графики.

По мощностному и силовому балансам нельзя сравнивать динамичность автомобилей, имеющих разные веса, т.к. при их движении в одинаковых условиях сила и мощность, необходимые для преодоления сопротивления дороги, различны.

Поэтому академиком Е.А. Чудаковым предложен метод решения уравнения движения автомобиля при помощи динамической характеристики.

Динамическим фактором D автомобиля называют отношение разности силы тяги и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля:

D - зависит от конструктивных параметров автомобиля и его можно определить для конкретной модели.

На низших передачах D больше из-за увеличения Р_Т и уменьшения Р_В.

Решая уравнение Р_Т = Р_Д + Р_И + Р_В,

,

т.е. .

При равномерном движении ускорение и замедление (j) = 0. Следовательно, D =  и определяет его. Например, при максимальной скорости D_V определяет величину сопротивления дороги _V, которое автомобиль на этой скорости может преодолеть.

D_max, определяет величину _max, преодолеваемого при равномерном движении на I передаче.

Величины V_max, D_max. и D_V - являются основными показателями динамичности автомобиля при равномерном движении.

Для длительного безостановочного движения необходимо D   .

Чтобы учесть ограничение движения вследствие буксования ведущих колес определим предельное значение силы тяги по условиям буксования:

, тогда ,

где т₂ - коэффициент перераспределения сцепного веса (примем  1,0). В случае буксования колес Р_В  0, тогда:

,

где - коэффициент сцепного веса автомобиля.

Следовательно движение без буксования возможно когда D_СЦ  D  .

Динамической характеристикой автомобиля называется график зависимости динамического фактора (D_a) автомобиля с полной нагрузкой от скорости его движения на различных передачах.

Если линия  пересекает кривую динамического фактора, то максимальная скорость = V₁, т.к. соблюдается условие D_a =  .

Если кривая D_a проходит выше линии , тo при полной подаче топлива в цилиндры равномерное движение невозможно, начинается разгон автомобиля, т.е. необходимо уменьшить подачу топлива и уменьшить крутящий момент.

Если линия проходит выше кривой динамической характеристики на первой передаче, то D_a  , - автомобиль движется замедленно.

Если линия  пересекает D_а в 2^х точках, то автомобиль при полной подаче топлива может двигаться как со скоростью V₂, так и V₃. Для равномерного движения со скоростью V₂, но  V₃ следует уменьшить подачу топлива.

Если автомобиль движется, например, на III передаче и сопротивление дороги возрастает настолько, что становится  ,то он может остановиться. Для предотвращения этого следует увеличить динамический фактор, т.е. переключиться на более низкую передачу.

Чтобы определить _max следует провести прямую параллельную оси абсцисс из максимальной величины D_max, на соответствующей передаче. В этой же точке будет V_T. - скорость устойчивого движения автомобиля.

Динамический паспорт автомобиля - это совокупность динамической характеристики, номограммы нагрузок и графики контроля буксования. Динамический паспорт автомобиля позволяет решать уравнение движения с учетом большого числа факторов: конструктивных параметров автомобиля (М_е и др.), основных характеристик дороги (коэффициентов  - коэффициента сопротивления дороги,  - коэффициента сцепления шины с дорогой) и нагрузки на автомобиль.

Динамическую характеристику строят для автомобиля с полной нагрузкой. С изменением веса от G₂ до G_а величина динамического фактора изменится и становится равной

.

Чтобы не пересчитывать при каждом изменении нагрузки величину D, динамическую характеристику строят следующим образом. Ось абсцисс продлевают влево и на ней откладывают произвольный отрезок. На нем наносят шкалу нагрузок в %. Через начало отрезка (нулевую точку) проводят параллельную оси ординат и на ней наносят шкалу динамического фактора D₀ для автомобиля без нагрузок. Величину масштаба а₀ для шкалы D₀ определяют

,

где а_а – масштаб динамического фактора для автомобиля с полной нагрузкой;

G_o – собственный вес автомобиля в снаряженном состоянии, в который включается вес автомобиля, Н.

Равнозначные деления шкал D₀ и D_а соединяют между собой прямыми линиями.

Промежуточные значения D определяют интерполированием. Определяется _max.при заданных нагрузке и скорости. Получим _max = 0,048 (соответствующее D = 0,048).

При определении V_max задаются Н, % и .

Для определения Н_max на определенной передаче при известных  и V проводят линию через заданную скорость до пересечения с кривой динамического фактора на данной передаче и проводят горизонтальную линию до пересечения с наклонной прямой, соответствующей заданному значению . Вертикальная линия, опущенная вниз указывает значение нагрузки Н, %.