1.6. Сила сопротивления разгону

Сила сопротивления разгону (сила инерции) P_j возникает при ускоренном движении и зависит от массы автомобиля, его ускорения j и коэффициента _вр, который учитывает влияние инерции вращающихся масс автомобиля:

Н.

Коэффициент _вр вычисляется по формуле:

, (12)

где М – масса автомобиля, кг; r – радиус колеса, м; ₁ – момент инерции вращающихся масс двигателя, кг*м²; ₂ – момент инерции колеса, кг*м²; m – число колес автомобиля.

Моменты инерции ₁ и ₂ определяются экспериментально. Моменты инерции вращающихся масс некоторых автомобильных двигателей представлены в табл. 6. Значение ₂ можно определить по графику, изображенному на рис. 5.

Таблица 6 – Моменты инерции вращающихся масс двигателей

Марка автомобиля или двигателя	Момент инерции вращающихся масс двигателя, кг/м2
ЗАЗ - 968	0,0765
Москвич - 412	0,147
ИЖ - 2126	0,151
ГАЗ - 24	0,275
ВАЗ - 2101	0,0981
ЗИЛ - 130	0,608
ЯМЗ - 204	1,864
ЯМЗ - 238	2,452

Рис. 5. Зависимость момента инерции колеса от радиуса качения

При отсутствии значений моментов инерции ₁ и ₂ можно воспользоваться приближенным выражением:

_вр = 1,03 +  ,

где  = 0,05  0,07 для легковых автомобилей;  = 0,04  0,05 для грузовых автомобилей и автобусов, или

_вр = 1 + ,

где ₁ = ₂ = 0,03  0,05; М – масса автомобиля с полной нагрузкой, кг; М_а – фактическая масса автомобиля, кг.

2. Тяговая динамика

При конструировании автомобиля производятся расчеты и обоснования следующих его параметров: мощность двигателя, передаточное число главной передачи, число передач, передаточные числа коробки передач и т.д. Ниже рассмотрены методики их расчета, а также проведен анализ влияния некоторых параметров на тягово-скоростные свойства автомобиля.

2.1. Выбор передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи оказывает большое влияние на тягово-скоростные свойства автомобиля. Значение передаточного числа i₀ обычно определяется из условия, что автомобиль развивает максимальную скорость V_max на прямой передаче при движении по горизонтальной дороге при частоте вращения коленчатого вала n_N, соответствующей максимальной мощности двигателя N_max.

Передаточное число главной передачи i₀ может быть определено по формуле, связывающей между собой n_N и максимальную скорость движения V_max автомобиля на прямой передаче (i_к = i_р = 1):

i₀ = 0,105r_дn_N/ V_max. (13)

У автомобилей высокой проходимости, а также автомобилей, предназначенных для эксплуатации в сельской местности, передаточное число назначается на 10  20 % больше рассчитанного по формуле (13).

Рассмотрим влияние величины передаточного числа i₀ на максимальную скорость движения автомобиля и запас мощности двигателя для преодоления наиболее трудных дорожных условий. Для этого построим кривую изменения мощности на ведущих колесах автомобиля от скорости его движения , где – эффективная мощность двигателя, взятая по внешней характеристике. На этом же графике (рис. 6 построим кривую изменения мощности, потребляемую для преодоления сил сопротивления , также как функцию скорости движения автомобиля. Точка пересечения этих кривых (точка В) определяет максимальную скорость движения автомобиля V_max.

Увеличение или уменьшение передаточного числа (кривая 1 и 3) главной передачи приводит либо к неоправданно большому запасу мощности двигателя, либо к снижению максимальной скорости движения автомобиля.

Рис. 6. Влияние передаточного числа главной передачи на скорость движения автомобиля