2.2.4. Определение основных параметров динамичности автомобиля

Основными параметрам, характеризующими динамические качества автомобиля являются: тяговая характеристика, динамическая характеристика, мощностной баланс, ускорение автомобиля при разгоне, время и путь разгона.

Для построения тяговой характеристики автомобиля необходимо расчитать силу тяги на его ведущих колесах P_кi на всех передачах, и определить суммарную силу сопротивления движению P_c.

Определение силы тяги на ведущих колесах авомобиля по передачам P_кi производится по формуле:

. (34)

Суммарная сила сопротивления P_c определяется по формуле:

P_c = P_в + P_ψ, (35)

P_в= К_в ·F_а·υ_а²

P_ψ = G_a ·ψ_о. (36)

Расчет производится для всех передач и строится график тяговой характеристики автомобиля - зависимость P_к и P_c от υ_а в соответствии с рисунком 2.

Рисунок 2 - График тяговой характеристики автомобиля:

I – IV – номера передач.

Результаты вычислений исходных данных для построения тяговой характеристики автомобиля должны быть сведены в таблицу 9.

Таблица 9 – Данные для построения тяговой характеристики автомобиля

Передача	nе, мин-1	υа, км/ч	Ме, Н·м	Рк, Н	Рс, Н
I	800 1200 ….
II
III
….

Для построения динамической характеристики автомобиля необходимо определить динамический фактор (коэффициент динамичности). Коэффициент динамичности D определяется по формуле:

. (37)

Значения P_к и P_в находятся по формулам (34) и (35), соответственно. Расчет производится для всех передач, результаты сводятся в таблицу и строится график зависимости D от υ_а в соответствии с рисунком 3.

Рисунок 3 - График динамической характетистики автомобиля

Мощность тягового усилия N_т определяется по формуле:

. (38)

Мощности, затрачиваемые на преодоление сопротивления воздуха N_в и на преодоление сопротивления дороги N_ψ, определяются по формулам:

(39)

Тогда мощность, затрачиваемая на преодоление всех сил сопротивления, будет равна:

.

Расчет производится для всех передач, результаты сводятся в таблицу и строится график мощностного баланса - зависимости N_т и N_с от υ_a для всех передач в соответствии с рисунком 4.

Рисунок 4 - График мощностного баланса

Для построения графика ускорений определяется ускорение автомобиля j_i на всех передачах по формуле:

, (40)

, (41)

где δ_i – коэффициент учета вращающихся масс на i- ой передаче,

u_i – передаточное число i-ой передачи.

Расчет производится для всех передач во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала двигателя от n_min до n_max (от υ_min до υ_max ), результаты сводятся в таблицу и строится график ускорений - зависимости j от υ_a, в соответствии с рисунком 5.

Рисунок 5 - График ускорений автомобиля

Время и путь разгона для построения графиков определяются следующим образом. Кривые графика ускорений j от υ_a разбивают на ряд равных отрезков от υ_min до υ_max , соответствующих интервалам скоростей: на низшей передаче - 2…3 км/ч; на промежуточных передачах - 5…10 км/ч; на высшей передаче - 10…15 км/ч.

Предполагают, что в каждом интервале скоростей разгон происходит с постоянным, средним ускорением:

, (42)

где j_1, j₂ – ускорение в начале и в конце некоторого интервала скоростей, м/с².

Среднее ускорение можно так же рассчитать, зная значения скорости в начале и конце интервала. Так, например, при изменении скорости от υ₁ до υ₂ среднее ускорение равно:

, (43)

где Δυ – скорость разгона автомобиля в заданном интервале скоростей, км/ч;

Δt –время разгона в заданном интервале скоростей, с.

Преобразуя выражение (43), получим:

. (44)

К полученному значению времени разгона следует прибавить время, затрачиваемое на переключение передач. Для первой передачи время переключения равно 0 с, для второй – 0,4 с, для третьей – 0,8 с, для четвертой – 1,2 с. и т.д.

Для нахождения пути разгона автомобиля используются те же интервалы скоростей, что и для нахождения времени разгона. При этом считается, что в каждом интервале скоростей автомобиль движется равномерно со средней скоростью υ_cp, км/ч, т.е. .

Определим путь разгона за время Δt:

ΔS = υ_cp ·Δt . (45)

Результаты вычислений сводятся в таблицу. По результатам расчета строится график зависимости S и t для каждой передачи от υ_а в соответствии с рисунком 6.

Рисунок 6 - График времени и пути разгона