2.1.2. Расчет пути и времени обгона с возрастающей скоростью

Обгон с возрастающей скоростью характерен при высокой интенсивности движения при движении сплошным пото­ком. В этих условиях быстроходный автомобиль, догнав медленно движущийся автомобиль, уменьшает скорость и некоторое время движется позади него с той же скоростью. Водитель зад­него автомобиля внимательно следит за потоком и при появлении перед обгоняемым автомобилем достаточного свободного расстояния начинает обгон, сочетая его с разгоном. Для того чтобы путь и время обгона были минимальными, интенсивность разгона должна быть максимально возможной.

Для расчета t_об и S_об в данных условиях воспользуемся графоаналитическим методом. Для этого кривую ускорения на одной из передач разбивают на ряд интервалов, начиная с скорости, соответствующей скорости обгоняемого автомобиля. При этом разгон осуществляется на прямой передаче, т.к. третья передача не обеспечивает нужной скорости движения.

При расчете считаем, что в каждом интервале скоростей автомобиль движется с постоянным ускорением j_ср, равным

(2.7)

где j_i – ускорение автомобиля на i-й передаче при скорости движения V_i, м/с²;

D_i – динамический фактор на i-й передаче при указанной скорости;

 – коэффициент сопротивления дороги;

_в – коэффициент учета вращающихся масс.

При расчетах в данном случае рассматриваем движение по горизонтальной дороге, тогда

(2.8)

где f – коэффициент сопротивления качению колеса с учетом скорости движения.

Значение коэффициента f рассчитываем по формуле

(2.9)

где f₀ – значение коэффициента сопротивления качению колеса при скоростях менее 50 км/ч. Значение коэффициента сопротивления качению выбираем для асфальтобетонного покрытия f₀ = 0,012. [1] Таблица 2.2. Значение коэффициентов сопротивления качению.

;

Остальные значения f приведены в сводной таблице расчетов ниже (Табл. 2.1.2)

Коэффициент , учитывающий наличие в движущемся автомобиле вращающихся масс, определяется по формуле

(2.10)

где – коэффициент, учитывающий инерционный момент колес ( =0,04), [1];

– коэффициент, учитывающий инерционный момент маховика ( =0,0007), [1];

U_ТРi – передаточное число трансмиссии на рассматриваемой передаче.

;

Угловая скорость коленчатого вала:

; (2.11)

где n_е – частота вращения, с которой работает двигатель при расчетной скорости на соответствующей ей передаче, об/мин;

V_a – расчетная скорость движения автомобиля, км/ч;

i_КП – передаточное число коробки передач на данной передаче;

i_г – передаточное число главной передачи;

r_{к –} радиус колеса, м.

Крутящий момент двигателя при определенной частоте вращения n_e:

(2.12)

где М_е – крутящий момент двигателя, Нм;

N_max – максимальная мощность двигателя, кВт;

a, b, c – эмпирические коэффициенты;

n_N – частота вращения, соответствующая максимальной мощности, об/мин.

Таблица 2.1.1

Параметры двигателя ВАЗ-2103 на автомобиль ВАЗ-2107

VЛ	Ne max кВт	nN 103 об/мин	Me max Нм	nM 103 об/мин	Эмпирические коэффициенты
					a	b	c
1,45	56,6	5,6	105,1	3,5	0,84	0,78	0,62

Остальные значения M_e приведены в сводной таблице расчетов ниже (Табл. 2.1.2)

Динамический фактор определяется по формуле:

(2.13)

где  – механический коэффициент полезного действия трансмиссии ( = 0,92);

k – коэффициент обтекаемости, (k = 0,032 ) [1] Таблица 2.3.;

F – лобовая площадь, м² (F = 1,86 м²) [1] Таблица 2.3.;

i_КП – передаточное число коробки передач на данной передаче (i_КП = 0,82 на высшей (5-ой) передаче) [2];

i_г – передаточное число главной передачи (i_г = 4,3) [2];

r_{к –} радиус колеса, м. (0,278 м) [1] Таблица 2.3.

Остальные значения D_a приведены в сводной таблице расчетов ниже (Табл. 2.1.2)

Подставляя значения формул (2.10) и (2.13) в формулу (2.7) получим (для первого интервала скорости обгоняющего):

Остальные значения j_i приведены в сводной таблице расчетов ниже (Табл. 2.1.2)

Среднее условное постоянное ускорение на i-м интервале:

(2.14)

где j_СРi – среднее условное постоянное ускорение на i-м интервале, м/с;

j_i и j_i+1 – ускорения соответственно в начале и в конце интерва­ла скоростей, м/с².

Расчеты j_СР приведены в сводной таблице расчетов ниже (Табл. 2.1.2)

При изменении скорости от V_i до V_i+1 среднее ускорение:

(2.15)

где V_i – скорость в начале интервала, м/с;

V_i+1 – скорость в конце интервала, м/с;

t_i – время прохождения i–го интервала;

Vi – изменение скорости при прохождении i–го интервала, м/с (1,1 м/с).

Следовательно, время разгона в том же интервале скоростей:

(2.16)

Рассчитаем t_i в первом интервале скорости т.е. i = 1:

Остальные значения j_i приведены в сводной таблице расчетов ниже (Табл. 2.1.2)

Общее время разгона:

(2.17)

Приращение пути в каждом из интервалов скоростей:

(2.18)

По значениям t_i, определенным для различных скоростей, строим кривую времени разгона, начиная ее со скорости V₂ (скорости обгоняемого автомобиля). Это соответствует случаю, когда до начала маневра оба автомобиля двигались с одинаковой скоростью. Полученные точки соединяют плав­ной линией. Складывая полученные значения S, строим суммарную кривую S_P, начиная с той же скорости, с которой начинали строить кривую t_P.

Таблица 2.1.2.