6.1.9. Динамическая характеристика пожарного автомобиля

Методы силового и мощностного баланса имеют общий недостаток – при использовании этих методов трудно сравнивать тягово-скоростные свойства АТС с различными массами, так как при движении в одинаковых условиях силы и мощности, необходимые для преодоления сопротивления дороги, различны. От этого недостатка свободен метод динамической характеристики, предложенный Е. А. Чудаковым.

Динамическим фактором D АТС называется отношение

D = (P_к-P_в)/Gg. (6.43)

Если в правую часть уравнения (6.43) подставить значения P_к и P_в (6.4) и (6.21), то после преобразований получим формулу для вычисления динамического фактора:

, (6.44)

который могут обеспечить двигатель и трансмиссия на ведущих колесах АТС.

Если подставить значение P_к (6.37), то получим формулу для вычисления динамического фактора:

, (6.45)

который необходимо обеспечить для движения в заданных условиях.

Чтобы учесть ограничение реализуемых P_к силами сцепления ведущих колес с дорогой, необходимо использовать предельное значение силы тяги по формуле (6.10). Автомобиль из-за ограниченной силы сцепления P_φ колес с дорогой не может реализовать динамический фактор, больший

(6.46)

Длительное движение АТС в заданных дорожных условиях (ψ или α, f) со скоростью v и ускорением j возможно, если выполняется условие

_. (6.47)

При равномерном движении (f = 0) полноприводного ПА с малой скоростью (P_в = 0) условие (6.48) с учетом формул (6.40) и (6.46) записывается в виде

. (6.48)

При равномерном движении (j = 0) двухосных и трехосных ПА по горизонтальной дороге (α = 0) с малой скоростью (P_в = 0) условие (6.48) с учетом формул (6.36), (6.39) и (6.46) записывается в виде

(G₃₄/G) . (6.49)

Динамической характеристикой автомобиля D(v) называют зависимость динамического фактора D (6.45) от скорости движения на различных передачах.

Для построения динамической характеристики необходимо:

1. На внешней характеристике двигателя М_e (см. рис. 5.9) выбрать несколько значений n_дi и соответствующих им М_ei. По формуле (6.2) определить М_дi.

2. По формуле (6.40) определить v_i , которые соответствуют n_дi на первой передаче.

3. По формуле (6.45) определить D_i, соответствующие v_i на первой передаче. Повторить расчеты с п. 2 для каждой последующей передачи.

По динамической характеристике D(v) определяются v_max ,  _max и v_min.

Для определения v_max на участке дороги с коэффициентом сопротивления качению f и уклоном  необходимо по оси ординат динамической характеристики D(v) отложить коэффициент  (см. формулу (6.38)), масштаб D и  должен быть одинаков) и провести прямую, параллельную оси абсцисс. Возможны несколько случаев.

1. Если линия  (прямая 1 на рис. 6.7, а) пересекает динамическую характеристику в одной точке, то v_max= v₁, так как при превышении этой скорости не выполняется условие (6.48). В зависимости от  это пересечение может быть на любой передаче.

2. Если линия  (прямая 2 на рис. 6.7, а или 3 на рис. 6.7, б) не пересекает динамическую характеристику, то равномерное движение ПА при полностью открытой дроссельной заслонке карбюраторного двигателя или при максимальной подаче топлива дизельного двигателя невозможно, так как D > D_ и начинается разгон ПА. Чтобы обеспечить равномерное движение, водитель должен прикрыть дроссельную заслонку карбюраторного двигателя или уменьшить подачу топлива дизельного двигателя. Максимальная скорость ПА будет ограничена максимально допустимой угловой скоростью коленчатого вала двигателя. Например, v_max= v₂ при движении на пятой передаче и v_max= v₃ при движении на второй передаче.

D_max

D_max

5

1

3

4

2

v_min

v₁

v₂

v

v_min

v

v₄

v₃

v₅

а

б

Рис. 6.7.Динамическая характеристика пожарного автомобиля:

а – на шасси АТС с 5-ступенчатой коробкой перемены передач;

б – на шасси с 4-ступенчатой коробкой перемены передач; I -V – передачи

3. Если линия  (прямая на рис. 6.7) пересекает динамическую характеристику в двух точках, то ПА может равномерно двигаться как со скоростью v₄, так и со скоростью v₅.

4. Если линия  (прямая 5 на рис. 6.7, б) выше динамической характеристики, то не выполняется условие (6.48), и равномерное движение ПА при таком коэффициенте  невозможно.

Для определения _max необходимо по динамической характеристике найти максимальное сопротивление дороги D_=D_max, которое может преодолеть ПА на первой передаче (рис. 6.7), и затем по формуле (6.46) вычислить _max при известном коэффициенте f и j=0. Приближенно можно считать, используя формулы (6.16) и (6.38), что

tg_max = i_max= D_max - f. (6.50)

Скорость v_min определяется, как правило, только для низшей (первой) передачи (см. рис. 6.7).

Для определения v_min ПА при движении по поверхности с твердым покрытием необходимо знать частичные характеристики двигателя и учитывать использование части крутящего момента двигателя M_д на привод пожарного оборудования, например насоса.