2.6.1. Універсальна динамічна характеристика автомобіля

Універсальна динамічна характеристика (рис. 2.3, 2.4) відображає залежність динамічних якостей автомобіля (автопоїзда) у різних варіантах його вагового завантаження від швидкості руху.

Ця характеристика, окрім нижньої осі абсцис з нанесеними на ній поступальними швидкостями руху автомобіля V, має верхню вісь абсцис, на якій відкладаються в масштабі значення коефіцієнта завантаження автомобіля Г=1,2,...,k.

Коефіцієнт завантаження дорівнює відношенню заданої експлуатаційної ваги G_а автомобіля (автопоїзда) до його власної мінімальної експлуатаційної ваги G_о (Г = G_а/G_о). Мінімальне значення коефіцієнта завантаження (Г_min=1) відповідав руху незавантаженого автомобіля без причепа.

Побудова універсальної динамічної характеристики здійснюється наступним чином. Від ординати 0D¹, (рис. 2.3, 2.4), на якій нанесена цифрова шкала динамічного фактора незавантаженого автомобіля Г=1, вправо через рівні інтервали проводять ординати Г=2, Г=3,..., Г=k. На ординаті Г=2 наносять масштабну шкалу D², масштабний коефіцієнт якої вдвоє меншій, ніж на ординаті 0D¹, (μD²=0,5μD¹). Похилими прямими з'єднуються точки, що відповідають однаковим значенням динамічного фактора на ординатах Г=1 і Г=2. Точки перетину цих прямих з іншими ординатами утворюють на них масштабні шкали динамічного фактора μD^k=0,5μD¹/Г_k для відповідних значень коефіцієнтів вагового завантаження автомобіля.

Для визначення динамічного фактора за будь-якого завантаження автомобіля вираховують значення Г, що відкладається у масштабі на верхній осі абсцис, і через отриману точку проводять вертикаль. У точках перетину вертикалі з похилими прямими динамічного фактора отримуємо його числове значення.

За допомогою універсальної динамічної характеристики для різних шляхових і навантажувальних умов роботи автомобіля, під час усталеного руху можна розв'язувати наступні експлуатаційні задачі, зокрема визначати:

• передачі, на яких може працювати автомобіль, та максимальну швидкість V_max його руху у заданих дорожніх умовах ψ із завантаженням Г;

• найбільші дорожні опори, які може подолати автомобіль, рівномірно рухаючись на різних передачах при різних завантаженнях;

– максимальний кут підйому і який може подолати автомобіль на різних передачах під час рівномірного руху за відомих f і Г з виразу:

і = D – f, (2.22)

• де f – коефіцієнт опору коченню;

– максимальне прискорення j_max, яке може розвинути автомобіль на різних передачах за відомих, ψ і Г з виразу:

, (2.23)

де δ_об – коефіцієнт обертових мас;

• максимальну вагу причепа G_{п max}, який може буксирувати автомобіль на різних передачах у заданих дорожніх умовах ψ, і вагу G_в вантажу, що може перевозити автомобіль;

• час перебування в дорозі автомобіля за відомими дорожніми умовами ψ і довжиною ділянки S дороги.

2.7. Економічна характеристика автомобіля

Одним із основних показників, яким оцінюється паливна економічність автомобіля, вважається витрата палива Q_s на 100 км пройденого шляху в разі рівномірного руху з певною швидкістю в заданих дорожніх умовах.

У курсовій роботі проводиться розрахунок і побудова економічної характеристики для руху автомобіля з повним навантаженням на прямій передачі у різних дорожніх умовах (для  згідно з індивідуальним завданням і ₂, що становить 0,75). Витрата палива на 100 км пройденого шляху становить:

, (2.24)

де N_еі – потужність двигуна, яка необхідна для руху автомобіля в зада-

них дорожніх умовах, кВт;

g_еі – питома витрата палива, що відповідає заданому режиму роботи

двигуна, г/кВт ∙ год;

_п – питома вага палива (для дизельного палива _п=0,825 кг/л [4]);

V_zi – швидкість руху автомобіля, км/год.

Під час розрахунку економічної характеристики використовуються дані динамічного розрахунку автомобіля на прямій передачі. Для заданих частот обертання колінчастого вала двигуна з табл. 2.6 беруть значення швидкості руху V_і і записують у табл. 2.7.

Потужність, яка необхідна для руху автомобіля на даній швидкості у заданих дорожніх умовах з повним навантаженням на прямій передачі, визначається за формулою:

, (2.25)

де V_zi – швидкість руху автомобіля на різних швидкісних режимах

роботи двигуна на прямій передачі, км/год;

 – приведений коефіцієнт дорожнього опору, який дорівнює ₁ та 0,75₁;

Р_wzi – сила опору навколишнього середовища для різних швидкостей

руху автомобіля на прямій передачі, Н.

Питома витрата палива, яка відповідає даному режиму роботи двигуна, визначається за формулою:

g_eі = k_n·k_N·g_ен, (2.26)

де – коефіцієнти, що враховують зміну витрати палива залежно від частоти обертання колінчастого вала двигуна і ступеня його завантаження.

Для дизельних і карбюраторних двигунів

(2.27)

де – поточне значення частоти обертання двигуна і частота обертання при максимальній потужності, об/хв (табл. 2.6).

Для двигунів:

– карбюраторних

; (2.28)

– дизельних

(2.29)

де – потужність двигуна за зовнішньою швидкісною характеристикою, кВт (табл. 2.5).

Коефіцієнти і також можуть визначатися за графіками залежностей , з рис. 2.5, (а, б) [1, 2].

Результати розрахунків записують у табл. 2.7, та на основі її даних будують графік економічної характеристики завантаженого автомобіля на прямій передачі для двох типів доріг (рис. 2.6).

Приклад. Проведемо розрахунок економічної характеристики автомобіля під час руху з повним завантаженням на прямій передачі у різних дорожніх умовах (для ₁=0,033 і ₂=0,75₁=0,025).

Тоді потужність, яка необхідна для руху повністю завантаженого автомобіля в заданих дорожніх умовах (₁=0,033), дорівнює:

N_е20 = (18,00/3600·0,9)(170984·0,033+88,7)=31,84 кВт.

Аналогічно розраховуємо N_еі для інших швидкісних режимів і дорожніх умов. Результати розрахунків заносимо в табл. 2.7.

Коефіцієнти, що враховують зміну витрати палива залежно від частоти обертання колінчастого вала двигуна і ступеня його завантаження визначаємо з виразів

Питома витрата палива, яка відповідає і-тому режиму роботи двигуна:

g_е20 = 1,114·1,00·245=272,54 г/кВт год.

Аналогічно розраховуємо g_еі для решти швидкісних режимів і дорожніх умов. Отримані дані заносимо в табл. 2.7.

З отриманих значень V, N_ei, g_ei можна визначити витрату палива в літрах на 100 км пройденого шляху для різних швидкостей руху за формулою (2.24).

Q_s20 = 272,54·31,84/10·0,825·18,00=58,44 л/100 км.

Аналогічно розраховуємо Q_si для решта режимів і дорожніх умов. Отримані результати записуємо в табл. 2.3.

Таблиця 2.3

Показники економічної характеристики автомобіля

	V, км/год	nд, об/хв	nді/nн	kn	Ne, кВт	Nеі/ Nеі(зов)	kN	ge, г/кВтгод	Qs, л/100
	18,00	540	0,2	1,114	31,84	0,80	1,00	272,54	58,44
	36,00	1080	0,4	1,017	66,64	0,69	1,01	252,45	56,64
	54,00	1620	0,6	0,959	107,35	0,68	1,02	238,76	57,53
	72,00	2160	0,8	0,950	156,93	0,77	1,00	232,73	61,49
	90,00	2700	1	1,000	218,35	0,93	1,00	245,57	72,22
0,025	18,00	540	0,2	1,114	24,00	0,60	1,05	287,75	46,51
	36,00	1080	0,4	1,017	50,96	0,53	1,11	276,30	47,41
	54,00	1620	0,6	0,959	83,84	0,53	1,11	259,81	48,89
	72,00	2160	0,8	0,950	125,59	0,61	1,05	243,52	51,49
	90,00	2700	1	1,000	179,16	0,76	1,00	245,08	59,14

На основі даних табл. 2.7 будують графік економічної характеристики завантаженого автомобіля на прямій передачі для двох типів доріг.