3.3 Динамическая характеристика автомобиля

Методы силового и мощностного балансов затруднительно применять при сравнении тягово-динамических свойств автомобилей, имеющих различные снаряженные массы и грузоподъемность, так как при движении их в одинаковых условиях силы и мощности, необходимые для преодоления суммарного дорожного сопротивления, различны. От этого недостатка свободен метод решения уравнения движения с помощью динамической характеристики.

С целью построения графика динамической характеристики воспользуемся безразмерной величиной D- динамическим фактором, равным отношению свободной силы тяги к силе тяжести автомобиля:

D =(F_k – F_в ) /G_a (3.13)

3.3.1 Построение графика динамической характеристики автомобиля

Для расчёта динамического фактора D по формуле (3.13) и построения динамической характеристики автомобиля используют значения F_к и F_в в функции скорости движения автомобиля V_a на различных передачах, приведенных в таблице 3.1. В этой же таблице для различных передач в функции скорости движения автомобиля записаны значения динамического фактора D.

Динамический фактор, ограниченный сцеплением

D_φ=F_φ/G_a=57256,32/94295,6=0,607 (3.14)

По данным таблицы 3.1 строим динамическую характеристику автомобиля:

км/ч

V_а

D₁

D₂

D₃

D₄

D ₅

ψ=f

D_ϕ

D

Рисунок 3.3 - Динамическая характеристика автомобиля

3.3.2 Практической использование динамической характеристики

По динамической характеристике можно судить о тягово-скоростных свойствах автомобиля. С этой целью по графику определяем:

1) Максимальная скорость движения автомобиля V_{a max}.

V _{a max} определяется в заданном масштабе абсциссой точки пересечения кривых D=f(V_a) на высшей передаче и f_v=f(V_a).Если кривые не пересеклись, то V_{a max}определится как скорость автомобиля на высшей передаче в КП при максимальных оборотах двигателя.

V_{a max}=110км/ч.

2) Максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей (k-ой) передаче F_{ max,k}.

Для определения максимального дорожного сопротивления необходимо по графику динамической характеристики найти D_max,k и определить F_{ max,k} по формуле:

F_max,k = D_max,k G_a = 0,0418·94295,6= 3941,556 Н (3.15)

3) Максимальный подъем h_max,_j , преодолеваемый автомобилем на j-ой передаче.

Если известна величина сопротивления качению автомобиля в функции скорости его движения f_V=f_a(V_a) , то по разности (D_imax-f_V) можно определить величину максимального уклона, который может преодолеть автомобиль на данной передаче:

h_max,j = D_max,j - f_V. (3.16)

Максимальный уклон, преодолеваемый автомобилем на передачах:

h_max,1 = D_max,1 - f_V1=0,490772-0,007009=0,483763;

h_max,2 = D_max,2 - f_V2=0,272093-0,007031=0,265062;

h_max,3 = D_max,3 - f_V3=0,150252-0,0071=0,143152;

h_max,4 = D_max,4 - f_V4=0,081704-0,007325=0,074379;

h_max,5 = D_max,5 - f_V5=0,041744-0,007409=0,034335

4) Критическая скорость движения автомобиля V_j,кр по условиям величины окружной силы и область устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя.

Абсциссы точек перегиба кривых динамического фактора D_ki характеризуют критическую скорость V_j,кр по условию развиваемой окружной силы. При движении со скоростью V_a>V_j,кр (где j- номер передачи), случайное повышение сопротивления движению вызывает уменьшение скорости при одновременном увеличении значения динамического фактора D_j. При движении же со скоростью V_a<V_j,кр, увеличение сопротивления движению снижает скорость автомобиля, что приводит к интенсивному уменьшению D_j. Таким образом, скорость V_j,кр является границей, определяющей область устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя. При V_a>V_кр,j движение на j-той передаче устойчиво, а при V_a<V_кр,j- движение неустойчиво.

V_кр1 = 6,12 км/ч;

V_кр2 =11,04 км/ч;

V_кр3 =19,92 км/ч;

V_кр4 = 35,92 км/ч;

V_кр5 =40,29 км/ч;

5) Зона движения автомобиля без буксования ведущих колес.

Максмальное значение окружной силы на ведущих колёсах F_{k max} ограничено сцеплением шин с поверхностью дорожного покрытия, то есть ограничено силой F_=·G_. Пренебрегая силой сопротивления воздуха, так как движение при трогании происходит с малой скоростью, воспользуемся формулой:

D_=  . (3.17)

где G_φ / G_a –коэффициент сцепного веса, показывающий , какая доля веса приходится на ведущие колёса.

6) Условие безостановочного движения.

D_φ > D > ψ_max (3.18)

D_φ=0,607

ψ_max=0,01.

0,607 > D > 0,01.

Особыми точками динамической характеристики автомобиля являются:

1. Максимальная скорость движения автомобиля ;

2. Динамический фактор при максимальной скорости движения автомобиля ;

3. Максимальный динамический фактор на высшей передаче , где k - номер высшей передачи;

4. Максимальный динамический фактор автомобиля ;

5. Максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей передаче ;

6. Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем на высшей передаче ;

7. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля

8. Динамический фактор по сцеплению шин с поверхностью дорожного покрытия ;

9. Критическая скорость движения автомобиля на высшей передаче ;

Значения особых точек динамической характеристики автомобиля приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Значения особых точек динамической характеристики автомобиля.

Параметр	Vmax	Dv	Dmax, k	Dmax	Fψ max, k	hmax, k	Vmin	Dφ	Vkр, k
Размер-ность	км/ч	-	-	-	кН	-	км/ч	-	км/ч
Значение	110	0,020071	0,0417	0,49	3,94	0,0343	2,6	0,607	40.29