4. Характеристика ускорений автомобиля

Характеристика ускорений - это зависимость ускорений автомобиля от скорости j_{a i} = f(V_a), [м/с²], при его разгоне на каждой передаче.

Указанные зависимости строят для случая разгона полностью загруженного автомобиля, на ровной горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием. Если автомобиль снабжен раздаточной коробкой или делителем, то характеристика ускорений строится лишь для ряда передаточных чисел основной коробки передач. При наличии на двигателе ограничителя (или регулятора) частоты вращения коленчатого вала, графики зависимостей j_{a i} = f(V_a), строят с учетом их работы.

Величину ускорений при разгоне автомобилей рассчитывают из выражения:

, [м/с²] (4.1)

где:  - коэффициент суммарного дорожного сопротивления ( = f );

_вр - коэффициент учитывающий инерцию вращающихся масс при разгоне автомобиля.

Коэффициент _вр рассчитывают по формуле:

, (4.2)

где: J_м, - момент инерции маховика и разгоняющихся деталей двигателя, [кг/м²], (выбирается в соответствии с выданным заданием из таблицы 8.2);

J_к - момент инерции всех колес автомобиля, [кг/м²] (выбирается из таблицы 8.3);

n - общее число колес автомобиля.

Рис. 4.1 Характеристика ускорений автомобиля

Таким образом, величина коэффициента _вр показывает, во сколько раз увеличиваются силовые и мощностные затраты, связанные с разгоном автомобиля, по причине разгона вращающихся масс автомобиля (двигателя, шестерен и валов трансмиссии, колес и связанных с ними деталей)

Таблица 7.

Значения ускорений, действующих при разгоне автомобиля на i-той передаче

№ строк	Параметры тягового баланса автомобиля	Частоты вращения ne , [об/мин]
		ne min	1000	. .	5500	ne max
1	Va - скорость автомобиля, [км/ ч]
2	Di - динамический фактор
3	1 - коэффициент суммарного сопротивления движения автомобиля по асфальтобетону
4	(Di - 1) - разность параметров
5	ja i - ускорение автомобиля, [м/с2]

5. Характеристика времени и пути разгона автомобиля

Характеристика разгона представляет собой зависимости времени t = f(V_a), [c] и пути S = f(V_a), [м], разгона полностью загруженного автомобиля, на отрезке ровного, горизонтального шоссе с асфальтобетонным покрытием. Для определения времени разгона воспользуемся графиком зависимости j_{a i} = f(V_a).

Время разгона автомобиля от одного известного значения скорости V_a1, до любого другого искомого значения - V_a2, можно определить методом интегрирования величин обратных ускорений по скорости:

, [c] (5.1)

Интегрирование этого выражения проводится графическим методом. Предполагается, что в очень малом интервале скоростей V_i = V_i - V_i-1 движение автомобиля является равноускоренным. Величину интервала скоростей V_i для легковых автомобилей и автобусов выбирают равной 5 км/час, а для грузовых автомобилей – 3 км/час. При этом ускорение движения автомобиля на интервале скоростей интегрирования, равно полусумме ускорений в начале и конце интервала. Время движения автомобиля, при котором его скорость возрастает на величину V_i определяется по закону равноускоренного движения:

, [c] (5.2)

Суммарное время разгона автомобиля на заданной передаче от минимальной скорости V_{a min} до максимальной скорости V_{a max} находят суммированием времени разгона на интервалах:

, [c] (5.3)

где: q – общее число интервалов.

Моменты переключений с низшей передачи на высшую соответствует скоростям движения автомобиля при максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя, если ускорение на низшей передаче, на всех скоростях движения, выше ускорения на высшей передаче или соответствует той скорости автомобиля, при которой кривые ускорений на низшей и высшей передачах пересекаются.

Время переключения передач у легковых автомобилей и автобусов следует принять равным 2 секунды. Время переключения передач у грузовых автомобилей следует принять равным 3 секунды.

Во время переключения передач скорость движения автомобиля принимается постоянной.

Рис. 5.1 Характеристика разгона по пути и по времени

Таблица 5.1

Значения времени разгона автомобиля

№ строк	Параметры для расчета времени разгона	Величина интервала скорости автомобиля Vi, [км/ч]
		0-Va min	Va min-10	10-15	.....	100-105	105-Va max
1	Vi – приращение скорости на интервале, [км/ ч]
2	ji-1 – значение ускорения в начале интервала, [м/с2]
3	ji – значение ускорения в конце интервала, [м/с2]
4	t – приращение времени разгона, [с]
5	t – суммарное время разгона, [с]

Путь разгона автомобиля находят интегрированием скорости автомобиля по времени:

, (5.4)

Интегрирование данного выражения тоже выполняют графическим методом, используя результаты расчетов времени разгона (таблица 5.1).

При равноускоренном движении в интервале скоростей V_i = V_i - V_i-1 путь, проходимый автомобилем:

S_i = (V_срt) / 3,6  S_i = (0,5(V_i-1 + V_i)  t_i) / 3,6 

S_i = (V_i-1 + V_i)  t_i / 7,2 (5.5)

Путь, проходимый автомобилем при его разгоне, от минимальной скорости V_{a min} = 0 до максимальной - V_{a max}, находят суммированием расстояний S_i на интервалах:

(5.6)

где: q – общее число интервалов.

Путь, пройденный автомобилем за время t_п переключения передачи с индексом i на передачу с индексом i+1 составляет:

S_П = V_{i max}  t_П (5.7)

Таблица 5.2

Значения пути разгона автомобиля

№ строк	Параметры для расчета времени разгона	Величина интервала скорости автомобиля Vi, [км/ч]
		0-Va min	Va min-10	10-15	......	100-105	105-Va max
1	ti – приращение времени разгона, [с]
3	(Vi-1+Vi) – расчет суммы ско­ростей, [км/ч]
4	Si - приращение пути разгона автомобиля на интервале, [м]
5	S - суммарный путь разгона, [м]

При выполнении расчетов следует помнить, что путь и время разгона автомобиля до максимальной скорости стремятся к бесконечности. Поэтому, расчеты следует выполнять до значений скорости, составляющих 0,95 Va max.