5.5. Динамическая характеристика и параметры

Зная величину тяговой силы при каждой скорости движения, можно по тем же формулам, что и для автомобиля с механической трансмиссией, найти для каждой скорости движения величину динамического фактора и построить динамическую характеристику. Если автомобиль имеет гидромеханическую передачу, то динамическая характеристика имеет столько кривых, сколько передач в механической коробке передач.

Для определения коэффициента вращающихся масс δ_вр, входящего в формулу, нельзя использовать равенство, выведенное для механической трансмиссии, поскольку при наличии гидропередачи нет жесткой связи между ведущими колесами и вращающимися деталями, связанными с двигателем (вращающиеся детали двигателя, маховик, насосное колесо). Поэтому угловое ускорение этих деталей не пропорционально ускорению j_a автомобиля. Для определения коэффициента δ_вр нужно так же, как это было сделано для автомобиля с механической трансмиссией, составить уравнение движения автомобиля.

Повторяя преобразования найдем, что коэффициент учета вращающихся масс при гидромеханической передаче определяется формулой:

; (113)

где I_н– момент инерции насосного колеса и всех жестко связанных с ним деталей, Нмс²;

I_тур – момент инерции турбинного колеса и приведенных к нему вращающихся деталей, расположенных между турбиной и ведущими колесами, Нмс²;

I_т – передаточное число механизмов трансмиссии, расположенных между турбиной и ведущими колесами;

η_тр – КПД механизмов трансмиссии, расположенных между турбиной и ведущими колесами;

K_гт – коэффициент трансформации гидротрансформатора;

W_н – угловая скорость насоса, рад/с;

w_тур – угловая скорость турбины, рад/с;

М_а – масса автомобиля, кг.

Рис. 33. Динамическая характеристика автомобиля с гидропередачей

Отношение зависит как от ускорения автомобиля, так и от степени прозрачности гидротрансформатора. Чем больше степень прозрачности, тем больше при одинаковом j_а это отношение.

У непрозрачного гидротрансформатора при изменении угловой скорости w_тур турбины угловая скорость w_н насоса остается неизменной. Поэтому = 0, и, следовательно, первый член числителя в формуле (113) равен нулю.

5.6. Топливно-экономическая характеристика автомобиля с гидропередачей

Для подсчета путевого расхода топлива автомобилем с гидропередачей можно воспользоваться теми же уравнениями расхода топлива, что и для автомобиля с механической трансмиссией. Основная трудность при этом связана с тем, что при заданной скорости движения угловая скорость w_е двигателя и степень использования его мощности U зависит от передаточного отношения гидротрансформатора, которое устанавливается автоматически в зависимости от сопротивления движению. Это затрудняет определение величины удельного расхода топлива, зависящего как от угловой скорости коленчатого вала двигателя, так и от степени использования мощности двигателя.

Предложено несколько способов построения экономической характеристики автомобиля с гидропередачей. Вот один из этих способов.

Строится нагрузочная характеристика гидротрансформатора (рис. 34), на которой, кроме кривой зависимости от угловой скорости крутящего момента двигателя при полной подаче топлива, наносятся также кривые зависимости

крутящего момента двигателя при различных степенях использования мощности двигателя.

Пользуясь этой характеристикой и графиком исходной характеристики гидротрансформатора, строят два вспомогательных графика:

а) графа зависимости Р_т = f(V_a) как при полной подаче топлива, так и при различной степени использования мощности двигателя (рис. 35а), методика построения этого графика такая же, как методика построения тяговой характеристики. На этом же графике наносят зависимость Р_д+Р_в = f(V_а) для различных значений ψ.

б) График зависимости угловой скорости коленчатого вала двигателя от скорости движения при разной степени использования двигателя U (рис. 35б); для построения этого графика задаются различными передаточными отношениями и по нагрузочной характеристике для какого-либо значения U находят соответствующую угловую скорость w_е; затем по формуле подсчитывают скорости движения автомобиля, при различных i_гт строят кривую зависимости w_e = f(V_a) для принятого значения U; таким же образом строят зависимость угловой скорости w_е от скорости движения автомобиля для других значений U.

Задаваясь значением ψ и различными скоростями движения по графику рис.35а, находим степень использования двигателя U, соответствующую заданным условиям движения.

По графику рис. 35б находят для принятых значений V_a и соответствующих найденных значений U угловые скорости w_е.

Зная w_е и U, находят соответствующие удельные расходы топлива либо по графикам g_e = f(U), либо по методике И.С. Шлиппе.

По формуле (103 а) находят путевые расходы топлива для разных значений V_a.

То же повторяется для каждого из заданных значений ψ.

Если автомобиль снабжен гидромеханической передачей, то топливно-экономическая характеристика может быть построена для всех ступеней коробки передач, устанавливаемой за гидротрансформатором.

Рис. 34. Нагрузочная характеристика

а) б)

Рис. 35.

Рис. 36. Топливно-экономическая характеристика автомобилей с гидравлической и механической передачами

Топливно-экономическая характеристика автомобиля с гидропередачей имеет такой же вид, как и топливно-экономическая характеристика автомобиля с механической передачей (рис. 36). В большинстве случаев расходы топлива у автомобилей с гидропередачей несколько (на 3…7%) выше и больше изменяются с изменением скорости движения, чем у автомобиля с механической трансмиссией. Это объясняется сравнительно низким КПД гидропередач и изменением КПД с изменением передаточного отношения гидротрансформатора, а, следовательно, и скорости движения.