1.7.2 Динамическая характеристика

Зависимость динамического фактора D от скорости движения называется динамической характеристикой. Динамический фактор – это отношение свободной силы тяги к весу автомобиля:

(35)

где F_в – сила сопротивления воздуха.

Сила сопротивления воздуха определяется по формуле:

(36)

где ─ коэффициент сопротивления воздуха;

=0,496 ;

─ площадь лобового сопротивления;

=6,4 ;

- скорость автомобиля, км/ч (таблица 15);

Н

Результаты расчетов по формуле (35), а затем и по формуле (36) заносим в таблицу 15 и строим график динамической характеристики, по которому определяем:

1) максимальный динамический фактор на 1-ой передаче =0,31 и соответствующую ему скорость =6,43 км/ч;

2) критическую скорость на высшей передаче – скорость, при превышении которой движение автомобиля на данной передачи будет устойчивым;

=30,59 км/ч;

3) динамический фактор при максимальной скорости D_V=0,02;

4) максимальный преодолеваемый автомобилем подъем ;

- сначала определим максимальный преодолеваемый подъем по двигателю :

т.к. D_max<D_φ, то i_ДВС= D_max -f_V (37)

=0,31-0,01=0,3=30%

- максимальный преодолеваемый подъем по сцеплению шин с дорогой:

i_φ =tgα = (38)

где a,b,L ─ приведены в пункте 1.3.1.3;

─ радиус качения колеса без скольжения;

=0,533м;

φ ─ коэффициент сцепления шин с дорогой;

φ=0,75;

- коэффициент сопротивления качению колеса;

= 0,01;

h_g ─ высота центра тяжести АТС, м;

h_g= 2,22 м;

i_φ =tgα = =36%

т.к. , то (39)

= 0,3 = 30%

Определенный i_max не должен быть меньше значений, приведенных в таблице 13.

Таблица 13 - Максимальный преодолеваемый подъем i_max (продольный уклон дороги)

Показатель	Легковые автомобили	автобусы	Грузовые автомобили	автопоезда	Полноприводные автомобили
imax, %	35	20	25	18	60

1.7.3 Ускорение автомобиля

Уравнение тягового баланса можно представить в безразмерном виде:

(40)

где φ – коэффициент сопротивления дороги;

δ – коэффициент учета вращающихся масс автомобиля;

g – ускорение свободного падения;

g – 9,81, м/с²

Ускорение автомобиля определяем по зависимости:

(41)

где - коэффициент учёта вращающихся масс автомобиля;

=1+σ1+σ₂ , (42)

σ₁=0,04;

σ₂=0,05;

ψ = f_V + i,

f_V – коэффициент сопротивления качению колеса;

f_V = f₀ [ 1 + (0.006 V_а)²], (43)

f₀ = 0.01 – коэффициент сопротивления качению колеса при малой скорости;

V_а – скорость автомобиля, км/ч;

i – величина уклона, а так как разгон осуществляется на горизонтальной дороге без уклона, то i = 0, т.е. в данном случае ψ = f_V.

δ_I =1+0,04+0,05·6,86²=3,39

δ_II =1+0,04+0,05·3,61²=1,69

δ_III =1+0,04+0,05·2,32²=1,31

δ_IV =1+0,04+0,05·1,57²=1,16

δ_V = 1+0,04+0,05·1,1²=1,1

δ_Vi = 1+0,04+0,05·0,8²=1,07

g = 9,81 м/с² ─ ускорение свободного падения;

a_x = м/с²

Результаты расчетов по формулам (41) и (42), а затем и по формулам (43) заносим в таблицу 15 и строим график ускорения а_х автомобиля на всех передачах в зависимости от скорости от скорости движения V_a автомобиля.

По графику ускорений автомобиля а_х = f (V_a) определим момент переключения передач (скорости, при которых происходит переход на следующую передачу в КПП) из условий получения наиболее интенсивного разгона автомобиля (получения наибольших ускорений автомобиля): переключение происходит при скорости, соответствующей точке пересечения кривых а_х = f (V_a) на двух смежных передачах или, если кривые а_х не пересеклись, по достижению максимальной скорости на более низкой передачи. Найденные моменты переключения переда (скорости) сводятся в таблицу 14.

Силу сопротивления дроги автомобиля на высшей передаче определим по зависимости:

(44)

F_ψ=0,0103·28660·9,81=2900Н

Таблица 14 ─ Моменты переключения передач при интенсивном разгоне автомобиля.

Переключение	Скорость, км/ч
с 1-ой на 2-ую передачу	7,5
со 2-ой на 3-ую передачу	15,61
с 3-ей на 4-ую передачу	22,76
с 4-ой на 5-ую передачу	31,39
с 5-ой на 6-ую передачу	42,3
с 6-ей на 7-ую передачу	55,74
с 7-ой на 8-ую передачу	71,86

Таблица 15 – Тяговый баланс автомобиля на передачах

ne, об/мин		nemir	ne2	ne3	ne4	nM	ne6	ne7	nemax
		600	800	1000	1200	1400	1600	1800	2000
Ne, кВт		88,4	127,4	163,8	196,6	228,2	250,4	257,4	260
Me, Н·м		1434	1534	1584	1585	1561	1499	1388	1241
U1 = 6,86; δ1 = 3,39	Va, км/ч	4	5,33	6,67	8,0	9,33	10,67	12,00	13,33
	Fко, кН	70,55	75,47	77,93	77,97	76,79	73,74	68,28	61,05
	Fв, кН	0,01	0,01	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06
	D	0,399	0,427	0,441	0,442	0,435	0,417	0,386	0,345
	fv	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
	FΨ, кН	1,77	1,77	1,77	1,77	1,77	1,77	1,77	1,77
	а, м/с2	1,127	1,208	1,248	1,249	1,229	1,179	1,089	0,971
U2 = 3,61; δ2 = 1,69	Va, км/ч	7,6	10,14	12,67	15,2	17,74	20,27	22,81	25,34
	Fко, кН	37,12	39,71	41,01	41,03	40,41	38,81	35,93	32,13
	Fв, кН	0,02	0,03	0,05	0,07	0,1	0,13	0,16	0,2
	D	0,21	0,225	0,232	0,232	0,228	0,219	0,203	0,181
	fv	0,01	0,01	0,0101	0,0101	0,0101	0,0102	0,0102	0,0102
	FΨ, кН	1,77	1,77	1,78	1,78	1,79	1,79	1,8	1,81
	а, м/с2	1,161	1,246	1,288	1,288	1,267	1,213	1,117	0,99
U3 = 2,32; δ3 = 1,31	Va, км/ч	11,83	15,77	19,71	23,66	27,6	31,54	35,49	39,43
	Fко, кН	23,86	25,52	26,35	26,37	25,97	24,94	23,09	20,64
	Fв, кН	0,04	0,08	0,12	0,17	0,24	0,31	0,39	0,48
	D	0,135	0,144	0,149	0,148	0,148	0,14	0,129	0,114
	fv	0,0101	0,0101	0,0101	0,0102	0,0103	0,0104	0,0105	0,0106
	FΨ, кН	1,78	1,78	1,79	1,8	1,81	1,83	1,85	1,87
	а, м/с2	0,935	1,004	1,037	1,035	1,015	0,967	0,885	0,776
U4 = 1,57; δ4 = 1,16	Va, км/ч	17,48	23,31	29,13	34,96	40,78	46,61	52,44	58,26
	Fко, кН	16,15	17,27	17,83	17,84	17,57	16,88	15,63	13,97
	Fв, кН	0,1	0,17	0,26	0,38	0,51	0,67	0,85	1,05
	D	0,091	0,097	0,099	0,099	0,097	0,092	0,084	0,073
	fv	0,0101	0,0102	0,0103	0,0104	0,0106	0,0108	0,011	0,0112
	FΨ, кН	1,79	1,8	1,82	1,84	1,87	1,9	1,94	1,98
	а, м/с2	0,684	0,733	0,754	0,748	0,728	0,685	0,615	0,524
U5 = 1,1; δ5 = 1,1	Va, км/ч	24,95	33,26	41,58	49,89	58,21	66,53	74,84	83,16
	Fко, кН	11,31	12,1	12,5	12,5	12,31	11,83	10,95	9,79
	Fв, кН	0,19	0,34	0,53	0,77	1,06	1,37	1,73	2,14
	D	0,063	0,067	0,068	0,067	0,064	0,059	0,052	0,043
	fv	0,0102	0,0104	0,0106	0,0109	0,0112	0,0116	0,012	0,0125
	FΨ, кН	1,81	1,84	1,86	1,92	1,98	2,05	2,12	2,21
	а, м/с2	0,472	0,501	0,509	0,495	0,469	0,425	0,358	0,275
U6 = 0,8; δ6 = 1,07	Va, км/ч	34,3	45,74	57,17	68,61	80,04	91,47	102,91	114,4
	Fко, кН	8,23	8,8	9,09	9,09	8,96	8,6	7,96	7,12
	Fв, кН	0,36	0,65	1,01	1,46	1,98	2,59	3,27	4,04
	D	0,045	0,046	0,046	0,043	0,039	0,034	0,27	0,017
	fv	0,0104	0,0108	0,0112	0,0117	0,0123	0,0130	0,0138	0,0147
	FΨ, кН	1,84	1,9	1,97	2,07	2,17	2,3	2,44	2,6
	а, м/с2	0,317	0,325	0,317	0,289	0,249	0,193	0,117	0,025