5.4 Ускорение автомобиля
Расчет ускорения автомобиля производится для движения по горизонтальной дороге с гладким твердым покрытием по уравнению:
(25)
где j – ускорение автомобиля, м/с2;
- коэффициент сопротивления дороги, соответствующий расчетной скорости движения автомобиля;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
- коэффициент учета
вращающихся масс, определяемый по
уравнению:
(26)
где для легковых автомобилей В=0,05-0,07.
Полученные величины ускорения для всех передач автомобиля сводим в таблицу . Пользуясь ими, строим график ускорения автомобиля.
Таблица 8 – Расчет ускорения автомобиля.
V1 |
6,117 |
12,23 |
18,35 |
24,47 |
28,59 |
30,58 |
J1 |
1,0869 |
1,3448 |
1,4786 |
1,4842 |
1,419 |
1,3621 |
V2 |
8,81 |
17,627 |
26,44 |
32,25 |
41,194 |
44,068 |
J2 |
0,9692 |
1,1964 |
1,313 |
1,315 |
1,245 |
1,189 |
V3 |
12,62 |
25,24 |
37,86 |
50,48 |
58,99 |
63,1 |
J3 |
0,7550 |
0,9403 |
1,0236 |
1,0029 |
0,9328 |
0,8791 |
V4 |
18,18 |
36,36 |
54,54 |
72,72 |
84,98 |
90,91 |
J4 |
0,52915 |
0,6517 |
0,6852 |
0,6277 |
0,5398 |
0,480 |
V5 |
26 |
52 |
78 |
104 |
121,521 |
130 |
J5 |
0,3342 |
0,3860 |
0,3478 |
0,2160 |
0,0781 |
0,0069 |
5.5 Время и путь разгона автомобиля
Время и путь разгона автомобиля можно определить графоаналитическим (метод Яковлева, Чудакова и др.) и графическим методами (метод Ломоносова, Липеца, Лебедева и др.).
Графоаналитический метод, для которого требуется большее число построений и вспомогательных расчетов, дает более точные результаты и лучше отражает физическую сторону вопроса. Преимуществом графического метода является простота и быстрота всех построений.
Рассмотрим определение времени и пути разгона автомобиля по методу Н.А. Яковлева.
Время разгона определяют, зная ускорение и скорость автомобиля.
При ускоренном движении автомобиля ускорение равно:
(27)
Так как отсутствует аналитическая связь между ускорением j и скоростью Va, то решение проводим графоаналитическим методом, пользуясь графиком ускорения автомобиля. Кривую ускорений разбиваем на ряд интервалов, и предполагаем, что в каждом интервале скоростей автомобиль разгоняется с постоянным средним ускорением (jср). Величину определяем по формуле:
м/с2
(28)
где j1, j2 – ускорения соответственно в начале и конце интервала скорости (V1,V2).
м/с2
Для точности расчетов интервал скорости берут равным 2-3 км/ч на первой передачи, 10-15 км/ч - на высшей передачи и 5-10 км/ч – на промежуточных передачах.
Если взять интервал скоростей от V1-V2, например, то среднее ускорение на этом участке (j`ср) равно:
(29)
Следовательно, время разгона в том же интервале изменения скорости определяется как:
с (30)
с
Пользуясь полученным выражением, определяем время разгона и на всех других интервалах скоростей.
Общее время разгона составит:
с (31)
Результаты расчетов сводим в таблицу.
Таблица 9 – Расчет времени разгона.
Va |
1 |
6,117 |
9 |
12 |
15 |
18 |
21 |
24 |
27 |
30 |
ΔV |
2 |
|
2,883 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
Jcp |
3 |
|
1,1592 |
1,284 |
1,382 |
1,451 |
1,482 |
1,488 |
1,458 |
1,405 |
Δt |
4 |
|
0,6908 |
0,649 |
0,603 |
0,574 |
0,562 |
0,560 |
0,571 |
0,593 |
T,c |
5 |
|
0,6908 |
1,3398 |
1,9428 |
2,516 |
3,078 |
3,638 |
4,209 |
4,802 |
Продолжение таблицы 9
1 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
85 |
95 |
105 |
115 |
130 |
2 |
5 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
15 |
3 |
1,343 |
1,161 |
0,995 |
0,817 |
0,638 |
0,577 |
0,405 |
0,2408 |
0,171 |
0,0697 |
4 |
1,034 |
2,392 |
2,791 |
3,4 |
4,355 |
4,814 |
6,858 |
11,547 |
16,260 |
60 |
5 |
5,836 |
8,228 |
11,019 |
14,419 |
18,774 |
23,588 |
30,446 |
41,993 |
58,223 |
118,253 |
По значениям
,
определенным для различных скоростей,
строим кривую времени разгона, начиная
ее от значения
,
для которого t=0.
Для скорости V2
откладывают значения
1;
для скорости V3
– значение времени разгона (
1+
2)
и т.д. Время переключения передач (tпп)
при построении не учитываем.
Путь разгона S зависит от скорости автомобиля и его времени разгона:
(32)
Тогда путь разгона, например, в интервале скоростей равен:
,м
(33)
Пользуясь полученным выражением, рассчитываем путь разгона на всех выбранных интервалах, начиная с Vmin. Для последующих скоростей расчет пути разгона ведется аналогично времени разгона.
м
Результаты расчетов сводим в таблицу.
Таблица 10 – Расчет пути разгона.
Va |
1 |
6,117 |
9 |
12 |
15 |
18 |
21 |
24 |
27 |
30 |
Vcp |
2 |
|
7,558 |
10,5 |
13,5 |
16,5 |
19,5 |
22,5 |
25,5 |
28,5 |
Δt |
3 |
|
0,6908 |
0,649 |
0,603 |
0,574 |
0,562 |
0,560 |
0,571 |
0,593 |
ΔS |
4 |
|
1,446 |
1,887 |
2,254 |
2,624 |
3,036 |
3,488 |
4,033 |
4,678 |
S |
5 |
|
1,446 |
3,333 |
5,587 |
8,211 |
11,247 |
14,735 |
18,768 |
23,446 |
Продолжение таблицы 10
1 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
85 |
95 |
105 |
115 |
130 |
2 |
32,5 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
122,5 |
3 |
1,034 |
2,392 |
2,791 |
3,4 |
4,355 |
4,814 |
6,858 |
11,547 |
16,260 |
60 |
4 |
9,306 |
26,488 |
38,654 |
56,481 |
84,357 |
106,615 |
170,64 |
319,44 |
494,15 |
2027,92 |
5 |
32,752 |
59,24 |
97,894 |
154,375 |
238,732 |
345,347 |
515,98 |
835,42 |
1329,5 |
3357,49 |
Общий путь разгона от Vmin до Vn равен:
,м (34)
Расчет пути и времени разгона от скорости автомобиля строим для тех же интервалов скорости, что и кривую времени разгона.
Кривые пути и времени разгона строим на одном графике.