Анализ динамических процессов автомобиля

Расчет и построение графика разгона

Определяем расчетом по эмпирической формуле значения коэффициента учета дополнительной инерции вращающихся масс

, (5.1)

где u_к – передаточное число коробки передач.

Согласно уравнению движения автомобиля его ускорение, ограниченное двигателем, трансмиссией и ведущими колесами,

, (5.2)

а ускорение, ограниченное сцеплением шин ведущих колес с дорогой,

. (5.3)

Поэтому при j > j_φ (на первой и второй передачах) вместо значений j

принимаем значения j_φ, рассчитанные по формуле (5.3) при определенных из графиков тягово-тормозного паспорта значениях φ_υ = f (υ_т) и λ = f (Г). Результаты расчета j и j_φ, вписанные в таблицу 5.1, проверяем на графике

j = f (υ_т), построенном в левом углу верхней половины листа 2 формата А1 (см.рисунок 2 Приложения А).

Время t_р и путь s_р разгона определяем графоаналитическим методом Е.А. Чудакова и Н.А. Яковлева.

Делим соответствующую каждой передаче часть шкалы скорости υ_т на n = 5–6 удобных для отчета одинаковых интервалов

Δυ_n = υ_n - υ_n-1 (5.4)

со средними значениями скорости

υ_{n, ср} = 0,5(υ_n-1 + υ_n) (5.5)

и графически определяем в каждом интервале и на всех передачах среднее ускорение

, (5.6)

а также приращение времени разгона

(5.7)

и приращение пути разгона

. (5.8)

Полученные графоаналитические результаты сводим в таблицу 5.1, определяем расчетное время

t_pi = Δt₁ + Δt₂ + …+ Δt_n (5.9)

и путь

s_pi = Δs₁ + Δs₂ + …+ Δs_n (5.10)

разгона на каждой i – ой передаче, а также общее расчетное время разгона

t_p = Σ t_pi , (5.11)

общий расчетный путь разгона

s_p = Σ s_pi (5.12)

на всех передачах и на листе 2 строим их графическую зависимость.

Обгон по полосе встречного движения

Таблица 5.2 – Значения коэффициентов а_об и в_об

Автомобили	аоб	воб
Легковые Грузовые средней грузоподъемности Грузовые большой грузоподъемности и автопоезда	0,33 0,53 0,76	0,26 0,48 0,67

Вторая дистанция короче первой, так как водитель обгоняющего автомобиля стремится быстрее возвратиться на свою полосу движения и иногда «срезает угол» [3, с.29-30], а также «вклинивается» в дистанцию между движущимся впереди «лидером», заменяя опасность встречного столкновения двумя попутными – сзади и спереди.

При постоянных заданных скоростях υ₁ = υ₃ = 22 м/с и υ₂ = 15 м/с, известной габаритной длине L₁ = 4,012 м, принятой габаритной длине L₂ = 4,087 м и рассчитанных дистанциях безопасности

D₁ = 50 м ,

D₂ = 80 м

необходимое для завершенного обгона свободное расстояние на полосе встречного движения

s_св = 310 м.

Однако в реальных дорожных условиях полоса встречного движения часто оказывается занятой. Поэтому обгон приходится начинать со скорости υ₁ = υ₂ и совмещать его с разгоном – ускорением 0,7…0,8 от максимально возможного, определимого по уравнению (5.2) из таблицы 5.1 и графика j = f (υ_т).

Согласно формуле (5.13) при

υ₁ = (υ₂ + j₁t₁) < υ₃ (5.14)

свободное расстояние

(5.15)

и уменьшается от бесконечного в начале обгона (t₁ = 0 и υ₁ = υ₂) до минимального «пути обгона с ходу», определяемого формулой (5.13) при υ₁ = υ₃ = const.

При светофорном регулировании транспортных потоков и ограничении их скорости значением 60 км/ч (~ 17м/с) обгону предшествуют трогание с места и разгон с ускорением (5.2) или

j_φу ≈ 0,7φ_υ λ g , (5.16)

обеспечивающим боковую устойчивость автомобиля. Поэтому на локально скользких зимних дорогах и улицах, реально имеющих недопустимую ВСН 24…88 разность коэффициентов сцепления (Δ φ_υ > 0,1) и малые их значения зимой (0,1 < φ_υ < 0,3) разгон надо подчинять не будущему безрассудному обгону, а определению по ускорению (5.16) будущего замедления при возникновении опасности для движения. При этом j_φу = 1м/с² оказывается весьма удобным значением, позволяющим быстро рассчитать путь разгона с места в метрах до требуемой скорости υ_р (в м/с):

(5.17)

Эти же ориентировочные расстояния являются путем служебного торможения скорости υ_о = υ_р с замедлением j_хт = j_φу = 1 м/с² до остановки.

Экстренное торможение максимальной скорости с установившимся замедлением

Согласно строке 1 таблицы 4.5 скорость υ_а = 41 м/с, а установленная заводом – изготовителем максимальная скорость автомобиля 120 км/ч.

υ_max = 130 км/ч = 41 м/с. Поэтому принимаем υ_max = 41 м/с.

Согласно определению ГОСТ Р 51709-2001 «установившееся замедление – среднее значение замедления за время торможения τ_уст от момента окончания периода времени нарастания замедления до конца торможения». Поэтому максимально возможное среднее замедление j_ср, подобное j_уст, определяем графоаналитически:

1. Выделяем на верхнем среднем поле и в таблице 4.3 скоростной интервал 0 – υ_max, складываем n табличных значений φ_υс, делим эту сумму на n, определяем среднее табличное значение φ_{ср, m} = 0,6 и уточняем его графическим методом определения средней ординаты: увеличиваем количество ординат до 2n, определяем их суммарную длину L_2n, делим ее на 2n и по средней длине l_cp = L_2n /2n и масштабу определяем уточненное (графическое) значение φ_ср = 0,5.

2. При φ_х = φ_ср и К_э = 1,2 определяем среднее замедление j_ср = 2,46 м/с², отмечаем его значение на шкале j_хт левого поля тягово-тормозного паспорта и пунктирными линиями строим график j_ср = f(υ_т), ограничив его вертикальную линию временем торможения

(5.19)

Определяем расчетом тормозной путь

(5.20)

на среднем верхнем поле отмечаем его точкой в масштабе шкал τ и s_т , сравниваем полученные результаты с временем и путем ступенчато-импульсного торможения.