1.4.Определение основных показателей
динамичности автомобиля
Все показатели динамичности выражаем в зависимости от скорости автомобиля по формуле (45)
= 0377 
= 0,377 
= 4,6
Скорость автомобиля на первой передаче:
= 
= 2,3
;
-
на второй
= 
= 3
;
-
на третьей
= 
= 3,6
;
-
на четвёртой
= 4,6
;
- на пятой
= 
= 6,1
;
Тяговое
усилие на ведущих колёсах вычисляем по
формуле (11)
= 
= 
= 18,25 
;
Тогда :
- на первой передаче
= 18,25
2
= 36,5 
;
- на второй
= 18,25
1.5
= 27,3
;
- на третьей
= 18,25
1,25
= 22,8 
;
- на четвёртой
= 18,25 
;
- на пятой передаче
= 18,25
0,75 
= 13,6 
;
Динамический фактор рассчитываем по формуле (10):
D
= 
= 
= 6.43
;
Коэффициент учета вращающихся масс
=
1 + 0,04 (1 + 
).=1,04
∙ 5= 5,2
Тогда получим на различных передачах
= 5,2; 
= 3,38; 
= 2,66; 
= 2,08; 
= 1,62,
Ускорение автомобиля по (43)
j
= 
= 
.
Коэффициент сопротивления качению f принимаем равным 0,02. Подставляя значения в формулу, получим:
- на первой передаче
j
= 
= 1,88
;
- на второй
j
= 
= 2,89
;
- на третьей
j
= 
= 3,68
;
- на четвёртой
j=
= 4,71
;
- на пятой
j
= 
= 6,04
;
Результаты вычислений D и f для 1 – 5 передач сведены соответственно в табл. 2 - 6 и представлены на рис.2 и 3.
Таблица
2
|
|
км/ч |
Н м |
H |
H |
D |
j
|
|
800 1150 1500 1850 2200 2521 2900
|
7,01 10,06 13,16 16,23 19,87 22,81 25,44
|
126 175 201 218 229 233 250
|
4600 6390 7339 7960 8361 8507 9128
|
47,41 97,65 167,02 254,16 380,95 501,95 624,40
|
0,154 0,214 0,243 0,262 0,271 0,276 0,289
|
0,010 0,029 0,027 0,031 0,032 0,033 0,036
|
,
Таблица 3
|
|
км/ч |
Н м |
H |
H |
D |
j
|
|
800 1150 1500 1850 2200 2521 2900
|
9,34 13,45 17,53 21,63 25,74 30,43 33,94
|
126 175 201 218 229 233 250
|
3450 4792 5504 5970 6271 6380 6846
|
84,17 174,55 296,52 451,39 638,97 893,42 1118,44
|
0,114 0,157 0,177 0,187 0,191 0,186 0,194
|
0,014 0,016 0,022 0,025 0,026 0,025 0,027
|
,
Таблица 4
|
|
км/ч |
Н м |
H |
H |
D |
j
|
|
800 1150 1500 1850 2200 2521 2900
|
11,23 16,15 21,07 25,97 30,87 36,49 40,97
|
126 175 201 218 229 233 250
|
2872 3993 4587 4971 5226 5317 5772
|
121,67 251,65 428,32 650,74 919,47 1284,79 1619,62
|
0.093 0.127 0.141 0.146 0.146 0.137 0.141
|
0,03 0,10 0,015 0,017 0,017 0,013 0,015
|
,
Таблица 5
|
|
км/ч |
Н м |
H |
H |
D |
J
|
|
800 1150 1500 1850 2200 2521 2900
|
12,97 14,03 26,32 32,46 38,61 45,63 50,89
|
126 175 201 218 229 233 250
|
2300 3195 3669 3980 4180 4253 4564
|
157,79 190,95 668,11 1016,69 1438,43 2009,05 2498,31
|
0.72 0.102 0.102 0.100 0.90 0.76 0.70
|
0,013 0,015 0,015 0,016 0,020 0,011 0,014
|
,
Таблица
6
|
|
км/ч |
Н м |
H |
H |
D |
j
|
|
800 1150 1500 1850 2200 2521 2900
|
19,52 38,5 57,8 77,1 96,4 115,6 135
|
126 175 201 218 229 233 250
|
1725 2396 2752 2985 3135 3190 3423
|
369,09 1420,30 2223,16 2430,04 2770,03 2953,12 3001,20
|
0.046 0.032 0.018 0.018 0.012 0.008 0.014
|
0,022 0,013 0,04 0,04 0,012 0,049 0,002
|
,
Рис.2.Динамическая
характеристика
Расчет
времени и пути разгона производим случая
разгона автомобиля с места с переключением
передач, начиная с первой передачи и
кончая прямой 
.Наиболее
интенсивный разгон (наибольшие ускорения)
имеет место в случае переключения с
низших передач на высшие при скоростях,
соответствующих точкам пересечения
кривых ускорений переключаемых передач.
Для нашего примера точка пересечения
кривых ускорений первой и второй передач
(рис.3) соответствует скорости 22 км/ч,
кривые же ускорений второй и третьей
соответствует скорости 32 км/ч, третьей
и четвёртой передачи соответствует
скорость 57 км/ч. Из графика ускорений
(рис.3 ) следует, что разгоняться на пятой
ускоряющей передаче нецелесообразно,
так как ускорения на этой передаче ниже,
чем на четвёртой (прямой). Из табл.6 видно,
что на ускоряющей передаче двигаться
со скоростями выше 92 км/ч (96,4; 115,6 и т.д.)
невозможно, так как динамический фактор
D
при этих скоростях меньше коэффициента
сопротивления качению (0,049 < 0.02).
ускоряющую передачу включают при
движении автомобиля по хорошей дороге
с большими скоростями или без груза.
При этом частота вращения коленчатого
вала двигателя снижается и расход
топлива, как правило, меньше, чем при
движении на четвёртой передаче.
Рис.3.График ускорений автомобиля
Время разгона вычисляем по формуле (46)
t
= 
+ (
+ 1) 
t
= 
+ (
+ 1) 
t
= 
+ (
+ 1) 
t
= 
+ (
+ 1) 
t
= 
+ (
+ 1) 
где
- суммарная площадь под кривыми величин,
обратных ускорениям, мм2
(рис.4);
- масштаб скорости (1мм - 
км/ч);
- масштаб величин, обратных ускорениям
(1мм - 
/м);
- номер включенной передачи;
– время, затрачиваемое на переключение
передач.
Рис.4.График обратных ускорений
Для
полуавтоматических коробок передач
= 0,05 … 0,10 с,
для
коробок передач с синхронизаторами
= 0,2 … 0,5 с и
для
коробок без синхронизаторов 
= 1 … 3 с.
Время
принимаем равным с.
Время
разгона без учета 
= 
= 
∑
= 4 
∑
.
Время
(табл.8) – это результат вычислений по
формуле (46) без учета 
, а время:
t
= 
+ (
- 1) 
tп1=4,07
t
= 
+ (
- 1) 
tп2=4,08
t
= 
+ (
- 1) 
th3=4,14
t
= 
+ (
- 1) 
th4=4,21
t
= 
+ (
- 1) 
th5=4,28
Рис.5. График времени и пути разгона
Время
разгона подсчитано только до скорости
135 км/ч. Для грузового автомобиля, у
которого при 
расчетное ускорение j
0, можно было бы подсчитать время разгона
и до максимальной скорости (в нашем
примере 
= 135 км/ч). Однако в этом случае график
величин, обратных ускорениям,
имел бы слишком большой размер по оси ординат ( сравните в табл.7: 1/j=
=
78
при 
= 115,6 км/ч и 1/j
=
95 при 
= 135 км/ч). Следует заметить, что в
действительности при движении автомобиля
с 
ускорение его будет равно нулю, так как
ограничитель максимальных оборотов не
позволяет двигателю увеличивать частоту
вращения 
свыше 2900 об/мин и , следовательно,
увеличивать скорость 
свыше 135 км/ч. Указанное выше несоответствие
получилось из-за того, что максимальная
скорость задавалась при
f
= 0.200, а расчет ускорений проводился при
f
= 0.200.
Таблица
7
|
Пере- Дача |
км/ч |
j, м/с |
1/j
|
|
Пере- дача |
км/ч |
j, м/с |
1/j
|
|
1 |
7,01 10,0613,1616,2319,8722,8125,4430,19
|
0,10 0,029 0,027 0,031 0,032 0,033 0,036 |
10 34,4837,0332,2531,2530,3027,77 |
|
2 |
9,34 13,45 17,53 21,63 25,74 30,43 33,94
|
0.014 0.016 0.022 0.025 0.026 0.025 0,027
|
71,4262,5 45,4 40 38,4640 37,03 |
|
3 |
11,23 16,15 21,07 25,97 30,87 36,49 40,97
|
0.03 0.10 0.015 0.017 0.017 0.013 0.015
|
33,3 10 66,6 58,8258,8276,9266,6 |
|
4 |
12,97 14,03 26,32 32,46 38,61 45,63 50,89 |
0.013 0.015 0.015 0.016 0.020 0.011 0.014 |
76,9266,6 66,6 62,5 50 90,9 71,42
|
,
/м
,
/м
Таблица 8
|
Пере- дача |
км/ч |
∑
|
с |
t с |
Пере- дача |
км/ч |
∑
|
С |
t с |
|
1 |
7,01 10,06 13,16 16,23 19,87 |
0 130 302 408 490 |
0 0,5 1,7 1,8 1,9 |
0 0,5 1,7 1,8 1,9 |
3 |
11,23 16,15 21,07 25,97 30,87 36,49 40,97 |
220 402 540 700 1010 1390 1540 |
4,3 6,1 8,5 11,3 14,2 15,9 17,4 |
4,6 7,2 9,7 12,2 15,8 16,3 18,5 |
|
2 |
9,34 13,45 17,53 21,63 25,74 30,43 |
172 290 450 546 690 1040 |
1,9 2,1 2,7 3,1 3,7 4,2 |
2,1 2,6 3,0 3,4 4,4 4,8 |
4 |
12,97 14,03 26,32 32,46 38,61 |
360 402 815 1272 1690 |
17,4 19 21 25,1 27,8 |
18,7 20,3 23,5 26,4 29,5 |
,
,
Таблица
9
|
км/ч |
∑
|
S м |
|
км/ч |
∑
|
S М |
|
11,23 16,15 25,97 40,97 45,63 50,89 |
180 395 1020 3040 4375 7832 |
4,5 12,3 28,6 80,1 115,6 206,3 |
57,8 77,12 96,4 115,6 135
|
11576 25864 32270 38524 42148
|
298,5 680,7 832,5 1244,8 1856,7
|
,
,
Таблица 10
|
км/ч |
t с |
S м |
|
км/ч |
t с |
S М |
|
19,2 38,5 57,8 77,12 |
4,0 12,4 22,7 38,3 |
9,5 158 324 568 |
96,4 115,6 135
|
52,2 74,5 82,6
|
725 815 902
|
,
,
Путь разгона вычисляем по формуле
S
= 
=
∑
= 2,24
∑
(47)
где
∑
–
суммарная площадь между осью ординат
и кривой времени
разгона
(рис.5), 
;
– масштаб времени (1 мм - 
с).
Площади
и масштабы 
и 
берём из графика времени разгона
(см.рис.5). Результаты вычислений сведены
в табл.9 и представлены на графике пути
разгона (см.рис.5).
Из графиков времени и пути разгона находим зависимость между t и S (табл.10) и строим график S = (t) (рис.6).
Рис.6.График интенсивности разгона автомобиля