Тяговая и динамическая характеристики автомобиля

Тяговаяидинамическаяхарактеристикапредставляютсобойграфикизависимостей P_к=f(V) и D=f (V) на всех передачах, а также Pw=f(V); Py=f (V);y=f (V) на горизонтальной дороге, которые рассчитываются:

а) сила тяги на колесе

где Р_к – сила тяги на колесе, Н;

i_ТР – передаточное число трансмиссии при наличии коробки передач, дополнительной коробки и главной передачи, iтр =ikiДi0 ;

η_ТР – КПД трансмиссии;

M_m – текущее значение крутящего момента, Н·м;

r_Д – радиус качения колеса ( rД »rKпри движении безпробуксовывания), м.

б) скорость движения

где V – скорость движения, км/ч;

n_m – текущее значение числа оборотов вала двигателя, об/мин.

в) сила сопротивления дороги

где Р_Ψ – сила сопротивления дороги, Н;

G_a – полный вес автомобиля, Н;

Ψ – коэффициент сопротивления дороги.

Y=f=f0 (1 +k1V²) при α= 0,

где f₀ – табличное значение коэффициента сопротивления дороги;

f₀ = 0,007 - 0,015;

V – текущая скорость движения, км/ч;

k1 = (4...5)10^-5.

г) сила сопротивления воздуха

где P_w – сила сопротивления воздуха, Н;

V – текущая скорость движения,км/ч;

П – количество прицепов или полуприцепов, П = 0;

k3 – коэффициент, учитывающий влияние прицепа или полуприцепа на сопротивление воздуха; k_З = 0,4…0,5

kF – фактор обтекаемости, Н·с²/м²; kF = 0,6…0,7;

Динамический фактор

где D – динамический фактор;

Р_к – сила тяги на колесе, Н;

Pw– сила сопротивления воздуха, Н;

G_a – полный вес автомобиля, Н.

Угол подъема, который преодолевает автомобиль на каждой передаче при разных значениях равномерной скорости и заданном коэффициенте сопротивления качению определяется по уравнению:

Вычисленные значения внесем в таблицу 2.

Таблица 2 - Тяговая и динамическая характеристика автомобиля

n, об/мин	V, м/с	V, км/ч	PK, Н	Pw, Н	D	Y	a,°	PY, Н
Первая передача
	2,5	9,02		4,06	0,52	0,01003	50,62	177,47
	3,65	13,14		8,64	0,54	0,01007	53,02	178,11
	4,8	17,27		14,91	0,55	0,01012	54,72
	5,94	21,4		22,9	0,56	0,01018	55,69	180,13
	7,09	25,53		32,58	0,56	0,01026	55,93	181,5
	8,24	29,65		43,97	0,56	0,01035	55,41	183,11
	9,38	33,78		57,06	0,55	0,01046	54,17	184,97
	10,53	37,91		71,86	0,53	0,01057	52,2	187,06
	11,68	42,04		88,36	0,51	0,01071	49,55	189,39
	12,82	46,17		106,57	0,48	0,01085	46,23	191,97
	13,97	50,29		126,48	0,44	0,01101	42,28	194,79
2 передача
	3,76	13,52		9,14	0,34	0,01007	31,48	178,18
	5,48	19,71		19,43	0,36	0,01016	32,89	179,64
	7,2	25,91		33,56	0,37	0,01027	33,85	181,64
	8,92	32,10		51,51	0,37	0,01041	34,35	184,18
	10,64	38,29		73,31	0,37	0,01059	34,39	187,26
	12,36	44,48		98,93	0,37	0,01079	33,98	190,89
	14,08	50,67		128,39	0,36	0,01103	33,11	195,06
	15,8	56,87		161,69	0,35	0,01129	31,79	199,77
	17,52	63,06		198,81	0,33	0,01159	30,02	205,02
	19,24	69,25		239,78	0,31	0,01192	27,82	210,82
	20,96	75,44		284,57	0,28	0,01228	25,19	217,16
3 передача
	5,06	18,21		16,58	0,25	0,01013	22,15	179,24
	7,37	26,55		35,24	0,26	0,01028	23,10	181,88
	9,69	34,89		60,85	0,27	0,01049	23,69	185,5
	12,01	43,22		93,42	0,27	0,01075	23,94	190,11
	14,32	51,56		132,93	0,27	0,01106	23,84	195,7
	16,64	59,9		179,4	0,27	0,01144	23,38	202,28
	18,96	68,24		232,82	0,26	0,01186	22,57	209,84
	21,27	76,58		293,2	0,25	0,01235	21,41	218,38
	23,59	84,91		360,52	0,23	0,01288	19,91	227,91
	25,90	93,25		434,8	0,21	0,01348	18,06	238,42
	28,22	101,59		516,03	0,19	0,01413	15,88	249,91
4 передача
	6,35	22,85		26,11	0,2	0,01021	16,75	180,59
	9,25	33,32		55,5	0,21	0,01044	17,42	184,74
	12,16	43,78		95,84	0,21	0,01077	17,77	190,45
	15,07	54,25		147,13	0,21	0,01118	17,82	197,71
	17,98	64,71		209,37	0,21	0,01167	17,56	206,52
	20,88	75,17		282,56	0,2	0,01226	16,99	216,88
	23,79	85,64		366,7	0,2	0,01293	16,11	228,78
	26,7	96,1		461,79	0,18	0,01369	14,93	242,24
	29,6	106,57		567,83	0,17	0,01454	13,45	257,25
	32,51	117,03		684,82	0,15	0,01548	11,67	273,80
	35,42	127,5		812,77	0,13	0,01650	9,58	291,91
5 передача
	7,47	26,89		36,14	0,17	0,01029	13,59	182,00
	10,89	39,2		76,82	0,18	0,01061	14,06	187,67
	14,31	51,51		132,65	0,18	0,01106	14,23	195,66
	17,73	63,82		203,64	0,18	0,01163	14,11	205,71
	21,15	76,13		289,79	0,17	0,01232	13,70	217,9
	24,57	88,44		391,09	0,16	0,01313	13,00	232,23
	27,99	100,75		507,55	0,16	0,01406	12,00	248,71
	31,41	113,06		639,16	0,14	0,01511	10,72	267,34
	34,83	125,37		785,93	0,13	0,01629	9,14	288,11
	38,25	137,68		947,85	0,11	0,01758	7,27	311,02
	41,67			1124,94	0,09	0,01900	5,12	336,08

Рис.3 Тяговый баланс автомобиля (V = P_Kи V = P_w)

Рис.4 Динамический баланс автомобиля (ψ = V и D = V)

УСКОРЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ

Время равномерного движения автомобиля обычно мало по сравнению с общим временем его работы. Например, в городах оно составляет 15...25% времени движения, от 30 до 45% – ускоренное движение и 30...40% – движение накатом и торможение.

Показателями динамических свойств автомобиля при неравномерном движении служат величины ускорений, а также путь и время, необходимые для движения в определенном интервале изменения скорости.

Ускорение движения, которое может развивать автомобиль при заданных условиях, характеризует приемистость автомобиля: чем больше ускорение, тем выше при прочих равных условиях средняя скорость движения, а, следовательно, и производительностьавтомобиля.

Ускорение автомобиля найдем по формуле:

где j – ускорениеавтомобиля, м/с²;

D – динамический фактор;

Ψ – коэффициент сопротивления дороги; g – ускорение свободного падения,м/с²;

– коэффициент учета вращающихся масс автомобиля.

В этом уравнении величина, стоящая в скобках, определяется по динамическому балансу автомобиля отрезком, заключенным между кривой динамической характеристики и линией, соответствующей коэффициенту сопротивления дороги.

Коэффициент учета вращающихся масс автомобиля (коэффициент условного увеличения поступательно движущейся массы автомобиля):

где J_m– момент инерции вращающихся масс двигателя, Jm=0,1...0,5 H×м×с²;

åJK– суммарный момент инерции колес, åJK=2,5...5,0 H×м×с²;

i_к – передаточное число коробки передач на выбранной передаче;

iдв – передаточное число высшей передачи в раздаточной коробке;

I₀ – передаточное число главной передачи; G_a – полный вес автомобиля, Н;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

r_Д – динамический радиус колеса, м.

r_к–радиус качения колеса, м;

η_ТР – КПД трансмиссии.

Полученные значения ускорений внесем в таблицу 3.

Таблица 3 - Ускорение и обратное ускорения автомобиля

J1, м/с²	1/J1, с²/м	J2, м/с²	1/J2, с²/м	J3, м/с²	1/J3, с²/м	J4, м/с²	1/J4, с²/м	J5, м/с²	1/J5, с²/м
2,44	0,41	2,25	0,44	1,91	0,52	1,62	0,62	1,42	0,71
2,54	0,39	2,34	0,43	1,98	0,5	1,67	0,6	1,45	0,69
2,6	0,38	2,4	0,42	2,03	0,49	1,7	0,59	1,47	0,68
2,64	0,38	2,43	0,41	2,04	0,49	1,7	0,59	1,45	0,69
2,65	0,38	2,43	0,41	2,03	0,49	1,67	0,6	1,41	0,71
2,63	0,38	2,4	0,42		0,50	1,62	0,62	1,34	0,75
2,58	0,39	2,35	0,43	1,93	0,52	1,54	0,65	1,25	0,8
2,5	0,4	2,26	0,44	1,84	0,54	1,44	0,69	1,12	0,89
2,39	0,42	2,15	0,47	1,72	0,58	1,31	0,76	0,98	1,02
2,25	0,44		0,5	1,58	0,63	1,15	0,87	0,8	1,25
2,08	0,48	1,83	0,55	1,4	0,71	0,97	1,03	0,6	1,66

Рис.5 – График ускорений

Рис.6 – График обратных ускорений