ВАриант 11 / Zapiska_Tyagovaya_dinamika
.pdf3.3.2 Практическое использование динамической характеристики
По динамической характеристике определяем:
1)Максимальную скорость движения автобуса: Vmax= 90 км/ч.
2)Максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автобусом
Fn max Dn max Ga ;
Fn max 0,030 115512,8 3465, 4Н;
3) Максимальную величину подъема, преодолеваемого автобусом на передачах:
hmax, 1 hmax, 2 hmax, 3 hmax, 4 hmax, 5 hmax, 6
hmax, i = Dmax, i – fV, i;
=0,374 – 0,0070 = 0,367;
=0,215 – 0,0070 = 0,208;
=0,124 – 0,0071 = 0,117;
=0,070 – 0,0072 = 0,063;
=0,040 – 0,0074 = 0,032;
=0,030 – 0,0076 = 0,022;
4) Критическая скорость движения автобуса VКРi по условиям величины окружной силы и область устойчивого движения автобуса при полной нагрузке двигателя:
VКР1 = 5,27 км/ч;
VКР2 = 9,16 км/ч;
VКР3 = 15,91 км/ч;
VКР4 = 27,63 км/ч;
VКР5 = 37,71 км/ч;
VКР6 = 47,14 км/ч.
5) Зона движения автобуса без буксования ведущих колес:
D F / Ga G / Ga ;
D 0,8 (84902 / 115512,8) 0,588 ;
6) Условие безостановочного движения:
Dφ > Dmax > ψmax.
Знаем, что:
22
Dφ = 0,588; ψmax = 0,35.
Условие выполняется:
0,588 > 0,374 > 0,35.
Особые точки динамической характеристики автобуса представлены в таблице 3.4.
Таблица 3.4 – Особые |
точки |
динамической |
характеристики |
автобуса |
на |
||||||||
передачах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
Vmax |
Dv |
|
Dnmax |
Dmax |
Fnψ max |
hnmax |
Vmin |
Dφ |
Vkn |
dvn |
|
dDn |
Размерность |
км/ч |
– |
|
– |
– |
кН |
– |
км/ч |
– |
км/ч |
– |
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение |
90 |
0,02 |
|
0,030 |
0,374 |
3,465 |
0,022 |
3,01 |
0,58847,14 |
1,50 |
1,10 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.4 Ускорение автобуса при его разгоне
Ускорение рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твердым покрытием при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колес. Величину ускорения находим из уравнения, связывающего динамический фактор с условиями движения автобуса:
ax = ( Di – fVi)g / δi;
где δi – коэффициент учета вращающихся масс;
i 1 1 UКП2 2 ,
где σ1, σ2 – коэффициенты, принимаем σ1 =σ2 = 0,04.
1 1 0,04 9,12 0,04 4,352 ;
2 1 0,04 5, 2392 0,04 2,138 ;
3 1 0,04 3,0172 0,04 1, 404 ;
4 1 0,04 1,7372 0,04 1,161;
5 1 0,04 1,02 0,04 1,08 .
6 1 0,04 0,82 0,04 1,066 .
Тогда
ax1(800) = (0,349 – 0,0070)9,81 / 4,352 = 0,771 м/с2.
23
Результаты расчета сведены в таблицу 3.1. График характеристики ускорений автобуса при разгоне представлен на рисунке 3.4.
Рисунок 3.4 – Характеристика ускорений автобуса при разгоне
Особые точками характеристики ускорений автобуса являются:
1.Максимальное ускорение aXmax;
2.Скорость автобуса при максимальном ускорении VAXmax;
3.Максимальное ускорение на высшей передаче aXmax, k;
4.Скорость автобуса на высшей передаче в КП при максимальном
ускорении VAXmax, k;
5. Максимальная скорость движения автобуса Vmax.
24
Значения особых точек характеристики ускорений автобуса на передачах приведены в таблице 3.5.
Таблица 3.5 – Особые точки характеристики ускорений автобуса на передачах
Параметр |
aXmax |
VAXmax |
aXmax, k |
VAXmax, k |
Vmax |
|
|
|
|
|
|
Размерность |
м/с2 |
км/ч |
м/с2 |
км/ч |
км/ч |
Значение |
0,956 |
5,27 |
0,203 |
47,14 |
90 |
|
|
|
|
|
|
3.5 Характеристика времени и пути разгона автобуса
Путь и время разгона рассчитывают в предположении, что автобус разгоняется на ровной горизонтальной дороге при полной подаче топлива на участке длиной 2000 м (соответствует ГОСТ 22576-90 «Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний.»).
Трогание автобуса с места начинают на передаче, обеспечивающей максимальное ускорение (в нашем случае – вторая передача). Для определения наиболее интенсивного разгона в расчет вводят максимально возможное ускорение при данной скорости движения автобуса.
3.5.1 Определение времени разгона
Для определения времени разгона разбиваем кривую ускорения на интервалы. Определим изменение скорости на этих промежутках:
ΔV = Vi+1 – Vi,
где Vi+1 – скорость в конце рассматриваемого интервала; Vi – скорость в начале рассматриваемого интервала.
Считаем, что в полученных промежутках автобус движется равноускоренно, тогда среднее ускорение:
aср i = 0,5 (ai + ai+1),
где ai – ускорение автобуса в начале интервала; ai+1 – ускорение автобуса в конце интервала.
Время движения автобуса, за которое его скорость возрастает на величину приращения скорости, определяется по закону равноускоренного движения:
ti = Vi / aсрi,
где i – число интервалов скоростей.
Время разгона автобуса от минимальной скорости до максимальной на данной передаче определяется по формуле:
25
ti = Σ Δti;
При расчетах для автобусов время переключения принимают равным
0.8…1.5 с. Принято tп=1с.
Падение скорости за время переключения рассчитывается по формуле:
Vп = gψ tп/δ;
Полное время разгона автобуса на всех передачах:
n j |
n j 1 |
nz |
t ti, j tn, j |
ti, j 1 ... ti,z ; |
|
i 1 |
i 1 |
i 1 |
где nj – число интервалов, на которую разбита кривая ускорений на j – ой
передаче;
z – номер высшей передачи.
3.5.2 Определение пути разгона
При равноускоренном движении в интервале скоростей Vi путь, проходимый автобусом, определяется:
Si = Vср i ti;
Путь автобуса за время переключения передачи:
Sп = (Vmax k – 0,5 Vп)t п,
где k – номер передачи.
Путь разгона автобуса от минимальной скорости до максимальной на данной передаче определяется по формуле:
S = Σ ΔSi;
Путь, пройденный автобусом при разгоне на всех передачах, определяется по формуле:
n j |
n j 1 |
nz |
S Si, j Sn, j Si, j 1 ... Si,z , |
||
i 1 |
i 1 |
i 1 |
где nj – число интервалов, на которые разбита кривая ускорений на j – ой
передаче;
z– номер высшей передачи.
Результаты расчета сведены в таблицу 3.6. График скоростной характеристики разгона автобуса представлен на рисунке 3.5.
26
Рисунок 3.5 – Скоростная характеристика разгона автобуса
27
Таблица 3.6 – Результаты расчета скоростной характеристики разгона автобуса
№ |
Обозн. |
|
|
|
Номер точки |
|
|
||
пер. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Va, км/ч |
5,24 |
6,66 |
8,08 |
|
9,5 |
10,92 |
12,34 |
13,74 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Va, м/с |
1,46 |
1,85 |
2,24 |
|
2,64 |
3,03 |
3,43 |
3,82 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔV, м/с |
- |
0,39 |
0,39 |
|
0,4 |
0,39 |
0,4 |
0,39 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ai, м/с2 |
0,89 |
0,929 |
0,951 |
|
0,955 |
0,942 |
0,912 |
0,865 |
|
aiср, м/с2 |
- |
0,91 |
0,94 |
|
0,953 |
0,949 |
0,927 |
0,889 |
передача |
Δt, с |
- |
0,43 |
0,41 |
|
0,42 |
0,41 |
0,43 |
0,44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tп, с |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
t, с |
0 |
0,43 |
0,84 |
|
1,26 |
1,67 |
2,1 |
2,54 |
2-я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vп, км/ч |
|
|
|
0,236 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vп, м/с |
|
|
|
0,066 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Viср, м/с |
- |
1,66 |
2,05 |
|
2,44 |
2,84 |
3,23 |
3,63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔS, м |
- |
0,71 |
0,84 |
|
1,02 |
1,16 |
1,39 |
1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S, м |
0 |
0,71 |
1,55 |
|
2,57 |
3,73 |
5,12 |
6,72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sп, м |
|
|
|
3,78 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Va, км/ч |
13,504 |
15,23 |
16,96 |
|
18,69 |
20,42 |
22,15 |
23,86 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Va, м/с |
3,75 |
4,23 |
4,71 |
|
5,19 |
5,67 |
6,15 |
6,63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔV, м/с |
- |
0,48 |
0,48 |
|
0,48 |
0,48 |
0,48 |
0,48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ai, м/с2 |
0,809 |
0,815 |
0,814 |
|
0,805 |
0,788 |
0,764 |
0,733 |
|
aiср, м/с2 |
- |
0,812 |
0,815 |
|
0,81 |
0,797 |
0,776 |
0,749 |
передача |
Δt, с |
- |
0,59 |
0,59 |
|
0,59 |
0,6 |
0,62 |
0,64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tп, с |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
t, с |
3,54 |
4,13 |
4,72 |
|
5,31 |
5,91 |
6,53 |
7,17 |
3-я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vп, км/ч |
|
|
|
0,239 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vп, м/с |
|
|
|
0,066 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Viср, м/с |
- |
3,99 |
4,47 |
|
4,95 |
5,43 |
5,91 |
6,39 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔS, м |
- |
2,35 |
2,64 |
|
2,92 |
3,26 |
3,66 |
4,09 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S, м |
10,5 |
12,85 |
15,49 |
|
18,41 |
21,67 |
25,33 |
29,42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sп, м |
|
|
|
6,59 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28
Продолжение таблицы 3.6
|
Va, км/ч |
23,621 |
26,59 |
29,56 |
32,53 |
35,5 |
38,47 |
41,45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Va, м/с |
6,56 |
7,39 |
8,21 |
9,04 |
9,86 |
10,69 |
11,51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔV, м/с |
- |
0,83 |
0,82 |
0,83 |
0,82 |
0,83 |
0,82 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ai, м/с2 |
0,533 |
0,535 |
0,532 |
0,524 |
0,511 |
0,492 |
0,468 |
|
aiср, м/с2 |
- |
0,534 |
0,534 |
0,528 |
0,518 |
0,502 |
0,48 |
передача |
Δt, с |
- |
1,55 |
1,54 |
1,57 |
1,58 |
1,65 |
1,71 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tп, с |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
t, с |
8,17 |
9,72 |
11,26 |
12,83 |
14,41 |
16,06 |
17,77 |
4-я |
|
|
|
|
|
|
|
|
Vп, км/ч |
|
|
|
0,249 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vп, м/с |
|
|
|
0,069 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Viср, м/с |
- |
6,98 |
7,8 |
8,63 |
9,45 |
10,28 |
11,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔS, м |
- |
10,82 |
12,01 |
13,55 |
14,93 |
16,96 |
18,98 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S, м |
36,01 |
46,83 |
58,84 |
72,39 |
87,32 |
104,28 |
123,26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sп, м |
|
|
|
11,48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Va, км/ч |
41,201 |
46,33 |
51,46 |
56,59 |
61,72 |
66,85 |
72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Va, м/с |
11,44 |
12,87 |
14,29 |
15,72 |
17,14 |
18,57 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔV, м/с |
- |
1,43 |
1,42 |
1,43 |
1,42 |
1,43 |
1,43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ai, м/с2 |
0,273 |
0,27 |
0,263 |
0,252 |
0,238 |
0,221 |
0,2 |
|
aiср, м/с2 |
- |
0,272 |
0,267 |
0,258 |
0,245 |
0,23 |
0,211 |
передача |
Δt, с |
- |
5,26 |
5,32 |
5,54 |
5,8 |
6,22 |
6,78 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tп, с |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
t, с |
18,77 |
24,03 |
29,35 |
34,89 |
40,69 |
46,91 |
53,69 |
5-я |
|
|
|
|
|
|
|
|
Vп, км/ч |
|
|
|
0,278 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vп, м/с |
|
|
|
0,077 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Viср, м/с |
- |
12,16 |
13,58 |
15,01 |
16,43 |
17,86 |
19,29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔS, м |
- |
63,96 |
72,25 |
83,16 |
95,29 |
111,09 |
130,79 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S, м |
134,74 |
198,7 |
270,95 |
354,11 |
449,4 |
560,49 |
691,28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sп, м |
|
|
|
19,96 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29
Продолжение таблицы 3.6
|
Va, км/ч |
71,722 |
74,77 |
77,82 |
80,87 |
83,92 |
86,97 |
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Va, м/с |
19,92 |
20,77 |
21,62 |
22,46 |
23,31 |
24,16 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔV, м/с |
- |
0,85 |
0,85 |
0,84 |
0,85 |
0,85 |
0,84 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
передача |
ai, м/с2 |
0,151 |
0,143 |
0,134 |
0,125 |
0,115 |
0,104 |
0,093 |
|
Δt, с |
- |
5,78 |
6,12 |
6,46 |
7,08 |
7,73 |
8,48 |
||
|
aiср, м/с2 |
- |
0,147 |
0,139 |
0,13 |
0,12 |
0,11 |
0,099 |
|
6-я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t, с |
54,69 |
60,47 |
66,59 |
73,05 |
80,13 |
87,86 |
96,34 |
||
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Viср, м/с |
- |
20,35 |
21,2 |
22,04 |
22,89 |
23,74 |
24,58 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔS, м |
- |
117,62 |
129,74 |
142,38 |
162,06 |
183,51 |
208,44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S, м |
711,24 |
828,86 |
958,6 |
1100,98 |
1263,04 |
1446,55 |
1654,99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.5.3 Практическое использование характеристик времени и пути разгона
По скоростной характеристике разгона автобуса определим следующие оценочные параметры тягово-скоростных свойств автобуса:
1) Условная максимальная скорость Vуmax. Она определяется как средняя скорость прохождения автобусом последних 400 метров 2000 метрового участка.
t1600 94,14 c;
t |
2000 |
96,34 2000 1654,99 3,6 |
110,14c. |
|
90 |
|
|
|
|
|
Vуmax = 400 3,6/(t2000 – t1600 )
где t2000 и t1600 – время разгона автобуса на участках соответственно 2000 м
и 1600 м.
Vуmax = 400 3,6/(110,14 – 94,14) = 90 км/ч
2) Время разгона автобуса t400 и t1000 на участках протяженностью 400 и 1000 м.
t400 38c; t1000 68c.
3) Время разгона автобуса tЗ до заданной скорости VЗ:
VЗ 60 км/ч; tЗ 38,5c.
30
Практическое применение характеристики времени и пути разгона приведены в таблице 3.7.
Таблица 3.7 – Данные, определенные по характеристикам времени и пути разгона автобуса
Параметр |
Vуmax |
t400 |
t1000 |
VЗ |
tЗ |
Размерность |
км/ч |
с |
с |
км/ч |
с |
|
|
|
|
|
|
Значение |
90 |
38 |
68 |
60 |
38,5 |
|
|
|
|
|
|
31