4. Динамика прямолинейного движения
4.1. Динамический паспорт автомобиля
Динамический паспорт автомобиля /3/ представляет собой совокупность динамической характеристики, номограммы нагрузок и графика контроля буксования ведущих колес.
Динамическую характеристику строят для автомобиля с полной нагрузкой. С изменением веса автомобиля от Gа до G динамический фактор изменяется и его можно определить по формуле:
D = (Pт – Pw)/G = DаGа/G. (86)
Чтобы не пересчитывать при каждом изменении нагрузки величину D, динамическую характеристику дополняют номограммой нагрузок, которую строят следующим образом. Ось абсцисс динамической характеристики продолжают влево (рис. 20) и на ней откладывают отрезок произвольной длины. На этом отрезке наносят шкалу нагрузки Н в процентах (для грузовых автомобилей) или указывают число пассажиров (для легковых автомобилей и автобусов). Через нулевую точку шкалы нагрузок проводят прямую, параллельную оси Dа, и на ней наносят шкалу динамического фактора Do для автомобиля без нагрузки. Масштаб для шкалы Do определяют по формуле:
ao = aaGo/Ga, (87)
где aa - масштаб шкалы динамического фактора для автомобиля с
полной нагрузкой;
Go - собственный вес автомобиля в снаряженном состоянии, в
который включают вес водителя, Н.
Равнозначные деления шкал Do и Da, (например, 0,05; 0,10 и т. д.) соединяют прямыми линиями.
Определим, например, какому динамическому фактору соответствует точка А при 90%-ной нагрузке. Точка А находится между линиями, которые соответствуют значениям динамического фактора 0,20 и 0,25, что приблизительно состовляет 0,23.
Рис. 20. Динамическая характеристика автомобиля с номограммой
нагрузок
Номограмма нагрузок позволяет решать все указанные выше задачи не только для случая полной нагрузки автомобиля, но и для любого ее значения. Так, на рис. 20. штрихпунктирной линией показано, что при нагрузке Н = 40% и скорости автомобиля V = 25 м/с коэффициент = 0,048. При Н = 80% и = 0,14 максимальная скорость автомобиля равна 7 м/с, а при V = 13 м/с и = 0,10 нагрузка (точка В) не должна превышать 20%.
График контроля буксования. График контроля буксования представляет собой зависимость динамического фактора по сцеплению от нагрузки и позволяет определить возможность буксования ведущих колес. Этот график строят следующим образом. Сначала по формулам, приведенным ниже, определяют динамический фактор по сцеплению для автомобиля с полной нагрузкой Dасц и без нее Dосц для различных коэффициентов сцепления х, и начиная с х = 0,1:
Dасц = G2/Ga х, (88)
Doсц = Go2/Go х, (89)
где Gо2 и G2 - вес, воспринимаемый ведущими колесами автомобиля соответственно без нагрузки и с нагрузкой, Н.
Затем значение Dасц откладывают по оси Dа номограммы нагрузок (рис. 21), а значение Doсц - по оси Do и полученные точки соединяют прямой штриховой линией.
Рис. 21. Динамический паспорт автомобиля
Пользуясь графиком контроля буксования, можно учесть ограничения, накладываемые на движение автомобиля сцеплением шин ведущих колес с дорогой. Например, можно определить минимальный коэффициент х, необходимый для движения с заданными нагрузкой и скоростью или с заданными нагрузкой и коэффициентом . В первом случае поступают так же, как при определении динамического фактора (по известным значениям нагрузки Н и скорости V), только вместо величины D по сплошным наклонным линиям определяют значение Dсц по штриховым линиям. Так, при скорости V = 25 м/с и нагрузке Н = 80% коэффициент х = 0,12 (точка A). Во втором случае проводят вертикальную линию через точку, соответствующую известному значению нагрузки Н, и на ней откладывают значение коэффициента , после чего по наклонным штриховым линиям определяют коэффициент х. Так, при нагрузке Н = 40% и коэффициенте = 0,2 - х = 0,32 (точка В).
Также можно определить максимальные коэффициент и скорость V при известных нагрузке Н и коэффициенте х, или нагрузку Н и скорость V при известных величинах х и . Если Н = 70% и коэффициент х = 0,4 (точка С), то коэффициент = 0,27. При таком коэффициенте сопротивления дороги автомобиль может двигаться лишь на первой передаче, причем для равномерного движения дроссельная заслонка должна быть прикрыта.