Раздел (модуль) 4. Тягово-скоростные свойства и топливная экономичность колёсной машины Лекция 4.1. Динамическая характеристика колёсной машины и её построение
4.1.1. Динамический фактор колёсной машины
Уравнение тягового баланса автомобиля при движении без прицепа имеет вид
,
Из уравнения тягового баланса можно записать
.
Разность сил
в этом уравнении представляет собой
силу тяги, необходимую для преодоления
всех внешних сил сопротивления движению
колёсной машины за исключением
сопротивления воздуха. Она пропорциональна
полному весу колёсной машины. Поэтому
отношение (
)/G
характеризует запас силы тяги, приходящийся
на единицу веса колёсной машины. Это
отношение является измерителем
динамических свойств колёсной машины
и называется динамическим фактором
колёсной машины
.
Таким образом, динамический фактор колёсной машины можно определить по формуле
.
В этой формуле крутящий момент двигателя берут по скоростной характеристике двигателя, снятой при полном открытии дроссельной заслонки, т.к. динамический фактор определяют при работе двигателя с полной нагрузкой.
Между динамическим фактором и параметрами, характеризующими сопротивления движению колёсной машины, имеется следующая связь
- при неустановившемся
движении колёсной машины и
- при установившемся
движении колёсной машины,
где
- приведённый коэффициент сопротивления
дороги.
Будучи удельным параметром, динамический фактор позволяет проводить сравнительную оценку динамических свойств различных колёсных машин независимо от их грузоподъёмности и веса.
Динамический фактор имеет разные значения в зависимости от скоростного режима движения колёсной машины, частоты вращения вала двигателя и его крутящего момента, а также от номера включённой передачи в трансмиссии.
4.1.2. Динамическая характеристика колёсной машины
Наглядное
представление о значениях динамического
фактора при работе колёсной машины с
различными скоростями на разных передачах
даёт график
,
приведённый на рисунке 22. Этот график
называется динамической характеристикой
колёсной машины. Динамическая
характеристика колёсной машины строится
для её полного веса.
Если муфта сцепления и ведущие колёса не буксуют, то между скоростью движения колёсной машины и частотой вращения вала двигателя существует известная зависимость
,
где - динамический (теоретический) радиус ведущего колеса.
Пользуясь данным выражением, определяем отдельно для каждой передачи, какова частота вращения вала двигателя при различных скоростях движения колёсной машины. Затем по скоростной характеристике двигателя, снятой при полном открытии дроссельной заслонки, находим значения крутящих моментов , соответствующие этой частоте вращения.
Подставляя эти значения в формулу для определения динамического фактора, и делая соответствующие преобразования, получим необходимые данные для построения кривых динамического фактора.
Кривые динамического фактора ограничиваются слева минимальной частотой вращения, при которой возможна работа двигателя, а справа – допустимой максимальной частотой вращения вала двигателя. Точки перегиба кривых соответствуют работе двигателя на максимальном крутящем моменте двигателя.
При оценке колёсной машины по её динамической характеристике отмечают:
- максимальную скорость при установившемся движении в наиболее типичных для данного вида колёсной машины дорожных условиях;
- динамический фактор на высшей передаче при скорости движения равной 0,5 максимальной скорости ;
- максимальное
значение динамического фактора
на низшей передаче;
- максимальное значение динамического фактора на прямой передаче и соответствующая ему скорость;
- максимальное значение динамического фактора на промежуточных передачах.
4.1.3. Динамический фактор по сцеплению
Назовём
динамическим фактором по сцеплению
максимальное значение динамического
фактора, ограничиваемое сцеплением
ведущих колёс с дорогой, и обозначим
его
.
Указанное
значение динамического фактора получается
при реализации максимально возможной
по сцеплению в данных дорожных условиях
касательной силы тяги
.
В соответствии с этим определением
имеем
.
Для машины с задними ведущими колёсами
,
где - коэффициент сцепления колеса с дорогой; - коэффициент нагрузки задних колёс.
Динамический фактор по сцеплению может быть ограничителем динамического фактора при использовании колёсной машины в заданных дорожных условиях.