Методичка для КР по экспл.свойствам авто

Порядок построения динамического паспорта

Чтобы не пересчитывать на каждое изменение нагрузки, строят номограмму нагрузок.

1.Ось абсцисс продолжают влево, и на ней откладывается отрезок произвольной

длины. На этом отрезке наносят шкалу нагрузок Н в % (для грузовых автомобилей):

НGa ,

Gn

где Gn - вес полезной нагрузки.

Для легковых автомобилей указывают число пассажиров.

2.Через нулевую точку шкалы нагрузок, параллельную оси динамического факто-

ра D, наносят шкалу динамического фактора D для автомобиля без нагрузки. Масштаб для D определяется по формуле:

a G a0 aGa 0 ,

где aa - масштаб шкалы динамического фактора для автомобиля с полной нагруз-

кой;

G0 - собственный вес автомобиля в снаряжённом состоянии включая вес водите-

ля, Н;

3.Равнозначные деления шкал D и D соединяют сплошными линиями.

Рис.6. Динамический паспорт автомобиля

21

Динамический паспорт позволяет анализировать тягово-скоростные свойства

автомобиля при различных условиях, а также сравнивать их с тягово-скоростными свойствами других автотранспортных средств для различных скоростей, нагрузок в кузове и дорожных условий, задаваемых коэффициентами сопротивления дороги и

сцепления шин с дорогой.

С помощью динамического паспорта могут быть решены многие практические

задачи, например:

определена скорость движения автомобиля на различных передачах и в различных дорожных условиях;

определены предельные дорожные сопротивления, которые могут быть преодолены автомобилем при движении с заданной скоростью на различных переда-

чах;

найдены ускорения, время и путь разгона на передачах и т.п.

Порядок построения графика контроля буксования

Динамический паспорт показывает предельную возможность движения автомо-

биля по условиям сцепления.

1.Определяем динамический фактор по сцеплению:

D z x , Ga

где z – вес, воспринимаемый ведущими колёсами без нагрузки.

2.Эти значения откладывают по оси ординат номограммы нагрузок и полученные

точки соединяют штриховой линией, на которой указывают величину коэффици-

ента x .

1.Пользуясь графиком контроля буксования, можно учесть ограничения, накладываемые на движение автомобиля (сцепления шин ведущих колёс с дорогой). Пользуясь графиком контроля буксования, можно определить минимальный коэффициент сцепления x , необходимый для движения автомобиля с заданной

нагрузкой, скоростью движения или с заданными нагрузкой и коэффициентом сопротивления дороги .

Например:

1.При V = 25 м/с и Н = 80% x = 0,12

2.При Н = 40% и = 0,2 x = 0,32 3.При Н = 70% и x = 0,4 = 0,27

4.2.5. Ускорение, время и путь разгона на передачах

Максимально возможные ускорение, время и путь разгона на передачах характеризуют приёмистость автомобиля, т.е. его способность увеличивать скорость

22

движения. Эти оценочные показатели являются наиболее удобными и наглядными и

могут быть напрямую использованы для сравнительной оценки тягово-скоростных свойств различных автомобилей.

Для случая работы двигателя с полной подачей топлива ускорение может

быть найдено из выражения

Ji (Di )	g	,	(8)

врi

где g – ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с2);

врi – коэффициент учета вращающихся масс автомобиля.

Коэффициент учета вращающихся масс определяется из выражения

‰рi == 1+ врi + врi * i

Из этого выражения (8) видно, что ускорение автомобиля зависит не только от

величины динамического фактора, но и от коэффициента сопротивления дороги ,

скорости va и включенной передачи i кп , поскольку

Da = f ( va , i кп ) и врi f ( i к п).

(9)

Следовательно, имея динамическую характеристику автомобиля и значение

вр на передачах, можно для различных значений дорожного сопротивления и

включенной передачи построить графики зависимости ускорений автомобиля от

скорости движения (рис. 7).

23

Рис. 7. График ускорений автомобиля на передачах, подготовленный для

расчета времени и пути разгона

Сравнивая полученные графики для различных автомобилей. можно дать относительную оценку их тягово-скоростных свойств. Однако точная оценка тяговоскоростных свойств автомобилей по графикам зависимостей j= f ( va ) даже при движении по дорогам с одинаковыми коэффициентами сопротивления затруднительна,

поскольку у различных автомобилей могут отличаться не только значения ускорений

на каждой передаче, но и характер их изменения, а также число ступеней в коробке передач. Наиболее ёмкими и наглядными оценочными показателями приёмистости являются время t p и путь S p разгона автомобиля на передачах в заданном интервале скоростей.

Для аналитического определения времени и пути разгона существует не-

сколько графоаналитических методов. Наиболее простой и понятный метод заключается в следующем. На графике ускорений (см. рис. 7) расчетный интервал скоро-

стей разбивается на равные участки (при расчете и построении предыдущих зависимостей такая разбивка была уже выполнена за счет ступенчатого изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя). Для каждого участка определяется

среднее значение ускорения по формуле

j = 0,5 ( j1 + j2 ),

(10)

где j1 и j2 – ускорение соответственно в начале и в конце участка.

24

Тогда время разгона на участке, если принять движение равноускоренным,

может быть определено по формуле
		t	2 1		(11)
			jср
				ti t1 t2 ...	tn.
Полное время разгона на передаче будет
Путь, проходимый автомобилем за время				t, при равноускоренном движении
на каждом участке определится из выражения
S		c p t ,
где cp 0,5 ( 1 2 )	–	средняя скорость движения на участке.

Полный путь разгона на передаче будет Si S1 S 2 ... Sn .

Время и путь разгона будут минимальными, если переключение передач про-

исходит при скоростях, соответствующих взаимному пересечению кривых j= f ( va ) (см. рис.7). Если пересечения кривых не происходит, то переключение передач

должно осуществляться при скоростях, соответствующих n max.

На время переключения передачи происходит разрыв потока мощности от

двигателя к ведущим колёсам, поэтому скорость движения автомобиля в это время

снижается. Величина падения скорости зависит от типа дороги, скорости движения

автомобиля, времени переключения передачи, которое, в свою очередь, зависит от конструктивных параметров автомобиля (типа двигателя, коробки передач) и квалификации водителя.

Падение скорости за время переключения передачи может быть приблизи-

тельно определено по формуле
П 9.43 tП ,	(12)

где tП – время переключения передачи.

Для автомобилей с бензиновыми двигателями и синхронизированными коробками передач tП = 0,2...0,5 с, с дизельными двигателями – tП = 1,0...1,5 с. При на-

личии автоматической коробки передач tП = 0,05...0,1 с и	tП = 0,5...0,8 с соответст-
венно для автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями.
Путь, проходимый автомобилем за время переключения передачи, может
быть приближенно определён по формуле
S П П t П ,	(13)

где П – скорость, достигнутая автомобилем к моменту переключения передачи.

Определив время и путь разгона на передачах и учтя моменты перехода на другие передачи, а также падение скорости движения автомобиля при переключении

передач, можно построить графические зависимости времени и пути разгона от скорости на всех передачах от низшей до высшей.

Порядок построения графика ускорений

Ускорение при разгоне:

25

ja Dбвр g

1.Наметив на графике динамической характеристики 5–6 значений скорости, на-

ходим соответствующие значения динамического фактора D и по данной формуле определяют ускорение.

бвр 1 бвр1 iКП 2 бвр2

2.По полученным значениям ускорения и скорости строим график зависимости ускорения от скорости.

Примерные значения jmax на различных передачах.

Тип АТС	jmax для I передачи, м/с	jmax для высшей переда-
		чи, м/с
Легковой автомобиль	2,5–3,5	0,8–1,2
Грузовой автомобиль	1,7–2,0	0,25–0,5
Автобус	1,8–2,3	0,4–0,8

Ускорение при разгоне определяется для случая движения автомобиля по ровной горизонтальной дороге (i = 0) с твёрдым покрытием при максимальном ис-

пользовании мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колёс: ja Dбвр f g

Порядок определения времени и пути разгона:

1. Кривую ускорений разбивают на интервалы для прямой передачи и читают в каждом интервале скорость.

jср j1 j2

2

26

Для повышения точности расчёта интервалы скоростей берут равными 0,5-1

м/ c2 на первой передаче, 1–3 м/ c2 на промежуточной и 3–4 м/ c2 на высшей.

j	ср1		Va2 Va1		V1 t	1		V1
								jср1
			t1		t1

Общее время разгона: t t1 t2 ...

2. По значениям времени разгона t строят кривую времени разгона Vmin t 0 Для скоростей Va2 откладывают значения t , Va3 t1 t2

Полученные точки соединяют плавной кривой.

TC SM IV

III

S

II T

I

VA MAX

tп - время переключения передач, зависящее от квалификации водителя, коробки передач и типа двигателя: tп =0,5–3 сек

27

	V	п	9,3 t	n	t	n		g
								бвр

3. Для расчёта пути разгона S существует условие: в каждом интервале скоростей автомобиль движется равномерно:

Vср V1 V2

2

S Vср t Vср jV

ср

S S1 S2 ...

По данным строим суммарную кривую S с той же точки, как и кривую t.

Sn Vn tn Vn 4,7 tn tn

При использовании для расчетов ЭВМ удобнее определить полное время и

путь разгона на каждой передаче от e min до e max , а затем, используя графики ус-

корений, определяя моменты перехода на последующие передачи и учитывая падение скорости при переключении передач, построить зависимости времени и пути разгона на передачах от скорости движения автомобиля.

По графикам времени и пути разгона на передачах определяем время разгона на пути 400 и 1000 м и до заданной скорости и сравниваем полученные значения с паспортными данными (смотри техническую характеристику автомобиля).

4.2.6. Определение массы прицепа и предельного угла подъёма

Определение массы прицепа, буксируемого автомобилем в заданных услови-

ях движения ( va и ), можно осуществить разными способами. Наиболее просто для этого воспользоваться динамическим фактором. От найденного для данной ско-

рости движения значения динамического фактора вычитается указанный в задании

запас, который рассматривается как резерв тяги на случай возможных колебаний сопротивления движению автомобиля, вызываемых появлением участков дороги с большим коэффициентом сопротивления по сравнению с заданным его значением, а также возможным появлением встречного ветра.

При равномерном движении автомобиля весь динамический фактор может быть израсходован на преодоление сопротивления дороги, т.е. можно принять, что

Da / п .

Тогда	Ga/п	(Dа пас D ) Ga ,		(14)

где Dа пас – динамический фактор автомобиля, определённый по динамическому

паспорту.	Ga/п	Ga
Масса прицепа Mnp
			.	(15)
	g

Определение предельного угла подъёма автомобиля или автопоезда произ-

водится аналогично определению массы буксируемого прицепа, с той лишь разни-

28

цей, что наибольшее значение динамического фактора выбирается для режима

движения на низшей передаче и без учета запаса динамического фактора. Поскольку при равномерном движении автотранспортного средства весь динамический фактор может быть израсходован на преодоление сопротивления дороги, то

D max = = f + i , откуда i max = D max - f = tg . Где - максимальный угол подъема. Для проверки возможности движения АТС по условию буксования колёс с до-

рогой необходимо определить динамический фактор по сцеплению и сравнить его с динамическим фактором, принятым для определения угла подъёма. Если динамиче-

ский фактор по сцеплению будет меньше динамического фактора, принятого для расчета угла подъёма, то движение невозможно.

Для определения динамического фактора по сцеплению вместо силы тяги по

двигателю принимается сила тяги по сцеплению ведущих колёс с дорогой, которая определяется как произведение нагрузки, приходящейся на ведущие колёса автомо-

биля-тягача, и коэффициента сцепления шин с дорогой.

Для автомобиля классической компоновки тяговая сила по сцеплению с уче-

том угла подъёма определяется по формуле
Pт,cц	G 2 L cos x				.	(16)
	La hg ( x f a)
Для переднеприводного автомобиля
Pт,cц		G1 L cos x .				(17)
		La hg ( x f a)
Для полноприводного автомобиля
Pт,cц Gа x cos .						(18)

4.2.7. Определение силы тяги на крюке

Сила тяги на крюке характеризует способность автомобиля к буксировке при-

цепных звеньев. Она определяется как разность между силой тяги по двигателю и

силами сопротивления движению автомобиля:

P кр = Р т - Р д - Р в - Р и . (19)

Для определения максимальной силы тяги на крюке при равномерном движении на каждой передаче удобнее всего воспользоваться графиком силового балан-

са. По графику для каждой передачи находят максимальные значения свободной тя-

говой силы P св = Р т - Р в - Р д . Это и будет максимальная сила тяги на крюке для конкретной передачи.

Для проверки возможности движения автомобиля по условию буксования необходимо определить силу тяги по сцеплению ведущих колёс с дорогой и сравнить

полученное значение с максимальным значением силы тяги по двигателю для каждой передачи. Если сила тяги по сцеплению будет больше силы тяги по двигателю, то буксования не будет.

4.2.8. Сравнительный анализ тягово-скоростных свойств автомобилей

Для удобства анализа свойств различных автомобилей составляется таблица,

в которую вносятся основные параметры технических характеристик автомобилей и

29

оценочные показатели их тягово-скоростных свойств, полученные в процессе расче-

тов. При несовпадении численных значений оценочных показателей даётся пояснение причин этого несовпадения (разница в мощностях или крутящих моментах, передаточных числах или КПД трансмиссии, характеристиках ходовой части и т.п.).

В заключении даётся вывод о тягово-скоростных свойствах анализируемых автомобилей и указываются возможные пути улучшения этих свойств для автомоби-

ля, имеющего худшие показатели.

4.3. ТОРМОЗНЫЕ СВОЙСТВА

Анализ тормозных свойств автомобиля начинается с вычерчивания полной

кинематической схемы рабочей тормозной системы в соответствии с требованиями стандартов на условные обозначения в чертежах и схемах и состоит из анализа работы различных контуров совместно и в случае выхода из строя одного из них, а

также из анализа возможных причин, ухудшающих качество функционирования тор-

мозной системы (быстродействие, уровень развиваемых тормозных усилий на колёсах и равномерность их нарастания). Кинематическая схема тормозной системы вычерчивается на отдельном листе стандартного формата и оформляется в соответствии с требованиями, изложенными в разд. 2 данной работы.

Поскольку основными оценочными показателями эффективности рабочей

тормозной системы автомобиля при дорожных испытаниях являются минимальный тормозной путь и установившееся замедление, а при стендовых испытаниях – удельная тормозная сила и время срабатывания тормозного привода, то и анализ

тормозных свойств автомобиля надо проводить путём сравнения именно этих показателей.

При теоретическом анализе тормозных свойств автомобиля за основу берут

уравнение тормозных сил и моментов, действующих в системе "автомобиль – доро-

га", при подаче на вход тормозного привода управляющего усилия или перемещения. Инерционность процессов , происходящих в тормозном приводе, и отдельные неисправности в нём приводят к задержке во времени появления тормозных сил и моментов на разных колёсах и нарушению синхронности их нарастания, а в ряде случаев и к их полному отсутствию. Даже в технически исправном тормозном приво-

де задержка во времени появления тормозных сил (моментов) на колёсах относительно начала подачи управляющего сигнала (нажатия на педаль тормоза) лежит в

диапазоне 0,02...2,0 с в зависимости от типа привода и конструктивного исполнения тормозной системы.

Для анализа зависимости тормозного и остановочного путей от скорости дви-

жения автомобиля в начале торможения или от коэффициента сцепления шин с дорогой необходимо прежде всего изобразить тормозную диаграмму va = f ( t ) и

30