Тягова динамічність автомобіля

1. Силовий і потужнісний баланс автомобіля. Аналітичне рішення рівняння руху неможливе, оскільки невідомі точні функціональні залежності, що зв’язують основні діючі сили Р_Т, Р_тр, Р_k зі швидкістю автомобіля. Тому рівняння руху вирішують наближено, використовуючи графоаналітичні методи. Найбільше поширення отримали методи силового балансу, потужнісного балансу та динамічної характеристики.

Силовий баланс. Запишемо рівняння руху у вигляді:

Отримаємо рівняння силового балансу, яке можна вирішити графічно. Для цього спочатку будують тягову характеристику. В нижній частині графіка наносять криву Р_д, побудовану для одного значення коефіцієнту . Значення сили опору повітря відкладають вгору від відповідних значень сили Р_д. Крива сумарного опору визначає силу тяги, необхідну для руху автомобіля з постійною швидкістю. Якщо крива Р_Т проходить вище кривої Р_д + Р_в, то відрізки Р_з, що знаходяться між ними, являють собою нереалізовану часнику (запас) сили тяги, яку можна використовувати для подолання підвищеного опору дороги або для розгону автомобіля.

За допомогою графіка силового балансу можна визначити основні показники динамічності автомобіля при рівномірному русі. Так, наприклад, максимальну швидкість визначать по абсцисі точки перетину кривих Р_Т, Р_д + Р_в, коли запас сили тяги, а значить і прискорення рівні нулю. Якщо крива Р_Т проходить нижче кривої Р_д + Р_в, то авто може рухатись тільки сповільнено.

Рисунок 8 – Силовий баланс автомобіля

Для визначення максимального опору дороги, який може подолати автомобіль при рівномірному русі, наприклад, зі швидкістю V₁, потрібно з ординати Р₁ відняти відрізок ав, рівний у вибраному масштабі силі Р_в при швидкості V₁. Сума відрізків Р_з і вс в тому ж масштабі являють собою силу Р_д при максимальному опорі дороги .

Щоб врахувати можливість буксування ведучих коліс, необхідно визначити для даного коефіцієнта зчеплення , силу зчеплення , провести горизонтальну лінію від т. А. В зоні, розташованій нижче цієї лінії, дотримується умова , а вище неї тривалий рух автомобіля неможливий.

Потужнісний баланс. Для аналізу динамічності автомобіля можна замість співвідношення сил зіставити тягову потужність N_T з потужністю, необхідною для подолання опору руху. По аналогії з рівнянням силового балансу:

.

Рисунок 9 – Потужнісний баланс автомобіля під час руху на найвищій передачі

Розглянемо спочатку це рівняння для руху на одній передачі. Побудуємо в координатах N – V швидкісну характеристику. Вниз від кривої відкладемо значення , витраченої на подолання тертя в трансмісії, отримаємо криву .

Якщо потужність невідома, то потужність визначають по формулі.

.

Потім наносимо криву потужності: .

Вгору від кривої відкладають значення потужності опору повітря .

– це сумарна потужність, що витрачається на опір дороги і повітря.

– запас потужності, який може бути використаний для подолання опору дороги або розгону автомобіля.

При рівномірному русі потужність витрачається тільки на подолання опору дороги і повітря. Якщо дросель відкритий повністю, то найбільшу швидкість авто розвине, коли потужність рівна сумі потужностей і (точка А). Для рівномірного руху з швидкістю, меншою за дросель необхідно прикрити. Наприклад для руху з швидкістю , змінюється п кривій, яка позначена штриховою лінією.

Ступінь використання потужності двигуна. И – це відношення потужності, необхідної для руху авто, до потужності яку може розвивати двигун, при повному навантаженні.

;

але ; ;

Значить .

Чим менший коефіцієнт і швидкість авто, тим більше передаточне число , тим гірше використовується потужність двигуна і менша И.

2. Динамічний фактор автомобіля. Динамічним фактором автомобіля називають відношення різниці сили тяги і сили опору повітря до ваги авто:

;

Величину можна визначити для кожної конкретної моделі. При русі на нижчих передачах більший, через збільшення сили і зменшення .

Щоб пов’язати динамічний фактор з умовами руху, перенесемо в рівняння силового балансу в ліву частину і поділимо на вагу автомобіля. Отримаємо:

;

Підставимо значення і , отримаємо:

.

При рівномірному русі , а значить динамічний фактор визначає коефіцієнт опору дороги. Максимальний відповідає найбільшому дорожньому опору, що характеризується , який автомобіль долає при рівномірному русі на першій передачі.

Рисунок 10 – Динамічна характеристика автомобіля (визначення швидкості)

Величини , і являються основними показниками динамічності при рівномірному русі.

Динамічною характеристикою автомобіля називають графік залежності динамічного фактора з повним навантаженням від швидкості руху на різних передачах.

Динамічний паспорт автомобіля являє собою сукупність динамічної характеристики, номограми навантажень і графіку контролю буксування.