10. Побудова променевої діаграми швидкості руху автомобіля

Променева діаграма швидкості руху – це залежність швид-кості руху автомобіля від кутової швидкості обертання колінчастого вала двигуна на кожній з передач.

Побудову променевої діаграми швидкості руху виконують на площині параметрів „швидкість обертання колінчастого вала двигуна ω − швидкість руху автомобіля V”. Для цього на аркуші міліметрового паперу формату А4, розміщеному горизонтально, наносять дві числові осі − вертикальну вісь швидкості обертання колінчастого вала ω і горизонтальну вісь швидкості руху машини V − див. рис. 10.1.

На осях з відповідним масштабом наносять рівномірні шкали значень ω і V. Вони обов’язково повинні починатись з нуля і закінчуватись круглими значеннями, які дорівнюють або дещо перевищують такі значення:

▪ шкала кутової швидкості обертання колінчастого вала – значення (див. п. 3.7);

▪ шкала швидкості руху автомобіля – значення максимально можливої швидкості руху автомобіля по горизонтальній дорозі на прискорювальній передачі (див. п.7.4).

На вертикальній шкалі відмічають значення кутових швид-костей ω_М, і . Через них проводять горизонтальні пунктирні лінії на всю ширину площини параметрів − див. рис. 10.1.

Побудова променевої діаграми ґрунтується на загальновідомій залежності, яка зв’язує поточну швидкість руху автомобіля на будь-якій передачі з поточною швидкістю обертання колінчастого вала двигуна ω:

,

де − передаточне число коробки передач на т-ній передачі,

де т= 1, 2, …, n, n+1.

Результати розрахунку за цією залежністю вже є – у стовпчику 4 табл. 6.1.

З неї слід виписати значення швидкості руху , які знаходяться у рядках згаданої таблиці, що відповідають максимальній кутовій швидкості обертання колінчастого вала (  =  ) на кожній з передач.

Ці значення слід нанести на пунктирну лінію  =  променевої діаграми у вигляді точок − див. точки м/с, 14,1, 24,0 та 26,4 на рис. 10.1 додатка 10.

Якщо точка для прискорювальної передачі виходить за межі діаграми, то її слід замінити будь-якою іншою з табл. 6.1, яка характеризується значенням швидкості , наявним на діаграмі. Такою, наприклад, може бути точка зі швидкістю 17,15 м/с, яка спостерігається при кутовій швидкості обертання колінчастого вала швидкості = 150 рад/с.

Кожну з побудованих точок слід з’єднати прямою лінією з початком системи координат – див. рис. 10.1 додатка 10.

Для першої та другої передач слід проводити суцільну лінію до перетину з лінією  =  .

Для вищої передачі лінію слід провести таким чином:

а) у вигляді суцільної лінії – до швидкості, визначеної у п. 7.4 як максимальна швидкість руху на вищій передачі під час руху на підйом (у даному випадку – 24 м/с);

б) у вигляді пунктирної лінії – від швидкості 24 м/с до швидкості, визначеної у п. 7.4 як максимальна швидкість руху на вищій передачі по горизонтальній дорозі (≈ 26,4 м/с).

Аналогічним чином (у вигляді суцільної і пунктирної ліній) слід провести і лінію для прискорювальної передачі.

Таким чином суцільні лінії променевої діаграми ілюструють швидкісні можливості автомобіля під час руху як по горизонтальній дорозі, так і на підйом, а пунктирні – під час руху тільки по горизонтальній дорозі.

Сімейство отриманих ліній являє собою променеву діаграму швидкості руху автомобіля. Кожна з ліній цієї діаграми характеризує рух автомобіля на одній з передач − першій, другій, …, п-ній, (п+1)-й.

Променева діаграма дозволяє вирішувати такі практичні задачі:

● визначати, який інтервал швидкостей руху автомобіля можна отримати на тій чи іншій передачі. Наприклад, рис. 10.1 додатка 10 свідчить, що під час руху автомобіля на першій передачі він може мати швидкість приблизно від 4 м/с (при швидкості обертання колінчастого вала ω = ω_М = 150 рад/с) до 7,5 м/с (при швидкості обертання колінчастого вала ω = ω_обм = 330 рад/с);

● визначати, на яких передачах можна отримати ту чи іншу необхідну швидкість руху автомобіля . Наприклад, швидкість руху 20 м/с можна отримати на третій або на четвертій (прискорювальній) передачі. У першому випадку швидкість обертання колінчастого вала двигуна дорівнюватиме приблизно 250 рад/с, а у другому – 180 рад/с. Рух зі швидкістю 180 рад/с є більш економічним;

● визначати швидкість руху автомобіля на тій чи іншій передачі при заданій швидкості обертання колінвала ω. Наприклад, рис. 10.1 додатка 10 свідчить, що під час руху на третій передачі зі швидкістю обертання колінвала 150 рад/с автомобіль матиме швид-кість приблизно 12 м/с;

● визначати швидкість обертання колінчастого вала двигуна під час руху автомобіля на тій чи іншій передачі при заданій швидкості (ця задача зворотна до попередньої);

● визначати найекономічнішу швидкість руху на кожній з передач – це швидкість руху, при якій швидкість обертання колінчас-того вала близька до швидкості, при якій спостерігається максимум крутного момента двигуна. На першій передачі це приблизно 4 м/с, на другій − 6 – 7 м/с, на третій − 12 – 13, на прискорювальній (четвертій) − 16 – 18 м/с.

У додатку 9 наведено променеві діаграми швидкості руху кількох сучасних легкових автомобілів.