2. 2. Определение времени движения и средней технической скорости

С помощью универсальной динамической характеристики можно решить такой важный для эксплуатации автомобиля вопрос, как определение времени движения.

Для определения времени движения на перегоне разобьем его на отдельные участки длиной S₁, S₂, S₃…, м из условия постоянства дорожных сопротивлений ψ₁, ψ₂, ψ₃… в пределах участка. Время движения на отдельных участках определяется по формулам

; ; . (27)

Общее время движения

. (28)

Эту задачу можно решать и графическим способом. Для этого продолжим влево ось абсцисс универсальной характеристики и рядом с нею построим характеристику дороги на данном перегоне. Характеристика дороги представляет графическое изображение величины приведенного коэффициента дорожных сопротивлений в функции от пути. Масштабы ψ и D должны быть одинаковыми.

Определим скорость установившегося движения на каком-либо участке дороги с учетом нагрузки автомобиля. Проведем параллельно оси абсцисс на расстоянии 60 мм прямую до пересечения с лучом, соответствующим K_r = 1. Из точки M₁ проведем прямую перпендикулярно оси абсцисс до пересечения с лучом, соответствующим новому коэффициенту загрузки. Проектируя точку M₂ на ось D и продолжая линию до пересечения с кривой динамической характеристики той или иной передачи, найдем скорость движения V₁ на данном участке. Аналогично получаем скорость движения на других участках.

Отложим вниз по оси ординат отрезок OH произвольной длины (лучше 60 мм для удобства дальнейших построений) и проведем через точку Н горизонтальную линию. Спроектировав на эту линию скорости V₁, V₂, V₃…, получим точки N₁, N₂, N₃. Соединив эти точки с началом координат, получим лучи ON₁, ON₂, ON₃.

Для построения веревочного многоугольника из точки проведем прямую АА₁, параллельную лучу ON₁, из точки A₁ – прямую A₁A₂, параллельную лучу ON₂ и т.д. Из подобия треугольников OV₁N₁ и ABA₁, следует

; (29)

; (30)

; (31)

, (32)

где - масштаб пути, мм/м;

- масштаб скорости, ммс/м;

- масштаб времени, с/мм.

Аналогично определяется время движения на других участках. Время стоянки учитывается отрезком соответствующей длины, проведенным вертикально. Значения, полученные графически и аналитически, необходимо сравнить и определить относительную ошибку.

Средняя техническая скорость

. (33)

2. 3. Определение ускорения, времени и пути разгона автомобиля

Приемистость автомобиля принято характеризовать ускорением, временем, в течение которого автомобиль развивает заданную скорость, и длиною пути, проходимого при этом. Чем выше ускорение автомобиля j_a при прочих равных условиях, тем выше его средняя скорость и лучше тяговые качества:

, (33)

где g - ускорение свободного падения;

 - коэффициент учета вращающихся масс;

Ja 1	Ja 2	Ja 3	Ja 4	Ja 5
1,996353	1,747225	1,253209	0,713643	0,542782
2,028412	1,773979	1,266466	0,701064	0,516296
1,993786	1,739181	1,230495	0,65057	0,454062
2,057358	1,793809	1,262563	0,64273	0,425791
2,050331	1,783302	1,242621	0,595064	0,360116
2,0286	1,75884	1,210419	0,534883	0,280669
1,993282	1,721444	1,166753	0,462734	0,187923
1,943258	1,670093	1,110828	0,37807	0,081404
1,879088	1,605298	1,043041	0,281165	-0,03865
1,800772	1,527059	0,963392	0,172017	-0,17224

; (34)

J_m - момент инерции маховика;

J_к - момент инерции колеса;

i_тр - передаточное число трансмиссии.

Моменты инерции вращающихся частей выбираются по прототипу или с помощью таблицы, большие значения моментов инерции соответствуют большей грузоподъемности или пассажировместимости.

Момент инерции	Автомобили
	Легковые	Грузовые и автобусы
Маховик со сцеплением и коленчатым валом	0,018 - 0,05	0,05 - 0,31
Колесо с шиной и тормозным барабаном	0,120 - 0,33	0,78 - 2,70

Величину  можно также определить по приближенной формуле академика Е.А.Чудакова

.

δ 1=2,15

δ 2=1,4675

δ 3=1,2092

δ 4=1,1

δ 5=1,080575

(35)

Указанная формула не учитывает зависимости от загруженности автомобиля. График ускорений представлен на рис. 1. Время и путь разгона принято определять графически. Для этого на основании графика ускорений строятся кривые обратных ускорений для всех передач (рис. 1). Весь интервал скоростей, в пределах которого происходит разгон, разбивается на ряд участков величиной V. Через точки деления проводятся вертикали до пересечения с кривыми обратных ускорений. Наиболее быстрым разгон будет в том случае, когда переключение с низшей передачи на высшую произойдёт при скорости, соответствующей точке пересечения кривых.

Время разгона на отдельных участках определяется по формулам

; (36)

; (37)

, (38)

где I - площадь 1-го участка, мм² ;

m₁/j - масштаб обратных ускорений, мм·м/с²;

m_т - масштаб времени разгона, с/мм².

По результатам расчета строится кривая времени разгона (рис. 2). Потеря времени на переключение передач при этом не учитывается. Так как по мере приближения к установившейся V_max ускорение стремится к нулю, а величина обратного ускорения к бесконечности, то построение заканчивают при V_a = (0,9-0,95)V_max. Коэффициент дорожных сопротивлений ψ принять равным 0,03-0,035.

Полученный график времени разгона автомобиля можно использовать для построения кривой пути разгона. С этой целью весь интервал, соответствующий времени разгона, разбивают на ряд участков. Началу разгона соответствуют время t₀ и скорость V₀. Пути разгона на отдельных участках

; (39)

; (40)

, (41)

где Δi - площадь i-го участка, мм²;

m_i = h - масштаб времени., мм/с;

- масштаб пути, м/мм².

По результатам расчетов строят кривую пути разгона. Теоретически путь разгона, как и время, стремится к бесконечности.

Рис. 1. График ускорений и величин, обратных ускорениям

Рис. 2. График времени разгона