3.9 Определение ускорений, времени и пути разгона автомобиля
3.9.1 Определение ускорений
Для определения ускорений автомобиля используются расчетные данные динамической характеристики D и V.
Ускорение автомобиля j, м/с2, определяется из выражения:
jm = (Dm-Ѱ) ×g/δврm, (46)
где Ѱ – коэффициент суммарного дорожного сопротивления при i = 0
Ѱ = 0.012(1+V2/20000); (47)
δвр – коэффициент учета вращающихся масс;
δвр = 1+(δ1+ δ2×iтр×m)/mа, (48)
где δ1 δ2 (0,03-0,05);
m – полная масса автомобиля;
mа – фактическая масса автомобиля;
iтр – передаточное число рансмиссии.
Результаты расчетов заносим в таблицу 20. По табличным значениям строим график ускорений автомобиля на различных передачах.
Таблица 20 – Значения ускорений автомобиля
I |
D1 |
0,3 |
0,35 |
0,36 |
0,34 |
0,3 |
0,28 |
0,24 |
Ѱ |
|
|
|
|
|
|
|
|
V1, км/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
j1, м/с2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
II |
D2 |
|
|
|
|
|
|
|
Ѱ |
|
|
|
|
|
|
|
|
V2, км/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
J2, м/с2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
III |
D3 |
|
|
|
|
|
|
|
Ѱ |
|
|
|
|
|
|
|
|
V3, км/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
J3, м/с2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
IV |
D4 |
|
|
|
|
|
|
|
Ѱ |
|
|
|
|
|
|
|
|
V4, км/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
J4, м/с2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
D5 |
|
|
|
|
|
|
|
Ѱ |
|
|
|
|
|
|
|
|
V5, км/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
J5, м/с2 |
|
|
|
|
|
|
|
3.9.2 Пример расчета ускорений автомобиля ВАЗ 21120
Таблица 21– Значения ускорений автомобиля
I |
D1 |
0,3 |
0,35 |
0,36 |
0,34 |
0,3 |
0,28 |
0,24 |
Ѱ |
0,009 |
0,01 |
0,012 |
0,0123 |
0,013 |
0,0131 |
0,0134 |
|
V1, км/ч |
8.49 |
16.98 |
25.47 |
33.96 |
42.45 |
45.85 |
50.94 |
|
j1, м/с2 |
1,78 |
2,08 |
2,13 |
2,0 |
1,76 |
1,63 |
1,39 |
|
II |
D2 |
0,24 |
0,25 |
0,26 |
0,24 |
0,21 |
0,2 |
0,17 |
Ѱ |
0,009 |
0,012 |
0,0123 |
0,0132 |
0,014 |
0,014 |
0,015 |
|
V2, км/ч |
11,62 |
23,24 |
34,86 |
46,48 |
58,1 |
62,75 |
69,72 |
|
J2, м/с2 |
1,62 |
1,67 |
1,74 |
1,59 |
1,37 |
1,3 |
1,08 |
|
III |
D3 |
0,17 |
0,18 |
0,17 |
0,16 |
0,14 |
0,12 |
0,1 |
Ѱ |
0,011 |
0,0124 |
0,0135 |
0,015 |
0,0164 |
0,017 |
0,018 |
|
V3, км/ч |
18,19 |
36,38 |
54,57 |
72,76 |
90,95 |
98,23 |
109,14 |
|
J3, м/с2 |
1,20 |
1,26 |
1,18 |
1,09 |
0,9 |
0,8 |
0,62 |
|
IV |
D4 |
0,1 |
0,09 |
0,08 |
0,06 |
0,05 |
0,04 |
0,031 |
Ѱ |
0,012 |
0,014 |
0,016 |
0,018 |
0,024 |
0,026 |
0,029 |
|
V4, км/ч |
28,50 |
57,0 |
85,5 |
114,0 |
142,5 |
153,9 |
171,0 |
|
J4, м/с2 |
0,73 |
0,67 |
0,57 |
0,37 |
0,23 |
0,12 |
0,09 |
|
V |
D5 |
0,07 |
0,06 |
0,05 |
0,036 |
0,031 |
|
|
Ѱ |
0,0124 |
0,015 |
0,018 |
0,024 |
0,031 |
|
|
|
V5, км/ч |
36,14 |
72,28 |
108,42 |
144,56 |
180,17 |
|
|
|
J5, м/с2 |
0,52 |
0,4 |
0,29 |
0,11 |
0 |
|
|
Рисунок 5 – График ускорений автомобиля ВАЗ-21120
3.9.3 Определение времени разгона
При проведении расчетов полагаем, что разгон автомобиля на каждой передаче производится до достижения максимальных оборотов двигателя.
Для определения времени разгона на каждой передаче определяем среднее ускорение:
jср = (jн+jк)/2 (49)
При изменении скорости от Vн (начальная) до Vк (конечная) среднее ускорение можно определить из выражения:
jср = (Vк - Vн)/t. (50)
Отсюда находим время разгона на каждой передаче:
t = (Vк - Vн)/ jср (51)
Время на переключение передач принимаем по таблице 22.
Таблица 22 – Время переключения передач.
Тип коробки передач |
Время переключения передач, с |
|
Бензиновые двигатели |
Дизельные двигатели |
|
Без синхронизаторов |
1,3-1,5 |
1,5-2 |
С синхронизаторами |
0,2-0,5 |
1-1,5 |
АКП |
0,2-0,3 |
0,2-0,3 |
Падение скорости за время переключения передач определяем по формуле:
Vп = 9,3×tп×Ѱ. (52)
Расчет времени разгона на различных передачах производится с учетом уменьшения скорости во время переключения передач. Результаты расчетов сводим в таблицу 23 и строим график времени разгона автомобиля. Время разгона откладываем нарастающим итогом.
3.9.4 Определение пути разгона автомобиля
Путь разгона определяется в тех же интервалах изменения скорости:
S = Vср×t, (53)
где Vср – средняя скорость движения в интервале,м/с;
Vср = (Vн + Vк)/2 (54)
Путь, проходимый автомобилем за время переключения передач, м, определим по формуле:
Sп = (Vнп-17×tп×Ѱ)× tп/3,6, (55)
где Vнп – скорость в момент начала переключения передач.
Результаты расчетов заносим в таблицу 23. По полученным данным строим график пути разгона автомобиля. Путь разгона наносим на график нарастающим итогом.
Таблица 23 – Значения времени и пути разгона автомобиля
Первая передача |
||||||||
n,об/мин. |
Vн |
Vк |
Vср |
Jн |
Jк |
Jср |
t |
S |
Вторая передача |
||||||||
n,об/мин. |
Vн |
Vк |
Vср |
Jн |
Jк |
Jср |
t |
S |
Третья передача |
||||||||
n,об/мин. |
Vн |
Vк |
Vср |
Jн |
Jк |
Jср |
t |
S |
Четвертая передача |
||||||||
n,об/мин. |
Vн |
Vк |
Vср |
Jн |
Jк |
Jср |
t |
S |
Пятая передача |
||||||||
n,об/мин. |
Vн |
Vк |
Vср |
Jн |
Jк |
Jср |
t |
S |
3.9.5 Пример расчета времени и пути разгона автомобиля ВАЗ-21120
Таблица 24 – Значения времени и пути разгона автомобиля
Первая передача |
||||||||
n,об/мин. |
Vн |
Vк |
Vср |
Jн |
Jк |
Jср |
t |
S |
1000-2000 |
8,49 |
16,98 |
12,65 |
1,78 |
2,08 |
1,93 |
0,2 |
0,7 |
2000-3000 |
16,98 |
25,47 |
21,22 |
2,08 |
2,13 |
2,1 |
0,2 |
1,2 |
3000-4000 |
25,47 |
33,96 |
29,72 |
2,13 |
2 |
2,06 |
0,2 |
1,65 |
4000-5000 |
33,96 |
42,45 |
38,2 |
2 |
1,76 |
1,88 |
0,2 |
2,12 |
5000-5400 |
42,45 |
45,85 |
44,15 |
1,76 |
1,63 |
1,69 |
0,1 |
1,22 |
5400-6000 |
45,85 |
50,94 |
48,4 |
1,63 |
1,39 |
1,51 |
0,15 |
2,02 |
Вторая передача |
||||||||
n,об/мин. |
Vн |
Vк |
Vср |
Jн |
Jк |
Jср |
t |
S |
1000-2000 |
11,62 |
23,24 |
17,43 |
1,62 |
1,67 |
1,65 |
0,4 |
1,94 |
2000-3000 |
23,24 |
34,86 |
29,05 |
1,67 |
1,74 |
1,7 |
0,4 |
3,23 |
3000-4000 |
34,86 |
46,48 |
40,67 |
1,74 |
1,59 |
1,67 |
0,4 |
4,52 |
4000-5000 |
46,48 |
58,1 |
52,29 |
1,59 |
1,37 |
1,48 |
0,4 |
5,8 |
5000-5400 |
58,1 |
62,75 |
60,43 |
1,37 |
1,3 |
1,33 |
0,2 |
3,3 |
5400-6000 |
62,75 |
69,72 |
66,24 |
1,3 |
1,08 |
1,19 |
0,3 |
5,52 |
Третья передача |
||||||||
n,об/мин. |
Vн |
Vк |
Vср |
Jн |
Jк |
Jср |
t |
S |
1000-2000 |
18,19 |
36,38 |
27,29 |
1,2 |
1,26 |
1,23 |
0,6 |
4,65 |
2000-3000 |
36,38 |
54,57 |
45,48 |
1,26 |
1,18 |
1,22 |
0,6 |
7,6 |
3000-4000 |
54,57 |
72,76 |
63,67 |
1,18 |
1,09 |
1,14 |
0,6 |
10,6 |
4000-5000 |
72,76 |
90,95 |
81,86 |
1,09 |
0,9 |
1 |
0,6 |
13,64 |
5000-5400 |
90,95 |
98,23 |
94,6 |
0,9 |
0,8 |
0,85 |
0,3 |
7,9 |
5400-6000 |
98,23 |
109,14 |
103,7 |
0,8 |
0,62 |
0,71 |
0,4 |
12,12 |
Четвертая передача |
||||||||
n,об/мин. |
Vн |
Vк |
Vср |
Jн |
Jк |
Jср |
t |
S |
1000-2000 |
28,5 |
57,0 |
42,75 |
0,73 |
0,67 |
0,7 |
0,7 |
8,31 |
2000-3000 |
57,0 |
85,5 |
71,25 |
0,67 |
0,57 |
0,62 |
0,7 |
13,85 |
3000-4000 |
85,5 |
114,0 |
99,75 |
0,57 |
0,37 |
0,47 |
0,7 |
19,4 |
4000-5000 |
114,0 |
142,5 |
128,25 |
0,37 |
0,23 |
0,3 |
0,7 |
24,94 |
5000-5400 |
142,5 |
153,9 |
148,2 |
0,23 |
0,12 |
0,18 |
0,35 |
14,14 |
5400-6000 |
153,9 |
171,0 |
162,45 |
0,12 |
0,09 |
0,21 |
0,4 |
18,05 |
Пятая передача |
||||||||
n,об/мин. |
Vн |
Vк |
Vср |
Jн |
Jк |
Jср |
t |
S |
1000-2000 |
36,14 |
72,28 |
54,21 |
0,54 |
0,4 |
0,47 |
0,7 |
14,05 |
2000-3000 |
72,28 |
108,42 |
90,35 |
0,4 |
0,29 |
0,36 |
0,7 |
17,56 |
3000-4000 |
108,42 |
144,56 |
126,49 |
0,29 |
0,11 |
0,2 |
0,7 |
28,1 |
4000-5000 |
144,56 |
180,17 |
162,36 |
0,11 |
0 |
0,06 |
0,4 |
18,04 |
5000-5400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5400-6000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 6 – График времени и пути разгона автомобиля