Динамический паспорт автомобиля

Динамическая характеристика автомобиля при различной его загрузке называется динамическим паспортом автомобиля –  рис. 45.

Сплошные наклонные линии на рис. 45 – значения динамического фактора при различной загрузке автомобиля, пунктирные наклонные линии – значения динамического фактора при различных коэффициентах сцепления. Характеристика строится для полной подачи топлива.

 

Рис. 45. Динамический паспорт автомбиля ЗИЛ-130

 

  Масштаб, в котором откладываются значения динамического фактора по оси   D_о, находится из условия

                                            а_о× G₁₀₀ = a₁₀₀ × G_о ,                                    (42)

где a_о – масштаб по оси D_о; a₁₀₀ – масштаб по оси D₁₀₀; G₁₀₀ – полный вес автомобиля; G_о – вес автомобиля при отсутствии груза в кузове. D₁₀₀ – динамический фактор при 100 % загрузки кузова автомобиля; D_о – динамический фактор порожнего автомобиля.

  Такое условие для определение масштаба принимается вследствие того, что G×D = cоnst, т.е. при той же силе тяги на колесах чем больше вес автомобиля, тем меньше его динамический фактор.

На скользкой дороге буксование колес начинается значительно раньше, чем полностью реализуется возможная окружная сила, поэтому динамический фактор на такой дороге не достигает максимального значения. На рис. 45 пунктирными линиями показаны изменения динамического фактора при различных коэффициентах сцепления и различных нагрузках в кузове автомобиля.

    На высоте в горных районах динамические характеристики автомобиля снижаются. Установлено, что на каждые 500 м высоты максимальная скорость автомобиля ГАЗ-24 снижалась на 3 км/ч, максимальное ускорение – на 10%, динамический фактор – на 8 %.

Разгон автомобиля

Разгонные качества автомобиля имеют исключительно большое значение для поддержания высокой средней скорости и безопасности его движения, например, когда необходимо быстро уйти от возможного столкновения. В городских условиях с постоянной скоростью автомобиль движется не более 15...25 % времени. Остальное время: разгон – 30...45%, накат и торможение – 30...40 %.

Обозначив в выражении (39)  = j,   запишем

D = y +  × j, откуда j  =  (D – y) ×  .

 Для горизонтальной дороги

                                         j  =  (D – f) × .                                                     (43)

    Максимальные значения ускорений на горизонтальной дороге составляют:

легковые автомобили – 2...2,5 м/с²; грузовые автомобили – 1,7...2 м/с²; автбусы – 1,8...2,3 м/с².

  Изображенная на рис. 46 зависимость максимальных ускорений автомобиля от скорости для различных передач называется графиком ускорений автомобиля. Используя этот график, можно найти время и путь разгона автомобиля.

Так как время Т = V / j, то элементарное время разгона равно элементарному изменению скорости, деленному на среднее ускорение Δt = ΔV / j_ср.

    Если показанное на графике рис. 46 максимальное значение скорости разделить на отдельные участки по 10...15 км/ч и найти для этих участков средние величины ускорений, то можно определить время разгона автомобиля. Оно будет равно сумме значений времени разгона для каждого из этих участков, т.е.

Т = Δt₁ + Δt₂ + Δt₃ + … + Δt_n.   (44)

 

Рис. 46. График ускорений автомобиля    

    Динамических качества легковых автомобилей характеризуются временем разгона в секундах до скорости 100 км/ч.  Перечисленные ниже автомобили до этой скорости разгоняются за следующее время: ВАЗ-1111 – 30,0 с; ВАЗ-2105 – 20,0 с; ВАЗ-2106 – 17,5 с; ВАЗ-2108 – 16,0 с; ВАЗ-21099 – 13,5 с; ВАЗ-2110 – 14 с; ВАЗ-2121 – 25,0 с; М-2140 – 18,8 с; М-2141 – 17,0 с; ГАЗ-24 – 22,0 с; ГАЗ-3102 – 19,0 с; ГАЗ-3110 – 18,0 с; ЗИЛ-4104 – 13,0 с. Спортивные автомобили, а также некоторые легковые автомобили высокого класса разгоняются до 100 км/ч за 6...7 с. Время переключения передач при расчетах принимается 0,2...0,5 с для коробок передач с синхронизаторами и 1...3 с без синхронизаторов.

  На рис. 47 показан график зависимости времени от скорости при разгоне автомобиля. Используя график времени разгона, можно построить график пути

 разгона автомобиля. Для этого время разгона T на графике делится на 8 - 10 участков, для каждого из которых находится среднее значение скорости V_ср. Путь, пройденный автомобилем за приходящееся на один участок время, равен

                                                      Δs = V_ср × Δt.                                               

   Весь путь разгона автомобиля равен сумме путей на всех участках:

                                        S = ΔS₁ + ΔS₂ + ΔS₃ +…+ ΔS_n.                                (45)

   На рис. 48 показан график зависимости пути разгона автомобиля от скорости. Иногда кривые времени и пути разгона строят на одном графике.

 

Рис. 47. График времени разгона                          Рис. 48. График пути разгона автомобиля                                                         автомобиля

  

  По требованиям ГОСТ Р 52280-2004  максимальная скорость автомобилей должна быть не менее:

автомобили категории N₁ –  120 км/ч;

автомобили  категории N₂ и N₃ –  110 км/ч;

автомобили  в составе автопоезда –  90 км/ч;

автомобили в составе автопоезда, предназначенные для междугородных и международных перевозок, – 100 км/ч.

    Максимальная скорость легковых автомобилей должна быть не менее:

особо малый класс пер­вой группы – 120... 125 км/ч, второй группы – 140 км/ч; малый класс первой группы – 150 км/ч, второй группы – 155 км/ч, третьей группы –170 км/ч; среднего класса – 190 км/ч; высшего класса – 200 км/ч.

Время разгона с места до скорости 100 км/ч определяется  по ГОСТ 22576-90 на горизонтальном участке дороги длиной 400 и 1000 м при двух заездах в обоих направлениях, находится среднее время разгона. Движение начинается на первой передаче при полной подаче топлива. Время разгона легковых автомобилей перспективных моделей до скорости 100 км/ч должно быть не более: особо малый класс первой группы – 24...22 с, второй группы – 17...15 с; малый класс первой группы – 14... 13 с, второй группы – 13... 12 с, третьей группы – 12,..11 с; среднего класса – 9 с.

 

     1.12. Условия возможности движения автомобиля

Чтобы автомобиль мог двигаться по дороге, сила тяги (P_T) на его колесах должна быть больше или равна действующим на автомобиль силам cопротивления, но меньше или равна, чем сила сцепления ведущих колес.

Под силой тяги понимается окружная сила на ведущих колесах, меньшенная на величину сопротивления качению этих колес.

Условие возможности движения можно записать

                                         G_сц × j ³ P_т ³ G_а × ψ,                                         (46)

где G_сц – сцепной вес автомобиля (вес автомобиля, приходящийся на ведущие колеса);  j – коэффициент сцепления колеса с дорогой; P_T – сила тяги на колесах; G_а – вес автомобиля; ψ– коэффициент общего дорожного сопротивления.

При разгоне крутящий момент двигателя М_е уменьшается на величину инерционных моментов деталей двигателя и, главным образом, колес, что необходимо учитывать при определении силы тяги, Н:

 

          Р_T = ³× G_а ×ψ,              (47)

 

 где J_e – момент инерции  вращающихся деталей двигателя (маховика, коленчато вала и др.); – угловое ускорение вращающихся деталей двигателя; SJ_е ×  – инерционный момент вращающихся деталей двигателя; J_к – момент инерции колес автомобиля; – угловое ускорение колес автомобиля;

SJ_к × – инерционный момент колес автомобиля; r_к –  радиус колеса автомобиля.