Совместное влияние нелинейности характеристик и гистерезиса на показатели движения автотранспортных средств

Рассмотрим характерные ситуации, связанные с флуктуаци­ей режимов АТС.

При разгоне АТС необходимо не только сообщать ускорение поступательно движущейся массе, но и раскручивать вращаю­щиеся детали. На низших передачах КП на проведение этого раскручивания требуется в 2 — 3 раза больше энергии, чем на разгон поступательно движущейся массы. Казалось бы, при за­медлении АТС накопленная кинетическая энергия вращающих­ся элементов должна рекуперировать, однако полного возврата энергии нет. Причины этого таковы: трение между контактиру­ющими поверхностями, нелинейность характеристик вязкого трения масел, неизбежные потери энергии при каждом цикле оборота колеса, обусловленные его взаимодействием с полот­ном дороги и воздушным потоком. Колебание скорости враще­ния масс привода ТС сопровождается гистерезисом и диссипа­цией энергии.

Допустим что проводится эксперимент с АТС при двух вари­антах движения. В первом случае ТС проходит по горизонтали путь постоянной скоростью на одной передаче КП (гра­фик прямая АВ на рис. 4.23, определяется площадью прямоугольника ОАВС). Во втором случае обеспечим движение ТС на той же передаче КП в соответствии с графиком представляющим собой кусочно-линейную кривую EDF (с разгоном от некоторой низкой скорости до некоторой высо­кой скорости а затем замедлением до таким образом, чтобы средняя скорость движения была равна скорости движе­ния т. е. путь S остался неизменным).

В первом, базовом варианте положения педали акселератора и дроссельной заслонки карбюратора (рейки ТНВД), а также

Рис. 4.23. Два варианта прохождения дистанции транспортным сред­ством с одинаковой средней скоростью (а) и соответствующая им схема определения значений удельного эффективного расхода топлива в поле скоростных характеристик двигателя (б):

1, 2, 3 — скоростные характеристики соответственно при угловом ускорении (стационарная характеристика), (разгон) (замедление);

графики движения транспортного средства подача топлива постоянны на всей дистанции. Во втором слу­чае на первой половине дистанции педаль акселератора выжата больше, чем в первом случае, и, строго говоря, необходимо не­много изменять ее положение в процессе равноускоренного раз­гона с ускорением в соответствии с положением педали акселератора угол открытия дроссельной заслонки уве­личен (рейка ТНВД выдвинута больше), подача топлива повы­шенная и фактически непостоянная.

На второй половине дистанции картина противоположная: педаль акселератора выжата меньше, чем в базовом варианте, и, строго говоря, ее положение в процессе равнозамедленного дви­жения с ускорением несколько изменяется; в соответствии с положением педали акселератора угол открытия дроссельной заслонки уменьшен (рейка ТНВД выдвинута мень­ше), подача топлива пониженная и, по существу, непостоянная. Картина противоположная, но не зеркально, во-первых, вслед­ствие нелинейности скоростных характеристик двигателя, а во-вторых, из-за наличия смещения стационарных характеристик на реальных НУР.

Для разъяснения этих положений обратимся к рис. 4.23, б. Движению ТС со скоростью соответствует точка (она совпадает здесь с точкой на скоростной характеристике отвечающей стационарному режиму =constпри е =0

Если измерить мгновенный расход топлива на той же часто­те вращения но в момент прохождения этой частоты при разгонеKBс угловым ускорением (сходственный режим), то скорее всего будет зафиксирован худший (больший) показа­тель на характеристике (кривая 3). Это объяс­няется «отставанием» теплового режима двигателя и процесса смесеобразования от реализуемого темпа разгона КВ.

Если измерить мгновенный расход топлива на той же часто­те вращения но в момент прохождения этой частоты при замедленииKBс угловым ускорением то скорее всего снова будет зафиксирован худший (по сравнению со стационар­ным) показатель на характеристики

Уяснение этого позволяет понять, что при разгоне ТС по ли­нии ED (см. рис. 4.23, а) удельный расход топлива будет изме­няться в соответствии с кривой ED на рис. 4.23, б, представля­ющей множество сходственных режимов с постоянным угловым ускорением При замедлении ТС по линии (см.

рис. 4.23, а) удельный расход топлива будет изменяться в соот­ветствии с кривой на рис. 4.23, б, представляющей множе­ство сходственных режимов с постоянным угловым ускорени­ем В итоге большим ускорениям и замедлениям АТС соответствуют большие отклонения показателей топливной экономичности от показателей стационарных режимов, причем в худшую сторону. Следовательно, из-за реализации на марш­руте АТС ускорений и замедлений интегральные топливно-экономические показатели будут хуже, чем при строго равномер­ном движении.