Визначення параметрів трансмісії автомобіля

Передавальне число головної передачі перевіряють з умови забезпеченя заданої максимальної швидкості V_max руху автомобіля на вищій ступені коробки передач при встановленому значенні n_vmax за формулою:

,

де i₀ - передавальне число головної передачі;

r_к - радіус колеса, в м;

i_кв - передавальне число коробки передач (КП) на вищій ступені;

i_д - передавальне число вищої ступені додаткової передачі (роздавальна коробка, демультіплікатор);

i_s – коефіцієнт ковзання гідротрансформатора.

Якщо в гідротрансформаторі передбачено блокування, а також у випадку вживання трансмісії механічного типу, коли гідротрансформатор відсутній, i_s= 1. На вищому швидкісному режимі i_s = 0,97… 0,98. Якщо в трансмісії автомобіля не передбачена прискорювальна передача, то вищою є пряма передача, а i_кв = 1. За наявності прискорювальної передачі приймають i_кв = 0,75…0,85. Передавальне число вищої ступені додаткової передачі вибирають у межах i_д= 1,0…1,5 [2].

Чисельний розрахунок:

r_к=0.46 м, i_кв=1,i_д=0,i_s=1,V_max=90 км/год = 25м/ с, n_vmax= 2200 хв^-1

Приймаємо

Передавальне число КП на першій передачі визначається з умови можливості подолання автомобілем при рівномірному русі заданного максимального дорожнього опору ψ_max.

Згідно з рівнянням балансу автомобіля, передавальне число КП на першій передачі визначають за формулою:

,

де М_emax – максимальний крутний момент двигуна, Н·м;

– ККД трансмісії;

Чисельне значення:

η_Т= 0,84, М_а= 30140 кг, ,

 

 

Отримане передавальне число i_кi, необхідно перевірити по умові забезпечення зчеплення провідних коліс з дорогою. Максимально можливе передавальне число коробки на першій передачі по умові зчеплення провідних коліс визначаємо за формулою:

де φ – коефіцієнт зчеплення (значення, що рекомендуються φ = 0,2…0,8); приймаємо – φ = 0,7;

m_p2 – коефіцієнт зміни нормальних реакцій на ведучих (задніх) колесах автомобіля (при розгоні m_p2max = 1,15…1,20);

М₂ = (M_a·a)/L_a – маса, що приходиться на задні ведучі колеса автомобіля в статичному положенні; М₂=(11160·4480)/5280=9469,10 кг;

L_a = (а + b) - колісна база автомобіля;

а, b - відстані від центра мас автомобіля до переднього або заднього

мостів відповідно. Якщо проектується автомобіль зі всіма ведучими колесами, то m_pmax = 1, а G₂ = G_а.

Можливість руху автомобіля на дорогах з прийнятим коефіцієнтом зчеплення буде забезпечена за умови дотриманні нерівності i_φ ≥ i_к1.

Чисельний розрахунок:

Отже умова виконується.

Визначення передавальних чисел проміжних ступеней коробки передач здійснюємо за формулою:

,

де m - порядковий номер передачі,

n - кількість передач коробки (не рахуючи передачі заднього ходу) n=8;

І_кв - передавальне число КП вищої ступені, приймаємо І_кв=1.

 

Друга передача:

= .

Третя передача:

.

Четверта передача:

.

П’ята передача:

.

Шоста передача:

.

 

Сьома передача:

.

Восьма передача:

.

Задній хід:

.

Метод силового балансу

Тягова сила Р_к на ведучих колесах автомобіляпри йогорусі витрачається на долання сил опору руху, а рівняння силового балансу в такому випадку має вигляд:

Р_к = Р_f ± Р_α +Р_w ± ·Р_j = Р_ψ + Р_w ± ·Р_j,

де Р_ψ = Р_f ± Р_α – рівнодійна сил опору дороги;

– коефіцієнт обертових мас автомобіля (маховик і всі деталі, що до нього приєднуються); і_к – передавальне число коробки передач; G_а0 – вага порожнього; G_а– вага завантаженого автомобіля.

Швидкість руху автомобіля визначають за наступною формулою:

.

Для прийнятих частот обертання колінчастого вала двигуна і прийнятих передавальних чисел коробки передач проводимо розрахунки можливих швидкостей автомобіля.

Результати розрахунку зводимо в таблицю 3.4.

Таблиця 3.4 – Результати розрахунку можливих швидкостей автомобіля

Швидкість автомобіля, Vі м/с при п е, хв.^-1	Передавальне число КПП
Ік1=7,8	Ік2=5,82	Ік3=4,34	Ік4=3,24	Ік5=2,41	Ік6=1,8	Ік7=1,34	Ік8=1
	0,84	1,13	1,51	2,02	2,72	3,63	4,88	6,54
	1,12	1,50	2,01	2,70	3,63	4,84	6,50	8,71
	1,40	1,88	2,51	3,37	4,54	6,05	8,13	10,89
	1,68	2,25	3,01	4,05	5,45	7,26	9,75	13,07
	1,96	2,63	3,51	4,72	6,35	8,47	11,38	15,25
	2,23	3,00	4,02	5,40	7,26	9,68	13,01	17,43
	2,51	3,38	4,52	6,07	8,17	10,89	14,63	19,61
	2,79	3,76	5,02	6,74	9,08	12,10	16,26	21,79
	3,07	4,13	5,52	7,42	9,99	13,31	17,88	23,96

 

 

Силу опору повітряного середовища P_wвизначаємо за формулою:

, Н,

де К_в = 0,5С_x∙ρ – коефіцієнт опору повітря, Н·с²/м⁴;

для вантажних 0,6…0,7 Н·с²/м⁴;

С_x– безрозмірний коефіцієнт лобового опору повітря; ρ = 1,225 кг/м³;

– густина повітря; добуток К_в ∙F називають фактором обтічності; V – максимальна швидкість автомобіля (м/с); площа F визначена в 2 розділі:

К_в приймаємо з таблиці 3.5 рівним 0,6.

Таблиця 3.5 – Орієнтовні значення коефіцієнта сил опору повітряного середовища

Тип автомобіля	Кв, Н ∙ с^2/м^4
Легкові автомобілі	0,2…0,35
Вантажні автомобілі бортові з кузовом фургон цистерни	0,5…0,7 0,5…0,6 0,55…0,65

Результати розрахунку зводимо в таблицю 3.6

Таблиця 3.6 – Результати розрахунку сил опору повітря

Сила опору повітря, , Н; при п е, хв.^-1	Передавальне число КПП
Ік1=7,8	Ік2=5,82	Ік3=4,34	Ік4=3,24	Ік5=2,41	Ік6=1,8	Ік7=1,34	Ік8=1
	2,91	5,26	9,39	16,95	30,70	54,58	98,49	178,13
	5,17	9,35	16,69	30,13	54,58	97,03	175,09	316,67
	8,07	14,60	26,08	47,09	85,28	151,62	273,58	494,79
	11,63	21,03	37,56	67,80	122,81	218,33	393,95	712,50
	15,83	28,62	51,12	92,29	167,16	297,17	536,21	969,80
	20,67	37,38	66,76	120,54	218,33	388,14	700,36	1266,67
	26,16	47,31	84,50	152,56	276,32	491,23	886,39	1603,13
	32,30	58,41	104,32	188,34	341,13	606,46	1094,31	1979,17
	39,08	70,68	126,23	227,89	412,77	733,82	1324,11	2394,80

 

Визначаємо силу тяги Р_к на ведучих колесах за формулою

, Н

де М_е–крутний момент на валу колінчастого вала двигуна;

І_Ті– передавальне число трансмісії на і -тій передачі;

ƞ_т – коефіцієнт корисної дії трансмісії;

r_д – динамічний радіус колеса r_д=0.46 м.

Значення передавальних чисел для певної передачі коробки передач, а також значення М _е беремо з таблиці для побудови зовнішньої характеристики двигуна.

Результати розрахунку зводимо в таблицю 3.7

Таблиця 3.7 – Результати розрахунку сили тяги автомобіля

Сила тяги, Рк, Н при М е	Передавальне число КПП
Ік1=7,8	Ік2=5,82	Ік3=4,34	Ік4=3,24	Ік5=2,41	Ік6=1,8	Ік7=1,34	Ік8=1
1106,73	68846,0	51193,2	38306,6	29127,2	21271,6	15887,5	11827,4	8826,4
1174,85	73083,6	54344,2	40664,4	30920,0	22580,9	16865,4	12555,4	9369,7
1224,31	76160,2	56631,9	42376,3	32221,6	23531,5	17575,4	13083,9	9764,1
1255,10	78075,8	58056,3	43442,2	33032,1	24123,4	18017,5	13413,0	10009,7
1267,23	78830,4	58617,5	43862,1	33351,3	24356,6	18191,6	13542,7	10106,5
1260,70	78424,1	58315,3	43636,0	33179,4	24231,0	18097,9	13472,9	10054,4
1235,50	76856,8	57149,9	42763,9	32516,3	23746,8	17736,2	13203,6	9853,4
1191,64	74128,5	55121,2	41245,8	31362,0	22903,8	17106,6	12734,9	9503,6
1129,12	70239,2	52229,1	39081,8	29716,6	21702,1	16209,0	12066,7	9005,0

 

Для побудови тягової діаграми використовуємо залишкову силу тяги Р_a, яка дорівнює різниці між силою тяги Р_к та Р_w, тобто

Р_a = Р_к–Р_w

 

 

Таблиця 3.8 – Результати розрахунку залишкової сили

Залишкова сила, , Н; при п е, хв.^-1	Передавальне число КПП
Ік1=7,8	Ік2=5,82	Ік3=4,34	Ік4=3,24	Ік5=2,41	Ік6=1,8	Ік7=1,34	Ік8=1
	68843,1	51187,9	38297,2	29110,2	21240,9	15833,0	11728,9	8648,3
	73078,4	54334,8	40647,8	30889,8	22526,4	16768,4	12380,3	9053,0
	76152,1	56617,3	42350,2	32174,5	23446,3	17423,8	12810,3	9269,3
	78064,2	58035,3	43404,6	32964,3	24000,6	17799,2	13019,1	9297,2
	78814,6	58588,9	43810,9	33259,0	24189,4	17894,5	13006,5	9136,7
	78403,4	58278,0	43569,2	33058,9	24012,7	17709,7	12772,5	8787,7
	76830,6	57102,6	42679,4	32363,8	23470,4	17244,9	12317,2	8250,3
	74096,2	55062,7	41141,5	31173,7	22562,7	16500,1	11640,6	7524,5
	70200,1	52158,5	38955,6	29488,7	21289,3	15475,2	10742,6	6610,2

 

Тягова характеристика, побудована по методу А.Н. Островцева, представляє собою графіки залежостей сили тяги Р_т = f(V) і вільної сили

Р_с = Р_т - Р_в = f(V), де Р_в – сила опору повітря. Крім того, в характеристиці представлені залежності Р_д = f(ψ) – сили опору дороги від коефіцієнта дорожного опору при різних навантаженнях автомобіля і Р_сц = f(φ) - максимальної, за умовами зчеплення ведучих коліс з дорогою, сили тяги від коефіцієнта зчеплення, також при різному завантаженні автомобіля.

Графік силового балансу автомобіля будується для всіх передач.

Ліву частину графіка будують, використовуючи залежність:

Р_д = ψ (М₀ +М_х)g ∙ 10^-3, кН;

Праву частину графіка будують, використовуючи залежність:

Р_сц = φ М_сц g ∙ 10^-3, кН

де М₀ – власна маса автомобіля, кг;

М_х– дійсна маса завантаження автомобіля, кг;
М_сц – зчіпна маса автомобіля, тобто маса, що приходиться на ведучі колеса при відповідному завантаженні автомобіля, кг;

φ – коефіцієнт зчеплення (приймаю φ = 0,5).

Для інших станів завантаження наближено приймають, що зчіпна маса пропорційна загальній масі автомобіля, тобто:

М_сц = М₂₀ + к_G М_x,

де М₂₀ – власна маса автомобіля, що приходиться на ведучі колеса;

к_G – коефіцієнт завантаження (к_G = 0; 0,25; 05; 0,75; 1,0).

 

 

 

4 Розрахунок тягово-динамічних характеристик автомобіля

4.1 Метод динамічної характеристики

Динамічна характеристика будується на основі тягової характери­стики автомобіля. Вона є графіком залежності динамічно­го фактора D від швидкості руху автомобіля V на всіх передачах.

Величину динамічного фактора визначають за формулою:

де Р_а = Р_Т – Р_w – залишкова (вільна) сила тяги, котра може бути використана на подолання сил опору дороги та розгону автомобіля.

Беручи до уваги рівняння тягового балансу автомобіля і припускаючи cosб =1,а sinб =0, вираз для динамічного фактора можна записати так:

D= ∙cosб ± sinб ± (д /g)∙ , або D = ± (д /g)∙ .

При усталеному русі автомобіля D = .

Для побудови динамічної характеристики автомобіля, використовуємо дані таблиці 4.1 і складаємо таблицю 4.2.

Таблица 4.1 – Показники для побудови динамічної характеристики автомобіля

Передача	Дані	n, об/хв
	V, км/г	3,02	4,02	5,03	6,03	7,04	8,04	9,05	10,05	11,06
Ра, кН	68,84	73,08	76,15	78,06	78,81	78,40	76,83	74,10	70,20
D	0,23	0,25	0,26	0,26	0,27	0,27	0,26	0,25	0,24
	V, км/г	4,06	5,41	6,76	8,11	9,47	10,82	12,17	13,52	14,87
Ра, кН	51,19	54,33	56,62	58,04	58,59	58,28	57,10	55,06	52,16
D	0,17	0,18	0,19	0,20	0,20	0,20	0,19	0,19	0,18
	V, км/г	5,42	7,23	9,04	10,84	12,65	14,46	16,26	18,07	19,88
Ра, кН	38,30	40,65	42,35	43,40	43,81	43,57	42,68	41,14	38,96
D	0,13	0,14	0,14	0,15	0,15	0,15	0,14	0,14	0,13

 

 

Продовження таблиці 4.1

4	V, км/г	7,28	9,71	12,14	14,57	17,00	19,43	21,85	24,28	26,71
Ра, кН	29,11	30,89	32,17	32,96	33,26	33,06	32,36	31,17	29,49
D	0,10	0,10	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11	0,10
5	V, км/г	9,80	13,07	16,34	19,61	22,88	26,14	29,41	32,68	35,95
Ра, кН	21,24	22,53	23,45	24,00	24,19	24,01	23,47	22,56	21,29
D	0,07	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,07
6	V, км/г	13,07	17,43	21,79	26,14	30,50	34,86	39,21	43,57	47,93
Ра, кН	15,83	16,77	17,42	17,80	17,89	17,71	17,24	16,50	15,48
D	0,05	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,05
7	V, км/г	17,56	23,41	29,26	35,12	40,97	46,82	52,68	58,53	64,38
Ра, кН	11,73	12,38	12,81	13,02	13,01	12,77	12,32	11,64	10,74
D	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04
8	V, км/г	23,53	31,37	39,21	47,06	54,90	62,74	70,59	78,43	86,27
Ра, кН	8,65	9,05	9,27	9,30	9,14	8,79	8,25	7,52	6,61
D	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,02

Щоб не перераховувати при кожній зміні навантаження величину динамічного фактора, динамічну характеристику доповнюють номограмою завантажень. З цією метою вісь абсцис динамічної характеристики продовжують вліво і наносять на ній шкалу навантажень Н %. З нульової точки шкали завантажень будують вісь ординат і наносять на ній шкалу динамічного фактора D₀ для не завантаженого автомобіля. Величину масштабу «а₀» в мм для шкали «D₀» знаходять із співвідношення:

, мм,

де а - масштаб шкали динамічного фактора D для повністю завантаженого автомобіля, мм.

Рівнозначні ділення шкал D і D_о сполучаємо між собою прямими лініями і отримуємо номограму завантажень.

 

Рисунок 4.1 – Динамічна характеристика автомобіля

1,2,3,4,5,6,7,8 ‒ передачі КПП відповідно

 

Щоб оцінити можливість роботи автомобіля без буксування ведучих коліс при різному завантаженні автомобіля, необхідно зіставити величини динамічних факторів за умовами тяги D і зчеплення D_φ. Таке зіставлення виконують за допомогою графіка контролю буксування, що характеризує величини динамічного фактора D_φ по зчепленню при різних значеннях навантаження і коефіцієнта зчеплення.

Значення динамічних факторів по зчепленню завантаженого D_φ, і не завантаженого автомобіля D_оφ при різних значеннях коефіцієнта зчеплення визначаємо за формулами:

.

і відкладаємо, відповідно, по осях D і D₀ у тому ж масштабі.

Значення D_φ і D_0φ, обчислені для однакових коефіцієнтів зчеплення φ сполучають між собою прямими пунктирними лініями. Над кожною пунктирною лінією вказують значення коефіцієнта зчеплення.

Динамічна характеристика, доповнена номограмою навантажень і графіком контролю буксування, називається динамічним паспортом автомобіля. Динамічний паспорт наведено на рисунку 4.3.

За допомогою динамічного паспорта автомобіля, можна встановити обмеження, які накладаються на його рух я зчепленням коліс з дорогою. При необхідності визначення мінімального значення коефіцієнта зчеплення ц при заданих навантаженні і швидкості. По заданих Н і V_a і похилих штрихових лініях знаходять D_ц.

 

 

Рисунок 4.2 – Динамічний паспорт автомобіля

1,2,3,4,5,6,7,8 ‒ передачі КПП відповідно

 

4.2 Показники динамічності автомобіля при нерівномірному русі

 

?.Показниками динамічності автомобіля при нерівномірному русі є прискорення (сповільнення), час і шлях розгону (гальмування) автомобіля в певному інтервалі зміни швидкості. Нерівномірний рух може бути прискореним або сповільненим. Величини прискорень, що розвиваються автомобілем на різних передачах, визначають заформулою:

де – коефіцієнт опору дороги для даної швидкості автомобіля, який для заданої швидкості можна визначати за формулою:

; f₀=0,012…0,018; =f_k +i; при i=0 ψ=f_k і ₀ = f ₀;

,

δ – коефіцієнт, що враховує інерцію обертових мас, який визначають за емпіричною формулою: .

Орієнтовні значення максимальних прискорень (у м/с²) при розгоні автомобіля з максимальною інтенсивністю складають: для легкових автомобілів –2,0...2,5 на першій і 0,8 … 1,2 – на вищій передачах; для вантажних автомобілів відповідно – 1,7 … 2,0 і 0,25 … 0,5; для автобусів – 1,8 … 2,3 і 0,4 … 0,8.

Найчастіше прискорення визначають для руху автомобіля по дорозі з коефіцієнтом опору = 0,02…0,04.

 

 

У зв’язку з останнім зауваженням для визначення прискорень можна користуватися формулою:

 

j =dV/ dt = 9,81∙(D – 0,04) / (1 + σ₁∙І²_к + σ₂), м/с².

 

За результатами розрахунків будуємо таблицю, яку наведено нижче (таблиця 4.2).

 

Таблиця 4.2 – Параметри руху автомобіля при розгоні

V, м/с.	D	V^2		D –	j, м/с^2
1 передача	3,02	0,23	9,10	0,015	0,218	1,054
4,02	0,25	16,18	0,015	0,232	1,133
5,03	0,26	25,28	0,015	0,243	1,190
6,03	0,26	36,40	0,015	0,249	1,225
7,04	0,27	49,54	0,015	0,251	1,239
8,04	0,27	64,71	0,015	0,250	1,231
9,05	0,26	81,89	0,015	0,245	1,202
10,05	0,25	101,10	0,015	0,236	1,152
11,06	0,24	122,33	0,015	0,222	1,080
2 передача	4,06	0,17	16,46	0,015	0,158	1,026
5,41	0,18	29,26	0,015	0,169	1,108
6,76	0,19	45,71	0,015	0,176	1,167
8,11	0,20	65,83	0,015	0,181	1,204
9,47	0,20	89,60	0,015	0,183	1,219
10,82	0,20	117,02	0,015	0,182	1,211
12,17	0,19	148,11	0,015	0,178	1,180
13,52	0,19	182,85	0,015	0,171	1,127
14,87	0,18	221,25	0,015	0,161	1,051
3 пперепередача	5,42	0,13	29,39	0,015	0,114	0,724
7,23	0,14	52,25	0,015	0,122	0,788
9,04	0,14	81,64	0,015	0,128	0,834
10,84	0,15	117,56	0,015	0,132	0,863
12,65	0,15	160,02	0,015	0,133	0,874
14,46	0,15	209,00	0,015	0,132	0,868
16,26	0,14	264,52	0,015	0,129	0,843
18,07	0,14	326,57	0,015	0,124	0,801
19,88	0,13	395,15	0,015	0,116	0,742
4 пперепередача	7,28	0,10	53,06	0,015	0,083	0,490
9,71	0,10	94,33	0,015	0,089	0,541
12,14	0,11	147,40	0,015	0,094	0,577
14,57	0,11	212,25	0,015	0,096	0,600
17,00	0,11	288,90	0,015	0,097	0,608
19,43	0,11	377,34	0,015	0,097	0,602
21,85	0,11	477,57	0,015	0,094	0,583
24,28	0,11	589,59	0,015	0,090	0,549
26,71	0,10	713,40	0,016	0,084	0,501

 

 

Продовження таблиці 4.2

5 пперепередача	9,80	0,07	96,11	0,015	0,057	0,275
13,07	0,08	170,86	0,015	0,061	0,312
16,34	0,08	266,97	0,015	0,064	0,339
19,61	0,08	384,44	0,015	0,066	0,355
22,88	0,08	523,27	0,015	0,066	0,361
26,14	0,08	683,46	0,016	0,066	0,356
29,41	0,08	865,00	0,016	0,064	0,340
32,68	0,08	1067,90	0,016	0,061	0,313
35,95	0,07	1292,16	0,016	0,056	0,276
6 пперепередача	13,07	0,05	170,86	0,015	0,038	0,119
17,43	0,06	303,76	0,015	0,041	0,147
21,79	0,06	474,62	0,015	0,044	0,167
26,14	0,06	683,46	0,016	0,045	0,178
30,50	0,06	930,26	0,016	0,045	0,181
34,86	0,06	1215,03	0,016	0,044	0,175
39,21	0,06	1537,78	0,016	0,042	0,162
43,57	0,06	1898,49	0,016	0,039	0,139
47,93	0,05	2297,17	0,017	0,036	0,109
7 пперепередача	17,56	0,04	308,31	0,015	0,024	0,010
23,41	0,04	548,10	0,015	0,026	0,017
29,26	0,04	856,41	0,016	0,028	0,030
35,12	0,04	1233,23	0,016	0,028	0,036
40,97	0,04	1678,57	0,016	0,028	0,036
46,82	0,04	2192,42	0,017	0,027	0,029
52,68	0,04	2774,78	0,017	0,025	0,021
58,53	0,04	3425,65	0,018	0,022	0,012
64,38	0,04	4145,04	0,018	0,018	0,006
8 пперепередача	23,53	0,03	553,60	0,015	0,014	0,006
31,37	0,03	984,18	0,016	0,015	0,022
39,21	0,03	1537,78	0,016	0,015	0,042
47,06	0,03	2214,40	0,017	0,015	0,049
54,90	0,03	3014,04	0,017	0,014	0,044
62,74	0,03	3936,71	0,018	0,012	0,027
70,59	0,03	4982,39	0,019	0,009	0,018
78,43	0,03	6151,10	0,020	0,006	0,010
86,27	0,02	7442,83	0,021	0,002	0,004

 

При побудові графіків, представлених на рисунку 3.3 значення V і D переносять з таблиці 4.1. Для швидкостей V < 30 км/год залежність втрат на опір дороги від швидкості автомобіля можна не враховувати.

Значення величин V i D обчис­люють для кожної з передач коробки передач (у разі необхідності – і додат­кової коробки) як мінімум при 6…8 значеннях кутової швидкості із швид­кісного діапазону двигуна. За резуль­татами розрахунків будуємо графік прискорень (рис.4.3) автомобіля.

 

Рисунок 4.3 – Графік прискорень авто­мобіля

1,2,3,4,5,6,7,8 ‒ передачі КПП відповідно

 

 

Час t_р і шлях S_р розгону автомобіля визначають графоаналітичним способом. З цією метою криві прискорень розбивають на інтервали і вважають, що в кожному інтервалі зміни швидкості автомобіля відбувається з постійним прискоренням j_ср, величину якого визначають за формулою:

J_ср = 0,5 (j_п + j_к),

де j_п і j_к – прискорення на початку і в кінці інтервалу зміни швидкостей.

Для більшої точності розрахунку інтервали швидкості ∆V беруть рівними 2 … 3 км/год. на 1-ой передачі, 5 … 10 км/год. на проміжних передачах і 10…15 км/год. – на вищій передачі.

Визначивши величину середнього прискорення j_ср знаходять час розгону t_р автомобіля при зміні швидкості його руху від V_п до V_к:

де V_п і V_к – швидкості на початку і в кінці інтервалів зміни швидкості.

Тоді, загальний час розгону від мінімально стійкої V_min до кінцевої V_max швидкості буде дорівнювати:

t_р = ∆t₁ + ∆t₂ +...+ ∆t_п.

По значеннях t_р, що обчислюються для різних швидкостей, будують криву часу розгону (наведено нижче), починаючи з V_min, для якої t = 0.

Для швидкості V₁ відкладають значення ∆t₁, для швидкості V₂ –значення (∆t₁ + ∆t₂) і так далі.

Для визначення показників динамічності автомобіля при розгоні з максимальною інтенсивністю в розрахунки вводять максимально можливі при даній швидкості прискорення. Якщо на графіку криві прискорень сусідніх передач перетинаються, то для розрахунку слід брати прискорення ділянок кривих, що знаходяться праворуч від точок перетину. Якщо ж крив і прискорень

 

 

не перетинаються, то їх розрахунковими ділянками для всіх передач (окрім першої) є праві гілки, що відсікаються вертикалями, проведеними через праві кінці, розташованих вище кривих (див.рис.3.4).

При розрахунку шляху розгону S_р приблизно вважають, що в кожному інтервалі зміни швидкості автомобіль рухається рівномірно з середньою швидкістю:

При цьому припущенні приріст ∆S_і шляху розгону в інтервалі швидкостей від V_п до V_к визначають за формулою:

,м

Тоді, загальний шлях розгону S_р від мінімально стійкої V_min до кінцевої V_max швидкості буде дорівнювати:

S_p = ΔS₁ + ΔS₂ +...+ ΔS_n.

Залежність шляху розгону від швидкості будують для тих же інтервалів зміни швидкості, що і криву часу розгону і в тій же послідовності. Для побудови вказаних вище графіків складаю таблицю 4.4.

 

Таблиця 4.3 – Визначення часу і шляху розгону автомобіля

Швидкості при розгоні, км/год	Прискорення при розгоні, м/с^2		jср, м/с^2	Δti, с	tр, с	Vср, км/год	ΔSi, м	Sp, м	St, м
Vп	Vк	Jп	jк
3,05	4,06	1,06	1,14	0,28	1,10	0,26	0,26	3,56	0,25	0,25	1,67
5,08	6,10	1,19	1,23	0,28	1,21	0,23	0,49	5,59	0,36	0,62	2,71
7,11	8,13	1,24	1,23	0,28	1,24	0,23	0,72	7,62	0,48	1,10	3,81
9,14	10,16	1,21	1,15	0,28	1,18	0,24	0,96	9,65	0,64	1,74	4,97
11,18	13,41	1,08	0,95	0,62	1,02	0,61	1,57	12,29	2,08	3,82	6,57
22,41	30,81	0,47	0,37	2,33	0,42	5,55	7,12	26,61	41,04	44,86	17,00
42,27	51,66	0,14	0,06	2,61	0,10	27,10	34,22	46,96	353,55	398,41	37,00
62,74	70,59	0,08	0,03	2,18	0,05	42,01	76,24	66,66	778,03	1176,44	62,12
78,43	86,27	0,02	0,02	2,18	0,02	128,15	204,39	82,35	2931,49	4107,93	86,18

 

Показники динамічності автомобіля при гальмуванні розраховують, розв’язуючи рівняння руху автомобіля. При різних значеннях зчеплення з дорогою передніх і задніх коліс автомобіля, зупиночний шлях S_о в м визначають з врахуванням коефіцієнта ефективності гальмування за формулою:

,

де V_о – початкова швидкість гальмування, км/год;

t_сум = (t_р + t_пр) – сумарний час реакції водія t_р і спрацьовування гальмівного приводу t_пр, с;

 

 

к_э - коефіцієнт ефективності гальмування;

– коефіцієнт зчеплення.

Для побудови залежності шляху до зупинки S_о від початкової швидкості гальмування V_о задаються декількома (не менше ніж шістьма) значеннями швидкості в діапазоні від V₀ = 0 до V₀ = V_max і по отриманих результатах будують графік S₀ = f(V₀). Розрахунок ведуть при = 0,7.

де V_о – початкова швидкість гальмування, км/год;

t_сум = (t_р + t_пр) – сумарний час реакції водія t_р і спрацьовування гальмівного приводу t_пр, с;

к_э - коефіцієнт ефективності гальмування;

– коефіцієнт зчеплення.

Час спрацьовування гальмівного приводу і час реакції водія залежать, головним чином, від конструкції гальмівного приводу і кваліфікації водія. У розрахунках приймають: для автомобіля з гідравлічним приводом – t_сум = 1,2с; для автомобіля з пневматичним приводом – t_сум =1,6 с.

Коефіцієнт ефективності гальмування показує, у скільки разів дійсне уповільнення автомобіля нижче максимально можливого на даній дорозі. У розрахунках приймають: к_э= 1,2 для легкових автомобілів і к_э= 1,3…1,4 – для вантажних автомобілів і автобусів.

Залежності часу, шляху розгону і гальмового шляху автомобіля від швидкості будуємо на одному графіку, який наведено на рис.4.4.

 

Рисунок 4.4 – Залежність від швидкості руху автомобіля часу, шляху разгону та шляху гальмування.

 

5 РОЗРАХУНОК ГАЛЬМІВНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ І ПАЛИВНОЇ ЕКОНОМІЧНІСТІ АВТОМОБІЛЯ