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 за формулою:

, м/с² (36)

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

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

, (37)

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

. (38)

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.

Отже, для визначення прискорень можна користуватися формулою:

j =dV/ dt = 9,81∙(D – 0,04) / (1 + σ₁∙І²_к + σ₂), м/с². (6.37)

За результатами розрахунків будують таблицю за зразком, який наведено нижче (таблиця 3) .

Таблиця 3 Параметри руху автомобіля при розгоні

V, км/год.	Da	V2		Da –	j, м/с2
V1
V2
і т. д.

При побудові графіків на рис. 7…9 значення V і D переносять з таблиці 3. Для швидкостей V < 30 км/год залежність втрат на опір дороги від швидкості можна не враховувати.

Значення величин V i D обчис­люють для кожної з передач коробки передач (у разі необхідності – і додат­кової коробки) як мінімум при 7…8 значеннях кутової швидкості із швид­кісного діапазону двигуна. За резуль­татами розрахунків будують графік прискорень (рис.10) автомобіля.

Рис.10 – Графік прискорень авто­мобіля

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), (38)

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

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

(39)

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

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

t_р = ∆t₁ + ∆t₂ +...+ ∆t_п. (40)

По значеннях t_р, що обчислюються для різних швидкостей, будують криву часу розгону (наведено нижче), починаючи з Vmin, 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 криві прискорень не перетинаються, то їх розрахунковими ділянками для всіх передач (окрім першої) є праві гілки, що відсікаються вертикалями, про-веденими через праві кінці, розташованих вище кривих (див.рис.10).

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

(41)

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

,м (42)

Тоді, загальний шлях розгону S_р від мінімально стійкої Vmin до кінцевої Vmax швидкості буде дорівнювати:

S_p = ΔS₁ + ΔS₂ +...+ ΔS_n. (43)

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 складають таблицю 4.

Таблиця 4

Визначення часу і шляху розгону автомобіля

Швидкості при розгоні, км/г	Прискорення при розгоні, м/с2		jср, м/с2	Δti, с	tр, с	Vср, м/с	ΔSi, м	Sp, м
Vп	Vк	Jп	jк

У графи 8 і 11 заносять сумарні значення часу і шляху, рахуючи від початкової швидкості. При початковій швидкості Vmin час і шлях розгону дорівнюють нулю, тому криві t_р і S_р беруть початок не з початку координат.

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:

, (44)

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 = Vmax і по отриманих результатах будують графік S₀ = f(V₀). Розрахунок ведуть при = 0,7.

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 будують на одному графіку, зразок якого наведено на рис.11.

Рис. 11 – Залеежність від швидкості руху автомобіля часу, шляху разгону і шляху гальмування