Мета роботи. Оволодіння студентами графо-аналітичним методом вирішення задач по оцінюванню часу і шляху розгону автомобіля на кожній передачі і розрахунок параметрів

Оволодіння студентами графо-аналітичним методом вирішення задач по оцінюванню часу і шляху розгону автомобіля на кожній передачі і розрахунок параметрів динамічного подолання дорожнього опору

4.2 Теоретичні відомості

Для визначення часу і шляху розгону роблять наступні припущення:

– розгін починається зі швидкості автомобіля, що відповідає мінімальним обертам колінчастого вала, а процес зрушення з місця і розгін автомобіля до цієї швидкості, яка відповідає нижчій передачі коробки передач і мінімальним обертам колінчастого вала, зважаючи на складність і недостатню вивченість процесу, не розглядаються;

– двигун працює у режимі зовнішньої швидкісної характеристики. Відомо, що прискорення дорівнює:

Використовуючи числовий метод, маємо право записати:

. 4.1

Якщо , що зображує приріст швидкості при розгоні від швидкості V₁ до V₂, тоді очевидно відповідає часу розгону від швидкості V₁ до V₂.

а_сер – середнє прискорення в інтервалі швидкостей V₁ і V₂

,

де а₁ а₂ – прискорення розгону при швидкостях руху відповідно V₁ і V_{2 .} Враховуючи, що динамічний фактор Д розраховується по формулі

4.2

де ψ – коефіцієнт дорожнього опору, розраховується за формулою

.

δ –коефіцієнт обертових мас автомобіля, розраховується за наступною формулою

,

де u_K – передавальне число коробки передач на і -тій передачі.

де Д₁, Д₂ – динамічні фактори автомобіля при швидкостях V₁, і V₂;

ψ₁ ψ₂ – коефіцієнти дорожнього опору при швидкостях V₁, і V₂. Під час руху по горизонтальній дорозі маємо:

Після підставлення до рівняння (4.1) вищенаведених залежностей час розгону від швидкості V₁, до V₂ запишемо:

4.3

Сумарний час розгону на передачі знаходиться підсумуванням часу в інтервалах швидкостей на цій передачі.

Щоб час розгону був мінімальним, перемикання передач повинне здійснюватися при максимальному прискоренні.

Втрату швидкості при перемиканні передач знаходимо, взявши, що при перемиканні передач двигун роз'єднаний від трансмісії. Якщо впливом повітря знехтувати, тоді Д₁ = Д₂ = 0. З достатньою для практичних розрахунків точністю можна вважати, що ψ₁= ψ₂

Щодо часу перемикання передач, то він залежить від типу і конструкції привода перемикання передач, суб'єктивних особливостей водія і знаходиться в межах (0,3... 1,5) с. При розрахунках беруть середнє значення часу перемикання t_п = 0,8... 1 с.

Після підставлення значень Д1 = Д2 = 0; до формули (4.2), визначимо падіння швидкості при перемиканні передачі:

4.4

Вхідний до формули (4.4) коефіцієнт обертових мас δ_п при перемиканні передач визначається за формулою

δ_п = 1 + 0,03...0,05,

Знак «мінус» указує, що при перемиканні передач швидкість зменшується.

Зазначимо, що формула (4.3) отримана з допущенням, що впливом опору повітря при перемиканні передач нехтуємо, приймаючи Р_п = 0.

Ця формула враховує розгін тільки коліс автомобіля і це справедливо певною мірою, оскільки при перемиканні передач двигун від'єднаний від трансмісії. Проте аґреґати трансмісії обертаються.

Коефіцієнт дорожнього опору ψ₁ відповідає швидкості руху автомобіля на початку перемикання.

Сумарний час розгону автомобіля дорівнює:

де

– сумарний час розгону на всіх передачах;

– сумарний час при перемиканні передач.

За результатами розрахунків будується графік часу розгону. Зазначимо, що графік часу розгону не починається з нульової швидкості, оскільки нами прийнято допущення, що рух автомобіля починається зі швидкості, що відповідає мінімальним обертам двигуна.

Рисунок 4.1 – Графік часу розгону

Визначення шляху розгону проводимо після визначення часу розгону. Якщо врахувати, що:

то, використовуючи числовий метод, можемо записати:

. 4.5

де ∆S – шлях, який проходить автомобіль при розгоні від швидкості V₁ дo V₂,

– час розгону від швидкості V₁ дo V₂, який визначаємо за формулою (4.1);

V_сер – середня швидкість руху в інтервалі швидкостей V₁ дo V₂, дорівнює:

.

Після підставлення маємо:

За час перемикання передачі, який беруть однаковим при кожному перемиканні t_п = 0,8... 1 с, автомобіль пройде шлях:

4.6

де V₁ – швидкість на початку перемикання;

∆V_n – падіння швидкості за час перемикання передачі, яке визначаємо за формулою (5.25) і беремо за абсолютною величиною.

Сумарний шлях розгону автомобіля визначаємо так:

де – сумарний шлях розгону на всіх передачах;

– сумарний шлях, що проходить автомобіль, при перемиканні передач.

За результатами розрахунків будуємо графік шляху розгону.

Рисунок 4.2 – Графік шляху розгону

Слід зазначити, що графік шляху розгону аналогічно до графіка часу розгону починається зі швидкості, яку розвиває автомобіль при мінімальних обертах двигуна, оскільки процес зрушення з місця і розгін до швидкості, яка відповідає мінімальним обертам двигуна, згідно зі взятими допущеннями, не враховуються.

Динамічним називають подолання дорожнього опору з використанням кінетичної енергії, запасеної на ділянці дороги, що передує тій, яка не може бути подолана з постійною швидкістю.

З рівняння (4.2) слідує, що при ψ > D_max на відповідній передачі автомобіль сповільнюватиметься до V_min на цій передачі, після чого двигун затихне.

За час падіння швидкості автомобіль пройде шлях, який визначається не тільки енергією, що підводиться від двигуна, але і кінетичною енергією автомобіля.