Расчет показателей разгона

 

Время и путь разгона при движении на всех передачах переднего хода рассчитываем, используя результаты табл. 2.2. В частности, используя значения V_a на каждой передаче, сначала определим среднюю скорость в интервале D V _a= (V _i+1- V _i)=0,20, которая равна, м/с:

 

V _срi = 0,5×(V _ai + V _a(i+1)), (2.15)

 

 

Значения J из табл.2.2 используем при расчете его среднего значения в каждом интервале D V, м/с²:

 

J _срi = 0,5×(J _i + J _(i+1)), (2.16)

 

 

Результаты расчетов V _срi и j _срi представим в табл.2.6.

Приняв D V за шаг и интегрируя приближенным численным методом функцию J = f (V _a), определим время разгона АТС в каждом интервале скорости, представляя результаты в соответствующей строке табл.2.5, с:

 

D t _pi = D V _a / J _срi, (2.17)

 

 

Для удобства использования значений времени разгона при построении графиков целесообразно интервальный вид записи этого параметра преобразовать в числовой ряд с последовательно нарастающим итогом:

 

t _p1 = D t _p1; t _p2 = D t _p1 + D t _p2; t _pi = D t _pi. (2.18)

 

В этом случае конечное значение t _­p будет соответствовать времени разгона АТС на конкретной передаче.

Путь разгона АТС рассчитываем при допущении неизменной скорости в каждом интервале DV, равной среднему значению по (2.17), тогда путь, проходимый АТС в течение каждого интервала времени D t _pi, м:

 

D S _pi = V _срi×D t _pi, (2.19)

 

 

Полученные значения D S _pi представляем в табл.2.6, а затем преобразуем (по аналогии с t _p) в числовой ряд с последовательно нарастающим итогом:

 

S _pi = D S _pi, (2.20)

 

При расчете скоростной характеристики следует учитывать снижение скорости в процессе переключения передач (т.е. при движении транспортного средства в режиме наката) и путь S п, проходимый за время переключения передач t _п. Численные значения параметров процесса переключения передач зависят от квалификации водителя и конструктивных факторов автомобиля. В расчетах будем использовать приближенные значения t _п: 2 секунды для грузовых автомобилей.

Снижение скорости D V _п за время переключения передач определяют при допущении нулевых значений силы сопротивления воздуха Р в и силы тяги Р т, а коэффициент учета вращающихся масс d для режима наката обычно принимают равным 1,05. С учетом указанных допущений, замедление в период t_п, м/с²:

 

J_з = (f×m_a×g) / (m_a×d) = 9,3× f, (2.21)

 

 

а снижение скорости за время переключения передач, м/с:

 

DV_п = V_н- V_к = J_з×t_п, (2.22)

 

 

где V _н, V _к - соответственно скорость АТС в конце разгона на предыдущей передаче и перед включением последующей передачи. Из (2.22) следует, что скорость в конце процесса переключения, м/с:

V_к = V_н - DV_п, (2.23)

 

 

а средняя скорость за время t_п, м/с:

 

V_{ср п} = (2×V_н - DV) / 2, (2.24)

 

 

тогда путь, проходимый АТС за время переключения передач, будет равен, м:

 

S_п = V_{ср п}×t_п, (2.25)

 

 

Результаты расчета по (2.22) и (2.25) параметров, характеризующих процесс переключения передач, представим в табл.2.6.

Полученные значения V _ср и соответствующие им t _p и S _p (табл.2.6), а также значения параметров из табл.2.7, используем при построении скоростной характеристики (СХ). СX является совмещенной, т.е. содержит два аргумента (время и путь разгона), имеющих независимые шкалы по осям абсцисс: t _p и S _p (рис.2.4).

График строим со следующими шкалами (Ш):

абсцисса Шs: 10м =3мм и S_max = 2000м;

абсцисса Шt: 1c =(600 / t_{max i}) мм, где t_{max i} – максимальное значение времени разгона на каждой передаче, n – число передач. При расчете шкалы частное от деления округляют до целого значения. Ордината (скорость V) должна иметь Ш_v 1м/с = 10мм.

Принцип построения СХ.

В прямоугольных координатах SOV для каждой передачи коробки строят, начиная от оси ординат, все кривые разгона (S₁, S₂, и т.д.) по данным табл.2.5, используя соответствующие значения V _ср и S _p. Каждую кривую продолжают с той же кривизной до значения максимальной скорости V _к, взятого из табл. 2.2 для соответствующей передачи. Используя данные табл.2.6, от конечной точки K₁ откладывают вниз значение D V _н, а вправо - значение S _п , получив таким образом координаты точки H₂, соответствующей началу разгона на второй передаче. Затем переносят кривую S ₂ плоско- параллельно вправо до пересечения с H`<sub>2</sub>, определив новое ее положение V`₂K`<sub>2</sub>. Убрав остаток V`₂H`<sub>2</sub>, расположенный ниже точки H`₂, получают кривую S `<sub>2</sub>, т.е. зависимость скорости движения АТС на второй передаче от пути S. Построения повторяют, взяв в качестве новой исходной точки K`₂, затем K`₃ и т.д. Графическую зависимость V_a = f(t_p) строят аналогично.

 

Таблица 2.6

Результаты расчета скоростной характеристики «Разгон АТС»

 

Параметры	Результаты расчета
Передача №1: tn= 2 c; ΔVn= 0 м/с; Sn= 0 м;
Vа ср, м/с	1,27	1,46	1,66	1,85	2,05	2,24	2,44		2,5
Jср, м/с2	1,62	1,67	1,70	1,70	1,67	1,62	1,57		1,54
Δ tр, с	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12
tр, с	0,12	0,24	0,35	0,47	0,58	0,70	0,83
Δ Sр, м	0,15	0,17	0,19	0,21	0,24	0,27	0,30
Sр, м	0,15	0,32	0,51	0,73	0,97	1,24	1,54
Передача №2: tn=2 c; ΔVn= 0,28 м/с; Sn= 4,79 м;
Vа ср, м/с	2,46	2,84	3,22	3,60	3,98	4,35	4,73		4,92
Jср, м/с2	1,11	1,14	1,16	1,16	1,14	1,11	1,07		1,05
Δ tр, с	0,34	0,33	0,33	0,33	0,33	0,34	0,36
tр, с	0,34	0,67	1,00	1,33	1,66	2,00	2,35
Δ Sр, м	0,84	0,94	1,05	1,17	1,32	1,49	1,68
Sр, м	0,84	1,78	2,83	4,00	5,33	6,81	8,50
Передача №3: tn= 2 c; ΔVn= 0,28 м/с; Sn= 9,56 м;
Vа ср, м/с	3,97	4,58	5,19	5,80	6,41	7,02	7,63		7,93
Jср, м/с2	0,70	0,72	0,73	0,73	0,72	0,69	0,66		0,65
Δ tр, с	0,87	0,85	0,83	0,83	0,85	0,88	0,92
tр, с	0,87	1,71	2,54	3,38	4,23	5,11	6,02
Δ Sр, м	3,45	3,87	4,31	4,82	5,45	6,16	7,00
Sр, м	3,45	7,32	11,62	16,45	21,90	28,06	35,07
Передача №4: tn= 2 c; ΔVn=0,28 м/с; Sn= 15,58 м;
Vа ср, м/с	6,48	7,48	8,48	9,48	10,48	11,47	12,47		12,97
Jср, м/с2	0,38	0,39	0,40	0,40	0,38	0,36	0,34		0,33
Δ tр, с	2,60	2,53	2,50	2,52	2,61	2,75	2,93
tр, с	2,60	5,13	7,62	10,15	12,76	15,50	18,44
Δ Sр, м	16,84	18,93	21,17	23,91	27,37	31,49	36,59
Sр, м	16,84	35,77	56,95	80,86	108,22	139,72	176,30
Передача №5: tn= 2 c; ΔVn= 0,28 м/с; Sn= 25,63 м;
Vа ср, м/с	9,92	11,45	12,97	14,50	16,03	17,55	19,08		19,84
Jср, м/с2	0,19	0,19	0,19	0,18	0,16	0,14	0,12		0,10
Δ tр, с	8,04	7,99	8,11	8,56	9,46	10,88	13,26
tр, с	8,04	16,03	24,14	32,70	42,16	53,04	66,30
Δ Sр, м	79,76	91,44	105,20	124,12	151,63	191,03	253,02
Sр, м	79,76	171,20	276,40	400,52	552,15	743,18	996,20

 

 

Таблица 2.7

Характеристика процесса переключения передач

 

Параметр	Значение
Номер включаемой передачи	1 2 3 4 5.
Время переключения t п, с	0 2 2 2 2.
Снижение скорости D V п, м/с	0 0,28 0,28 0,29 0,31.
Путь за время t п, S п, м	0 4,79 9,56 15,58 25,63.

Полученную скоростную характеристику используем для оценки скоростных свойств АТС с помощью показателей, перечисленных в табл. 2.8.

 

 

Рис. 2.4. Скоростная характеристика с пятиступенчатой коробкой (верхняя кривая – путь, нижняя – время).

 

 

Расчет показателей выбега

 

Под выбегом до полной остановки понимают расстояние, пройденное АТС в режиме наката, т.е. с отсоединенным от ведущих колес двигателем.

Уравнение движения (уравнение силового баланса) для указанного режима на горизонтальном участке дороги имеет вид, Н:

 

Р и = Р ск + Р в + Р тр.х, (2.26)

 

где Р и = m_а × Jв × d – сила инерции; Р ск = m_а × g × f – сила сопротивления качению; Р в – см. (2.4); Р тр.х – сила сопротивления трансмиссии в режиме холостого хода (не учитывается ввиду малости).

Исходные данные к расчету времени и пути выбега:

· Начальная скорость выбега V a.н = 19,84 м/с(равна максимально возможной скорости из динамической характеристики);

· Шаг варьирования скорости D V a = V a.н / 9 = 19,84 / 9 = 2,20 м/с;

· Значения остальных параметров выбираются из табл. 2.1.

Алгоритм расчета время и пути выбега:

1. Расчет коэффициента учета вращающихся масс при выбеге, в отличие от тягового режима, выполняется с учетом только момента сопротивления вращающихся колес:

 

d =1 + ((z_к · J _кi) / m_а· r_к²); (2.27)

 

 

2. Расчет текущего уровня скорости: V аi = V а _{(i –1)} - D V a, м/с:

 

 

3. Расчет силы сопротивления воздуха для каждого уровня V а выполняют по формуле (2.2), Н:

 

 

4. Расчет замедления АТС при выбеге, для каждого уровня V а, производят с учетом отсоединенного от ведущих колес двигателя

 

J в = (m_а · g · f + Рв) /(m_а · d), (2.28)

 

 

 

Время и путь выбега (с учетом существенно нелинейной зависимости J в от скорости АТС) следует определять аналогично времени и пути разгона,
т. е. методом численного интегрирования, в частности:

5. Расчет средних значений V a ср и J ср.в выполнить по (2.15), (2.16):

 

 

 

6. Расчет времени t _в и пути S _в выбега выполнить по формулам (2.17)…(2.20).

 

 

 

Полученные результаты изложим в табл. 2.8 и используем при построении графических зависимостей согласно рис. 2.5. 2.6.

 

Таблица 2.8

Результаты расчета скоростной характеристики «Выбег АТС»

 

№	Параметр	Результаты расчета
1.	Коэф. d	1,017
2.	V a, км/ч	71,4	63,5	55,6	47,6	39,7	31,8	23,8	15,9	7,9	0,0
3.	V a, м/с	19,84	17,64	15,43	13,23	11,02	8,82	6,62	4,41	2,21	0,00
4.	Р в, Н	1066,3	842,6	645,1	474,0	329,2	210,7	118,6	52,7	13,2	0,0
5.	J в, м/с2	0,238	0,218	0,201	0,186	0,173	0,163	0,155	0,149	0,146	0,000
6.	V a ср, м/с	18,74	16,53	14,33	12,13	9,92	7,72	5,51	3,31	1,10	0,00
7.	J ср.в, м/с2	0,228	0,209	0,193	0,180	0,168	0,159	0,152	0,147	0,073	0,000
8.	Dt в, с	9,67	10,52	11,40	12,27	13,11	13,87	14,50	14,95	30,25
9.	t в, с	9,67	20,19	31,59	43,86	56,97	70,84	85,33	100,28	130,54	130,54
10.	DS в, м	181,22	173,94	163,30	148,80	130,08	107,04	79,94	49,49	33,40	0,00
11.	S в, м	181,22	355,17	518,47	667,26	797,34	904,37	984,32	1033,80	1067,20	1067,20

 

 

Рис. 2.5. Зависимость замедления от скорости при выбеге автомобиля

 

 

Рис. 2.6. Зависимость скорости от пути выбега автомобиля

 

Таблица 2.8

Результаты анализа скоростной характеристики

 

Показатель	Значение
Время разгона на участке длиной 400 м, с
Время разгона на участке длиной 1000 м, с
Время разгона до заданной скорости, с
Скорость в конце участка длиной 1600 м, м/с (км/ч)	19,84 (72)
Скорость в конце участка длиной 2000 м, м/с (км/ч)	19,84 (72)
Условная максимальная скорость, т.е. средняя скорость прохождения последних 400 м на участке длиной 2000 м при разгоне с места, м/с (км/ч)	19,84 (72)
Путь выбега при максимально возможной начальной скорости (V max = 72 км/ч), м
Путь выбега при начальной скорости 50 км/ч, м