Что не является показателем тягово скоростных свойств автомобиля

Тягово-скоростные
свойства имеют важное значение при
экс­плуатации автомобиля, так как от
них во многом зависят его средняя
скорость движения и производительность.
При благоприятных тягово-скоростных
свойствах возрастает средняя скорость,
уменьшаются затраты времени на перевозку
грузов и пассажиров, а также повышается
производительность автомобиля.

3.1. Показатели тягово-скоростных свойств

Основными
показателями, позволяющими оценить
тягово-скоростные свойства автомобиля,
являются:

• максимальная
скорость
,
км/ч;

• минимальная
устойчивая скорость (на высшей передаче)
,
км/ч;

• время
разгона (с места) до максимальной скорости
tр,
с;

• путь
разгона (с места) до максимальной скорости
Sр,
м;

• максимальные
и средние ускорения при разгоне (на
каждой передаче) jmax
и jср,
м/с2;

• максимальный
преодолеваемый подъем на низшей
передаче и при постоянной скорости
imах,
%;

• длина
динамически преодолеваемого подъема
(с разгона) Sj
,м;

• максимальная
сила тяги на крюке (на низшей передаче)
Рс,
Н.

Вкачестве обобщенного оценочного
показателя тягово-скорост­ных свойств
автомобиля можно использовать среднюю
скорость непрерывного движенияср,
км/ч.
Она зависит от условий движе­ния и
определяется с учетом всех его режимов,
каждый из кото­рых характеризуется
соответ-ствующими показателями
тягово-ско­ростных свойств автомобиля.

3.2. Силы, действующие на автомобиль при движении

При
движении на автомобиль действует целый
ряд сил, кото­рые называются внешними.
К ним относятся (рис. 3.1) сила тяже­сти
G,
силы
взаимодействия между колесами автомобиля
и доро­гой (реакции дороги) RХ1,Rх2
,
Rz1,
Rz2
и
сила взаимодействия ав­томобиля с
воздухом (реакция воздушной среды) Рв.

Рис.
3.1. Силы, действующие на автомобиль с
прицепом при движении:
а
на
горизонтальной дороге;
б
на
подъеме;
в
на
спуске

Одни
из указанных сил действуют в направлении
движения и являются движущими, другие
— против движения и относятся к силам
сопротивления движению. Так, сила RХ2
на
тяговом режи­ме, когда к ведущим
колесам подводятся мощность и крутящий
момент, направлена в сторону движения,
а силы RХ1
и
Рв
— про­тив движения. Сила Рп
— составляющая силы тяжести — может
быть направлена как в сторону движения,
так и против в зависи­мости от условий
движения автомобиля — на подъеме или
на спуске (под уклон).

Основной
движущей силой автомобиля является
касательная реакция дороги RХ2
на
ведущих колесах. Она возникает в
результа­те подвода мощности и
крутящего момента от двигателя через
трансмиссию к ведущим колесам.

3.3. Мощность и момент, подводимые к ведущим колесам автомобиля

В
условиях эксплуатации автомобиль может
двигаться на раз­личных режимах. К
этим режимам относятся установившееся
движение (равномерное), разгон (ускоренное),
торможение(замедленное)

инакат (по инерции). При этом в условиях
города про­должительность движения
составляет приблизительно 20 % для
ус­тановившегося режима, 40 % — для
разгона и 40 % — для тормо­жения и
наката.

При
всех режимах движения, кроме наката и
торможения с отсоединенным двигателем,
к ведущим колесам подводятся мощ­ность
и крутящий момент. Для определения этих
величин рассмот­рим схему,

Рис.
3.2. Схема для определения мощ­
ности
и крутящего момента, подво­
димых
от двигателя к ведущим ко­
лесам
автомобиля:

Д
— двигатель; М — маховик; Т — транс­
миссия;
К — ведущие колеса

представленную
на рис. 3.2. Здесь Ne
— эффективная мощность двигателя; Nтр
— мощность, подводимая к трансмис­сии;Nкол
мощность, подводимая к ведущим колесам;
Jм
— мо­мент инерции маховика (под этой
величиной условно понимают момент
инерции всех вращающихся частей двигателя
и трансмис­сии: маховика, деталей
сцепления, коробки передач, карданной
передачи, главной передачи и др.).

При
разгоне автомобиля определенная доля
мощности, пере­даваемой от двигателя
к трансмиссии, затрачивается на
раскру­чивание вращающихся частей
двигателя и трансмиссии. Эти зат­раты
мощности

(3.1)

где
А
кинетическая
энергия вращающихся частей.

Учтем,
что выражение для кинетической энергии
имеет вид

Тогда
затраты мощности

(3.2)

Исходя
из уравнений (3.1) и (3.2) мощность, подводимую
к трансмиссии, можно представить в виде

(3.3)

Часть
этой мощности теряется на преодоление
различных со­противлений (трения) в
трансмиссии. Указанные потери мощности
оцениваются коэффициентом полезного
действия трансмис­сии
тр.

С учетом потерь
мощности в трансмиссии подводимая к
веду­щим колесам мощность

(3.4)

Угловая скорость
коленчатого вала двигателя

(3.5)

где
ωк—угловая
скорость ведущих колес; uт—передаточное
число трансмиссии

Передаточное число
трансмиссии

Где
uk
передаточное
число коробки передач; uд
— передаточное число дополнительной
коробки передач (раздаточная коробка,
делитель, демультипликатор); иГ
передаточное
число главной передачи.

В
результате подстановки
e
из
соотношения (3.5) в формулу (3.4) мощность,
подводимая к ведущим колесам:

(3.6)

При
постоянной угловой скорости коленчатого
вала второй член в правой части выражения
(3.6) равен нулю. В этом случае мощ­ность,
подводимая к ведущим колесам, называется
тяговой.
Ее
величина

(3.7)

С учетом соотношения
(3.7) формула (3.6) преобразуется к виду

(3.8)

Для
определения крутящего момента Мк,
подводимого
от двигателя к ведущим колесам, представим
мощности Nкол
и
NT,
в выражении (3.8) в виде произведений
соответствующих моментов на угловые
скорости. В результате такого преобразования
получим

(3.9)

Подставим
в формулу (3.9) выражение (3.5) для угловой
скорости коленчатого вала и, разделив
обе части равенства на
к
получим

(3.10)

При
установившемся движении автомобиля
второй член в пра­вой части формулы
(3.10) равен нулю. Момент, подводимый к
ведущим колесам, в этом случае называется
тяговым.
Его
величина

(3.11)

С учетом соотношения
(3.11) момент, подводимый к ведущим колесам:

(3.12)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Тягово-скоростные свойства автомобиля. Оценочные показатели тягово-скоростных свойств. Тяговый баланс и уравнение движения автомобиля

Страницы работы

Содержание работы

4. Тягово-скоростные свойства автомобиля

4.1. Оценочные
показатели тягово-скоростных свойств

Тягово-скоростные свойства (динамичность)
автомобиля характеризуют его способность перевозить грузы или пассажиров  с
высокой средней скоростью и производительностью в заданных дорожных условиях.

Для оценки тягово-скоростных свойств
проектируемого автомобиля используют показатели:

1)
максимальная скорость автомобиля Vmax;

2)
динамический
фактор при максимальной скорости Dv;

3) максимальный динамический фактор на
высшей передаче Dв.max, соответствующие
ему критическая скорость Vкр.в и величина подъема дороги iв.max, который может
преодолеть автомобиль без перехода на пониженную передачу;

4) максимальный динамический фактор на
низшей передаче Dн.max и соответствующая
ему критическая скорость Vкр.н;

5) максимальный продольный уклон
дороги imax, при равномерном
движении автомобиля на подъеме;

6) предельный уклон дороги iпр, который может
преодолеть автомобиль с разгона;

7) динамический фактор по сцеплению Dφ;

8) составляющие энергетического
баланса автомобиля и коэффициент использования мощности двигателя при движении
на высшей передаче (ступени);

9) характеристики разгона до заданной Vз или максимальной Vmax скорости движения
автомобиля.

Показатели
определяют в процессе дорожных и стендовых испытаний автомобиля или
моделированием его движения на ЭВМ с использованием динамической
характеристики. Дорожные испытания проводят на горизонтальном участке дороги с
твердым и ровным (асфальто-бетонным) покрытием в сухую погоду. Продольный уклон
дороги не более 0,5 % на участке длиной 50 м, поперечный уклон – не более 3 %.
Температура воздуха 5-30 оС, скорость ветра не более 3 м/с,
атмосферное давление не ниже 91 кПа, относительная влажность воздуха не выше 95
%. Автомобили полной массой свыше 3,5 т должны иметь полную нагрузку, а до 3,5
т – 50 % от полной, но не менее 180 кг.

Стендовые
испытания проводят на специальных стендах, позволяющих имитировать «бегущую
дорогу». Автомобиль при этом не подвижен, а его ведущие колеса взаимодействуют
с вращающимися беговыми барабанами. Стенды позволяют упростить процесс
испытаний и уменьшить затраты на их проведение.

Максимальная
скорость
Vmax– это наибольшая
средняя скорость установившегося движения автомобиля на прямолинейном участке
протяженностью 1 км. Ее значение определяют при полной подаче топлива на высшей
(или предшествующей) передаче, обеспечивающей достижение наибольшей устойчивой
скорости движения. Для грузовых автомобилей значение Vmax установлено
Правилами ЕЭК ООН № 68 и ГОСТ 22576-90 и зависит от типа и назначения
автомобиля: для одиночных автомобилей полной массой ma<3,5 т Vmax должно быть не
менее 110 км/ч; полной массой ma≥3,5 т – не менее
95 км/ч; автопоездов не менее 100 км/ч. Для легковых автомобилей Vmax зависит от класса
и составляет: для особо малого класса – до 140 км/ч; малого класса – до 170
км/ч; среднего и большого – до 220 км/ч.

Условная
максимальная скорость
Vуmax– это средняя
скорость на последних 400 м участка дороги в 2000 м при разгоне автомобиля с
места. Переключение передач должно производиться при номинальной частоте
вращения коленчатого вала двигателя.

Время разгона на
участках пути 400 и 1000 м
фиксируют при разгоне в тех же условиях, в которых
определяется Vmax.

Время разгона до
заданной скорости
tv определяется при
тех же условиях. Заданная скорость разгона составляет [1]: для автомобилей всех
типов полной массой до 3,5 т Vз=100 км/ч; для грузовых автомобилей,
автобусов (кроме городских) полной массой свыше 3,5 т и автопоездов Vз=80 км/ч; для
городских автобусов Vз=60 км/ч.

Показатели (2-7)
определяют по динамической характеристике автомобиля. Значения imax нормированы: для
грузовых автомобилей с полной нагрузкой imax≥0,25; для
автопоездов imax≥0,18.

4.2. Тяговый
баланс и уравнение движения автомобиля

Оценка тягово-скоростных свойств
осуществляется в процессе моделирования прямолинейного движения автомобиля на
основе уравнения тягового баланса, отражающего соотношение движущей силы на
ведущих колесах Рк и внешних сил сопротивления

Ркfiwjпр.                          (4.1)

Тяговое усилие Рк (Н) на
ведущих колесах образуется при передаче крутящего момента двигателя через
трансмиссию и определяется по формуле

                             (4.2)

Сила сопротивления качению Рf зависит от массы
автомобиля ma=mo+mr и коэффициента 
сопротивления качению fv

                                 (4.3)

Сила сопротивления движению на подъем
(спуск) Рi зависит от угла
продольного уклона дороги, который обычно не превышает 5-8 град. Модуль этой
силы вычисляют по формуле

                               (4.4)

Сила сопротивления воздуха Pw зависит от
лобовой площади автомобиля F=BгНг,
коэффициентов сопротивления воздуха Кw и заполнения
площади ал (3.21), а также скорости движения V

                            (4.5)

Скорость движения (м/с) определяется по
формуле

.                                           (4.6)

Похожие материалы

  • Тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля с гидромеханической трансмиссией. Особенности гидродинамических передач
  • Инженерно-техническое обеспечение. Подготовка тракторов к работе. Установка колес и давление воздуха в шинах тракторов «Кировец» на основных операциях
  • Вивчення моделюючої програми NetCracker Pro. Відображення основних складових частин головного вікна. Виклик панелі компонентів

Информация о работе

Уважаемый посетитель!

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Ссылка на скачивание — внизу страницы.

Лекция 1. Тягово-скоростные свойства
автомобилей
Тягово-скоростными свойствами назы­вают совокупность свойств, определяющих возможные по характеристикам двигателя или сцепления ведущих колес с дорогой диапазоны изменения скоростей движения и предельные интенсивности разгона авто­мобиля при его работе на тяговом режиме в различных дорожных условиях. Тяговым принято считать режим, при котором от двигателя к ведущим коле­сам подводится мощность, достаточная для преодоления сопротивления движе­нию.
Выполняй транспортную работу, води­тель выбирает скорость движения, исходя из эксплуатационных условий. Этот выбор ограничен диапазоном скоростей от макси­мальной, определяемой максимальной мощностью двигателя или сцеплением ве­дущих колес с дорогой, до минимальной по условиям устойчивой работы двигате­ля. Чем тяжелее дорожные условия, тем более узок этот диапазон и меньше возможные ускорения. В некоторых усло­виях диапазон снижается до единственно возможного значения скорости — такие дорожные условия являются предельными. В более тяжелых дорожных условиях дви­жение невозможно.
Методы оценки тягово-скоростных свойств могут быть использованы для ре­шения двух задач: анализа — определения скоростей, ускорений и предельных дорож­ных условий, в которых возможно движе­ние автомобиля с заданными конструктив­ными параметрами, и синтеза — определе­ния конструктивных параметров, которые могут обеспечить заданные значения скоростей и ускорений в заданных дорож­ных условиях движения, а также нахож­дения предельных дорожных условий. Ре­шение первой задачи называют повероч­ным тяговым, расчетом, а второй — проектировочным тяговым расчетом.
Возможно также сравнение автомобилей по показателям тягово-скоростных свойств и оценка их технического уровня и ка­чества по степени соответствия нормиру­емым или рекомендуемым значениям этих показателей.
1.1 Оценочные параметры
Наиболее употребительные и достаточными для сравнительной оценки являются следующие параметры:
1) Vamax — максимальная скорость движения автомобиля;
2) tvp – время разгона до заданной скорости;
3) tsp – время разгона на заданном пути;
4) скоростная характеристика «разгон-выбег»;
tp, Sp – время и путь разгона а/м;
tв, Sв – время и путь выбега а/м;
tп – время переключения передач;
Sп – путь, проходимый за время переключения передач;
Vп – падение скорости за время переключения передач.
5) характеристика разгона на высшей передаче;
6) Рт – тяговая сила на крюке;
7) Д – динамический фактор;
8) ja – величина ускорения при разгоне;
9) Рт.кр – сила тяги на крюке.
1.2 Силы и моменты, действующие на автомобиль
На автомобиль действуют три группы сил:
1) Сила тяжести;
2) Силы, вызывающие движение;
3) Силы, препятствующие движению.
При рассмотрении сил и моментов, действующих на автомобиль принимаются ряд допущений:
1) Автомобиль приводится к плоской схеме;
2) Исключается упругая связь, подвеска и автомобиль представляются жесткой системой, совершающей движение без колебаний.
3) Автомобиль представляется, как система с сосредоточенными массами и линейными характеристиками.
1.2.1 Силы тяжести
ma – полная масса автомобиля, кг;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
mag – сила тяжести, Н;
Rz1, Rz2 – нормальные реакции в контакте передних и задних колес, Н;
а, в – расстояния от осей автомобиля до ц.м., м;
hц – высота центра масс, м;
О1, О2 – центры пятен контактов колес.
Σ Мо1 = 0,
,
Σ Мо2 = 0,
,
1.2.2 Силы и моменты, вызывающие движение
1 – ДВС; 2 – сцепление; 3 – КПП; 4 – карданный вал;
5 – главная передача; 6 – дифференциал; 7 — полуось
Сила, вызывающая движение называется тяговая сила (РТ), подводимая к ведущим колесам.
Моментом, вызывающим движение называется тяговый момент (МТ), подводимый к ведущим колесам.
Кроме этого при рассмотрении движения автомобиль используют понятие «тяговой мощности» (NТ).
Ne – эффективная мощность двигателя;
Me – эффективный крутящий момент двигателя.
NТ – мощность затрачиваемая на преодоление трения в трансмиссии.
КПД трансмиссии:
КПД трансмиссии характеризует затраты мощности на преодоление трения в трансмиссии автомобиля.
Мощность, подводимая к ведущим колесам, при равномерном движении автомобиля:
Тяговый момент, подводимый к ведущим колесам, при равномерном движении:
(4х2, 6х4)
где Uо – передаточное число главной передачи;
Uкп – передаточное число коробки передач.
(4х4, 6х6)
где Uдк – передаточное число дополнительной коробки.
Передаточное число трансмиссии:
(4х4, 6х6)
(4х2, 6х4)
rд – динамический радиус колеса, м.
Формулы, выше приведенные для расчета NТ, МТ, РТ справедливы для равномерного движения, т.е. jа = 0.
Практическая эксплуатация автомобиля показывает, что равномерный режим движения составляет 40…60% от общего движения.
Если автомобиль движется с ускорением, то мощность, подводимая к ведущим колесам, определяется по формуле:
где IM – осевой момент инерции маховика;
M — угловая скорость вращения маховика двигателя;
dM/dt = M – угловое ускорение маховика коленчатого вала;
— мощность, затрачиваемая на развитие углового ускорения вращающихся частей двигателя.
где К — угловая скорость колес.
где — момент, затрачиваемый на раскручивание.
1.2.3 Силы, препятствующие движению
Рк1, Рк2 – силы сопротивления качению передних и задних колес;
Рв – сила сопротивления воздуха;
Ри – сила инерции;
Рп – сила сопротивления подъема.
и
1.3 Силы сопротивления качению
1.3.1 Кинематика и динамика автомобильного
колеса
1.3.1.1 Кинематика
Кинематика автомобильного колеса оценивается следующими параметрами:
1) Радиус колеса;
2) Скорость колеса;
3) Ускорение колеса.
Радиус колеса
Различают следующие виды радиусов:
1) r0 – свободный радиус колеса (расстояние от центра, ненагруженного норм. нагрузкой, неподвижного колеса до опорной поверхности)
2) rст – статический радиус колеса (расстояние от центра, нагруженного норм. нагрузкой, неподвижного колеса до опорной поверхности)
3) rд – динамический радиус колеса (расстояние от центра, нагруженного норм. нагрузкой, подвижного колеса до опорной поверхности)
4) rкин – кинематический радиус.
где Vк – линейная скорость качения колеса;
к – угловая скорость колеса.
Скорость колеса
где к – угловая скорость колеса.
Передаточное отношение трансмиссии:
,
где nе – частота вращения коленвала, об/мин.
где Vк – скорость колеса, км/ч;
rд – радиус динамический, м;
ne – частота вращения коленвала, об/мин.
Так как каждая точка колеса перемещается в продольном направлении со скоростью Vк, а каждая точка принадлежит как колесу, так и автомобилю, то выше приведенные формулы справедливы для определения скорости движения автомобиля.
Ускорение колеса
,
.
1.3.1.2 Динамика автомобильного колеса
Pz – нормальная сила;
Rz – результирующая норм. реакций.
При неподвижном колесе RZ направлена по линии действия Pz.
Если колесо нагрузить ступенчато нормальной нагрузкой и для каждой нагрузки фиксировать деформацию шин, а затем также ступенчато разгрузить шину и фиксировать величину деформации, то получим упругую характеристику колеса.
Площадь между линиями нагрузки и разгрузки характеризует необратимые потери энергии в шине (гистерезиса).
Необратимые потери энергии обусловлены следующим:
1) при деформации шин за счет межмолекулярного трения происходит нагрев шин и полученное тепло отдается в окружающую среду;
2) чем меньше давление воздуха в шине, тем больше площадь между линиями нагрузки и разгрузки, следовательно больше величина необратимых потерь.
1.4 Характеристика, определяющая
тягово-скоростные свойства автомобиля
Характеристикой, определяющей ТСС, является внешне-скоростная характеристика двигателя (ВСХ).
ВСХ – зависимость эффективной мощности, эффективного крутящего момента и удельного эффективного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала.
nmin, nmax – минимально и максимально устойчивая частота вращения коленвала;
nМ – частота вращения при максим. моменте;
nN – частота вращения при максим. мощности;
nд – частота вращения при миним. расходе топлива.
Тягово-скоростные свойства зависят от эффект. мощности и эффективного момента, будем рассматривать следующее: .
А зависимость расхода топлива от частоты вращения, характеризующая топливную экономичность двигателя будем рассматривать при оценке топливной экономичности двигателя.
Диапазон nM…nN характеризует устойчивую работу двигателя, т.к. в этом диапазоне изменение частоты вращения приводит к увеличению или эффективной мощности или эффективного момента, что обеспечивает устойчивость работы.
ВСХ можно определить экспериментальным и расчетным методами.
ВСХ эксперим. методом определяется в соответствии с ГОСТом 14846-81 «Двигатели автомобильные. Методы испытания».
Для определения ВСХ расчетным методом используется формула Лейдермана:
где Nei – текущее значение мощности, соответствующее частоте вращения nei;
Nemax – максимальная эффективная мощность;
a, b, c – постоянные коэффициенты.
Алгоритм определения ВСХ
1) Из справочника или паспортный данных выбирается Nemax и nN;
2) Определяется диапазон частоты вращения коленвала;
Для автомобилей без ограничителя числа оборотов:
nmin=(0,1…0,2) nN, nmax=(1,1…1,2) nN
Для автомобилей с ограничителя числа оборотов:
nmin=(0,1…0,2) nN, nmax= nN
3) Полученный диапазон частоты вращения коленвала разбивается на 5-10 равных интервалов;
4) По формуле Лейдермана определяется Ne для каждого интервала;
5) Для каждого интервала определяется Me;
6) Строится ВСХ.
1.5 Уравнение силового и мощностного баланса и
методы их решения
Уравнение силового баланса:
Уравнение силового баланса при равномерном движении:
Наиболее наглядно решение уравнения силового баланса можно представить графическим методом, т.е. строится ТСХ.
Уравнение мощностного баланса:
Уравнение мощностного баланса при равномерном движении:
Для решения уравнения мощностного баланса используют графический метод, т.е. строится диаграмма мощностного баланса.
1.6 Динамический фактор и динамическая
характеристика
Д показывает сколько свободной тяговой силы приходится на единицу силы тяжести.
Для равномерного движения:
Динамическая характеристика:
Д=f(Va)
Условие движения автомобиля по динамическому фактору:
1.7 Ускорение, время и путь разгона автомобиля
Ускорение автомобиля:
Диаграмма ускорения:
ja=f(Va)
jн1 – ускорение начальное в 1 интервале;
jк1 – ускорение в конце 1 интервала;
jн2 – ускорение начальное во 2 интервале;
Vн1 – скорость в начале 1 интервала;
Vк1 – скорость в конце 1 интервала;
Vн2 – скорость в начале 2 интервала;
Для определения пути и времени разгона используется графоаналитический метод. Для этого диаграмму ускорений разбивают (каждую кривую на 5-10) и принимают следующие допущения:
1) в каждом интервале автомобиль движется с постоянной средней скоростью;
2) в каждом интервале автомобиль движется с постоянным средним ускорением.
I интервал
Время разгона на n-ом интервале:
Время разгона на 1 передаче:
Путь разгона на n-ом интервале:
Путь разгона на 1 передаче:
tn – время переключения передач;
Vn – падение скорости за время переключения передич;
Sn – путь, проходимый за время переключения передач.
Время переключения передач составляет: tn =0,5…3 с.

Библиографическое описание:


Анализ тягово-скоростных характеристик двигателя автомобилей / Е. В. Волков, А. А. Привалов, В. В. Сысоев [и др.]. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 43 (281). — С. 14-16. — URL: https://moluch.ru/archive/281/63422/ (дата обращения: 19.12.2023).



Статья посвящена анализу и повышению тягово-скоростных характеристик двигателя и автомобиля в целом.

Ключевые слова: тягово-скоростные качества, двигатель, крутящий момент, мощность, динамика, ускорение.

Тягово-скоростные качества автомобиля характеризуют его способность доставлять грузы или пассажиров с максимально возможной средней скоростью в данных дорожных условиях. Обычно чем выше тягово-скоростные качества автомобиля, тем меньше время, затрачиваемое на перевозку и, следовательно, тем больше его производительность.

Тягово-скоростные качества автомобиля оцениваются несколькими показателями, которые определяются экспериментальным путем испытаний автомобиля в определенных дорожных условиях или получаются расчетным путем. При расчете тягово-скоростных качеств, задавшись исходными данными, строят ряд графиков, по которым затем определяют показатели тягово-скоростных качеств. Исходными данными для построения графиков являются конструктивные параметры и параметры, характеризующие условия движения. [2, 3]

Тягово-скоростные качества автомобиля включают в себя следующие величины: динамика, мощность, крутящий момент и ускорение.

Крутящий момент двигателя — это качественный показатель, характеризующий силу вращения коленчатого вала. Этот параметр рассчитывается как произведение силы, приложенной к поршню, на плечо (расстояние от центральной оси вращения коленчатого вала до места крепления поршня (шатунной шейки)). Крутящий момент измеряется в ньютонах на метр (Нм). [7, 1]

На практике крутящий момент на валу двигателя приближенно можно измерять обычным ваттметром при одновременном измерении частоты вращения. Крутящий момент однозначно определяется мощностью и частотой вращения из известных зависимостей. Однако здесь следует иметь ввиду, что, измеряя ток и напряжение, определяющие мощность, мы определяем не фактическую мощность на валу двигателя, а его электрическую мощность, которую можно перевести в механическую только при условии, что достаточно точно известна электромеханическая характеристика двигателя. Это не всегда возможно, поэтому такой способ измерения используется только в том случае, когда передаваемый (или потребляемый приводимым двигателем объектом) крутящий момент не является предметом исследования.

В том случае, если крутящий момент необходимо измерять достаточно точно, применяются в основном два способа: измерение с помощью так называемых мотор-весов и измерение с помощью тензометрических датчиков крутящего момента. [7]

Динамика автомобиля — это отношение избыточной силы тяги к полной массе автомобиля, или, иначе, удельная остаточная сила тяги. [9]

Динамику разгона определяют во время специальных тестов. Обычно испытание на скорость разгона проходит на специальной динамометрической автодороге. Во время этого испытания тестируемый автомобиль проезжает определенную дистанцию, разгоняясь до 100 км/час. Сначала движение осуществляется в одну сторону, затем в другую. Показателями динамических свойств автомобиля при неравномерном движении служат величины ускорений, а также путь и время, необходимое для движения в определённом интервале изменения скорости.

Установка более короткого редуктора, за счет сближения передаточных чисел на ведомых валах и увеличения их на главной передаче, позволяет снизить энергозатраты при выходе двигателя на максимальные обороты и тем самым повышает его мощность. Динамические качества автомобиля резко увеличиваются, а вот максимальная скорость снижается или достигается за счёт больших оборотов. [8]

Ускорение автомобиля при разгоне (приемистость) характеризует его способность быстро трогаться с места и увеличивать скорость движения.

Ускорение автомобиля определяют экспериментально во время дорожных испытаний при соблюдении условий, установленных гостами, или рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твёрдым покрытием хорошего качества при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования колёс. [9]

Мощность характеризуется как показатель вырабатываемой двигателем работы в единицу времени. Мощность двигателя можно определить, подключив двигатель автомобиля к специальному динамометру. Динамометр создаёт нагрузку на двигатель и измеряет количество энергии, которое может развить двигатель против нагрузки.

Одним из самых простых и достаточно эффективных способов увеличения мощности автомобиля является увеличение объема мотора путем растачивания диаметра каждого цилиндра на определенное расстояние, тем самым повышая объем в каждом цилиндре и во всем агрегате в целом.

Еще одним из тех способов, который не только увеличивает мощность и крутящий момент двигателя во всем диапазоне, но также и уменьшает расход топлива автомобиля является увеличение степени сжатия поршнем газо-воздушной смеси.

Одним из способов повышения тягово-скоростных свойств автомобиля является применение форсажных режимов работы двигателя и снижение времени переключения передач.

Устройство включения и выключения форсажного режима (рис. 1) представляет собой управляемый упор рейки 1, положение которого определяется, включением или выключением электромагнита 9, так как упор рейки жестко соединен со штоком электромагнита. Электромагнит, в зависимости от наличия тока в катушке, находится в одном из двух крайних положений: верхнем или нижнем. В верхнем положении — форсажный режим выключен, в нижнем — включен. Когда упор находится в нижнем положении, и нет тока в электромагните, то возвратная пружина 5 передвигает упор в верхнее положение. Величина тока в электромагните зависит от величины напряжения в генераторе 12, положения выключателя 13, положения реле включения и выключения форсажного режима 11. Включателем 13 управляет водитель. Возможность и момент выключения форсажного режима зависят от температуры охлаждающей жидкости (ОЖ) в системе охлаждения. При достижении предельной температуры ОЖ сопротивление терморезистора снижается, загорается сигнализатор аварийной температуры ОЖ и выключается реле 11, которое отключает электромагнит и возвратная пружина передвигает упор в нижнее положение — форсажный режим выключен. [5]

Рис. 1. Устройство включения и выключения форсажного режима

Для реализации форсажного режима двигателя целесообразно внести изменения в трансмиссию автомобиля. Применение коробки передач с изменяемым межосевым расстоянием позволяет сократить время разрыва потока мощности. Снижение времени переключения и возможность переключения передач водителем на ходу автомобиля без выключения сцепления — приведет к улучшению тягово-скоростных свойств автомобиля. Время переключения в коробках передач во многом зависит от применяемой конструктивной схемы. Коробка передач с изменяемым межосевым расстоянием [2, 3] позволяет производить переключение передач за малый промежуток времени (до 0.1 с). По сравнению с широко применяемыми в настоящее время механическими коробками передач, у которых время переключения составляет 1…2 с, это может существенно повысить динамику разгона автомобиля.

Рис. 2. Схема силового модуля для иллюстрации принципа переключения передач [4]

Литература:

  1. Расчёт тягово-динамических и топливно-экономических показателей автомобиля [Электронный ресурс]: методические указания / Н. В. Хольшев, Д. Н. Коновалов. — Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2017
  2. Кравец В. Н., Определение тягово-скоростных свойств автомобиля. — Горький: ГПИ, 1983, 42с.
  3. https://knowledge.allbest.ru/transport/html
  4. https://www.drive2.ru
  5. http://mospolytech.ru/science/aai77/scientific/article/s01/s01_08.pdf
  6. https://avtonam.ru/useful/krutyashhij-moment-dvigatelya/
  7. https://helpiks.org/7–88193.html
  8. https://drivertip.ru/osnovy/kak-uluchshit-dinamiku-avtomobilya.html
  9. https://sci-lib.biz/logistika/chast-opredelenie-puti-vremeni-razgona-37295.html

Основные термины (генерируются автоматически): крутящий момент, форсажный режим, тягово-скоростное качество автомобиля, коробок передач, верхнее положение, возвратная пружина, изменяемое межосевое расстояние, коленчатый вал, нижнее положение, тягово-скоростное свойство автомобиля.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Что надо сделать чтобы продать автомобиль
  • Что не является гарантийным случаем при ремонте автомобиля
  • Что не так с китайскими автомобилями
  • Что не относится к функциям системы питания автомобиля
  • Что не относится к основным пожарным автомобилям общего применения