Приёмистость автомобиля

Под приёмистостью автомобиля понимают его способность быстро увеличивать скорость движения. Время равномерного движения автомобиля обычно невелико по сравнению с общим временем его работы. Так, например, при эксплуатации в городах автомобили движутся равномерно всего лишь 15-25% времени. От 30 до 45% времени приходится на ускоренное движение и 30-40% на движение накатом и торможением. Оценочными параметрами динамичности автомобиля при разгоне являются: максимально возможное ускорение; время разгона; путь разгона.

Максимально возможное ускорение

Ускорение автомобиля j определяется по формуле:

,

где δ – коэффициент учёта вращающихся масс.

При неизвестных конструктивных параметрах двигателя и трансмиссии коэффициент δ определяется по формуле:

g– ускорение свободного падения

ψ– суммарный коэффициент сопротивления дороги

Результаты расчётов сводятся в таблицу 8: Табл. 8

Внешний вид графика ускорений автомобиля представлен на рис. 9:

Рис. 9

Время и путь разгона автомобиля

Для определения пути и времени разгона кривую ускорений на каждой передаче разбивают на интервалы и считают, что в каждом интервале скоростей автомобиль разгоняется с постоянным ускорением ,

где и - ускорение соответственно в начале и конце интервала скоростей, м/с².

Для повышения точности расчёта, интервал скоростей берут равным 0,5-1 м/с на первой передаче, 2-3 м/с на промежуточных и 3-5 м/с на высшей. При изменении скорости от V₁ до V₂ среднее ускорение . Следовательно, время разгона в том же интервале скоростей

Общее время разгона от минимальной устойчивой скорости V_min до конечной

По значениям t, определённым для различных скоростей, строят кривую времени разгона как на какой-либо одной передаче, так и при движении с переходом от любой низшей передачи к любой высшей. В последнем случае необходимо учитывать, при каких скоростях происходит переключение с более низкой передачи на более высокую. В реальных условиях момент перехода определяется водителем и может быть различным. Время разгона будет минимальным, если переключение передач происходит при скоростях, соответствующих пересечению кривых J=f(V). Если при наличии ограничителя (регулятора) в пределах ограничиваемых им частот вращения, такое переключение невозможно, то переключение должно происходить при скоростях, соответствующих номинальным частотам вращения. При отсутствии регулятора, расчёт времени разгона проводят до скорости V=0,95V_max, а при наличии – до скорости, соответствующей началу работы регулятора. В момент переключения передач происходит разрыв потока мощности от двигателя к ведущим колёсам, в результате чего в течение некоторого времени происходит замедление скорости движения за счёт действия на автомобиль сил сопротивления. Время t_П переключения передач зависит от конструктивных особенностей автомобиля и от квалификации водителя. Обычно t_П = 0,5 сек.

Величину ∆V_П уменьшения скорости автомобиля во время переключения передач можно определить по формуле:

При расчёте пути разгона считают, что в каждом интервале скоростей автомобиль движется равномерно со средней скоростью V_ср = 0,5·(V₁ + V₂). Приращение пути в каждом интервале скоростей .

Складывая полученные значения получают суммарный путь разгона S_P, начиная с той же скорости, с которой рассчитывали время разгона. Путь S_П пройденный автомобилем за время переключения передач, определяют по формуле:

,

где V_П – средняя скорость автомобиля за время переключения передач, м/с;

V_Н – начальная скорость при переключении передач, м/с.

Обычно расчёт времени и пути разгона легкового автомобиля производят до скорости 100км/ч. По результатам расчётов строятся графики зависимости времени и пути разгона от скорости автомобиля t=f(V), и S=f(V) по точкам, соответствующим концам интервалов скоростей. Расчёты по определению значений представлены в таблице 9:

Табл.9

Согласно с общими техническими требованиями путь разгона до V_тах не должен превышать 2500м и время разгона 150с. Из расчёта мы можем видеть, что время и путь разгона соответствуют нормам.

График времени разгона автомобиля представлен на рис. 10:

Рис. 10

График пути разгона автомобиля представлен на рис. 11:

Рис. 11

Путевой расход топлива автомобиля

Комплексным измерителем топливной экономичности автомобиля является топливно-экономическая характеристика, представляющая собой график зависимости путевого расхода топлива Q_П от скорости V установившегося движения автомобиля с полной загрузкой по дорогам с различными коэффициентами дорожного сопротивления ψ. Она может быть построена либо по результатам стендовых или ходовых испытаний автомобиля, либо расчётным путём.

Путевой расхода топлива Q_П с точностью, достаточной для приближённой оценки топливной экономичности автомобиля, может быть определён из выражения:

,

где ρ_Т – плотность топлива, кг/л.

Для построения топливно-экономической характеристики необходимо задаться несколькими значениями п и для принятых передачи КП и дорожного сопротивления ψ найти силы сопротивления движению, а по экономической характеристике – значение q_e. В случае, когда экономическая характеристика двигателя отсутствует, удельные расходы топлива находят по приближённой методике с использованием коэффициентов К_п и К_N по формуле:

,

где К_п – коэффициент, учитывающий зависимость удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала двигателя;

К_N – коэффициент, учитывающий зависимость удельного расхода топлива от степени использования мощности двигателя;

q_EN – эффективный удельный расход топлива при максимальной мощности двигателя, г/(кВт·ч). ,

где q_min – минимальный удельный расход топлива

Коэффициенты могут быть найдены по формулам:

,

где U – степень использования мощности, равная отношению мощности, затраченной на преодоление сопротивления движению автомобиля к тяговой мощности:

Таким образом, окончательная формула для расчёта топливно-экономической характеристики двигателя имеет вид:

.

Результаты расчётов сведены в таблицу 10: Табл. 10

Топливно-экономическая характеристика представлена на рис. 12

Рис. 12

Топливно-экономическая характеристика, полученная на основе эмпирических зависимостей, позволяет на стадии проектирования оценить расход топлива автомобиля.