книги / Эксплуатационные свойства автомобилей. Тягово-скоростные свойства и топливная экономичность

Расчёты снижения скорости за время переключения передач, принятое 1 с, заносим в табл. 10. В неё же помещаем результаты расчета пути, пройденного автомобилем за время переключения передач, который приближённо можно определить по формуле:

sпп = vнпп tпп.

Таблица 10

Расчёт снижения скорости и пути при переключении передач

Как видно из результатов расчёта, аэродинамическое сопротивление сопоставимо с сопротивлением качения колёс автомобиля, и для современных автомобилей его учёт необходим. Исключение из этого правила составляют транспортные средства большой грузоподъемности, тихоходные и имеющие максимальную скорость, не превышающую 100 км/ч. В этом случае падение скорости за время переключения передач будет определяться по следующему выражению:

= t fg

vпп ппδвр .

При движении на подъеме с переключением передач помимо сил сопротивления качению действует и сила сопротивления подъёму, поэтому падение скорости будет определяться так:

31

vпп = tппψg . δвр

При значительных уклонах и большом времени переключения передач падение скорости может возрасти многократно, что накладывает определённые ограничения вплоть до запрета на переключения передач на подъемах при эксплуатации автомобиля.

Затем осуществляем расчёт параметров разгона автомобиля на остальных передачах. Так в табл. 11–14 приводится расчет параметров разгона на 2-й и последующих передачах. Поскольку этот расчет идентичен аналогичным параметрам табл. 9, её структуру для табл. 11–14 рекомендуется сохранить. При этом слева от расчётных данных таблиц появятся незаполненные столбцы.

Начало расчета разгона на 2-й передаче берётся из табл. 10, строка 5, первый столбец. Для определённости рассчитываются обороты двигателя – 3100 об/мин, соответствующие полученной скорости 40,4 км/ч.

Для удобства построения графиков разгона в Excel готовим сводную таблицу параметров разгона автомобиля (табл. 15), по данным которой строим графики разгона (рис. 11).

Таблица 11

Параметры разгона автомобиля (разгон на 2-й передаче)

32

Таблица 12

Параметры разгона автомобиля (разгон на 3-й передаче)

33

Таблица 15

Параметры разгона автомобиля (сводная таблица)

По графикам рис. 11 устанавливаются количественные параметры характеристик разгона, а именно время разгона до 100 км/ч составляет 17 с. На дистанции 400 м достигается скорость 115 км/ч за время около 23 с. Дистанция 1000 м преодолевается примерно за 38 с, при этом автомобиль достигает скорости 148 км/ч.

Вычислим также параметры эластичности разгона с 60 до 100 км/ч – время разгона на 4-й передаче и с 80 до 120 км/ч – время разгона на высшей 5-й передаче. Параметры расчёта при-

120 км/ч – 18,4 с. Данные показатели соответствуют таковым эластичности автомобилей малого класса.

34

МОЩНОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ

Уравнение мощностного баланса записывается следующим образом:

Мощность на колёсах автомобиля Nк определяется мощностью двигателя при заданном режиме его работы и коэффициентом полезного действия трансмиссии ηтр :

Результаты расчётов заносим в табл. 17. Мощность на колёсах автомобиля на различных передачах может отличаться друг от друга в зависимости от реализуемой передачи в трансмиссии и её КПД.

Мощность, необходимая для преодоления сопротивления дороги Nд (КВт), вычисляется по силе сопротивления дороги

и скорости движения автомобиля:

36

Мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха Nв (КВт), вычисляется по силе сопротивления воздуха

Мощность, затрачиваемая на разгон Nи (КВт), может быть определена по силе инерции и скорости движения автомобиля:

Вычислять мощность, затрачиваемую на разгон автомобиля, нет необходимости, поскольку она получается при решении уравнения (7):

Nи = Nк − Nд + N в.

Результаты расчётов сводим в табл. 18, используя данные табл. 5. По результатам расчётов строим график мощностной характеристики (рис. 12). Анализируем графические зависимости. Убеждаемся в том, что максимальная скорость автомобиля в заданных условиях движения, полученная тремя вариантами расчёта, одинакова. Это убеждает нас в правильности выполненных расчётов.

37

Рис. 12. Мощностная характеристика

Также анализ мощностной характеристики позволяет сделать вывод, что максимальная скорость автомобиля в заданных дорожных условиях достигается на высшей передаче.

38

ТОПЛИВНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАНОВИВШЕГОСЯ ДВИЖЕНИЯ

Получение топливной характеристики установившегося движения предусматривает применение иных режимов работы двигателя автомобиля, отличающихся от максимально возможных. Если для максимизации интенсивности разгона используются предельные режимы работы двигателя – внешняя скоростная характеристика, то движение автомобиля с постоянной скоростью обусловливает применение частичных характеристик двигателя, т.е. учитывающих работу двигателя не с полной, а с частичной топливоподачей.

Широкое применение получили многопараметровые характеристики двигателя. Так, на многопараметровой характеристике бензинового двигателя (рис. 13) изображены изолинии равного удельного расхода топлива, а также кривые крутящего момента двигателя, полученные при частичном открытии дроссельной заслонки.

Рис. 13. Многопараметровая характеристика двигателя[19] (бензин, впрыск, VH = 2000 см3, модельный год – 1992)

39

На рис. 14 приведена многопараметровая характеристика турбодизеля грузового автомобиля. Изолинии удельного расхода топлива на такой характеристике турбодизеля имеют отличия по форме и значениям от аналогичных характеристик бензинового двигателя. Так, удельный расход топлива бензинового двигателя существенно (более чем в 2 раза) увеличивается при малом использовании мощности. У дизельного двигателя в такой ситуации, напротив, увеличение удельного расхода происходит в меньшей степени (менее 1,5).

Рис. 14. Многопараметровая характеристика турбодизеля[15] (КАМАЗ 740)

Используя известные многопараметровые характеристики, можно получить значения удельного расхода топлива на интересующем режиме работы двигателя. Так, например, при движении со скоростью 55 км/ч на 4-й передаче, двигатель автомобиля работает на 2000 об/мин – (см. табл. 17). Мощность на колёсах автомобиля, необходимая для движения автомобиля

спостоянной скоростью, составляет 6 КВт – с интерполяцией (или расчётом характеристик) по табл. 18, что для двигателя

сучётом КПД трансмиссии 92 % составит 6,52 КВт. По извест-

40