Ускорение автомобиля при разгоне. Время разгона. Путь разгона автомобиля.

Ускорение, определяемое из уравнения силового баланса ав­томобиля , представленного в безразмерной форме, имеет вид

j=(D-ψ)g/δ_вр

Для расчета ускорения при разгоне выберем на динамической характеристике автомобиля пять-шесть значений скорости v, оп­ределим соответствующие им значения динамического фактора D и коэффициента сопротивления дороги ψ. Затем, решив уравне­ние, найдем значения ускорений при разгоне на различных передачах. По результатам расчетов построим график ускорений при разгоне автомобиля.

На рис. 3.30 представлен график ускорений, характерный для легковых автомобилей. Из рисунка видно, что ускорение на низ­ших передачах больше, чем на высших. Это связано с более высо­ким динамическим фактором на низших передачах.

Область графика ускорений при v < v_min соответствует троганию автомобиля с места при пробуксовке сцепления, кото­рое продолжается незначительное время. Поэтому считается, что разгон начинается с минимальной скорости V_min. Как видно из рис. 3.30, у легковых автомобилей при максимальной скорости v_max ускорение равно нулю. Это обусловлено тем, что при макси­мальной скорости запас мощности отсутствует.

На рис. 3.31 показан график ускорений, типичный для грузо­вых автомобилей. Как видно из рисунка, максимальные значения ускорений на I и II передачах почти одинаковы, что объясняется высоким значением коэффициента учета вращающихся масс δ_вр на I передаче, так как для этой передачи характерно большое передаточное число.

У грузовых автомобилей при максимальной скорости ускоре­ние не равно нулю, что связано с наличием некоторого запаса мощности, позволяющего им, двигаясь с максимальной скорос­тью, преодолевать дополнительное сопротивление дороги или бук­сировать прицеп. Однако запас мощности не может быть исполь­зован для разгона, так как этому препятствует ограничитель угло­вой скорости коленчатого вала двигателя.

j

Рис.3.30.График ускорений               Рис.3.31. График ускорений грузового
легкового автомобиля:                                          автомобиля:

v\, v₂ — значения скорости авто-                 а, е — начальная и конечная точки разгона; б—г — точки переключения передач;

мобиля; I —III — передачи                      j1u j2 — ускорения в начале и конце интерва­ла скоростей от v_{ до v₂, I — IV —                                      

                                                              передачи

Графики ускорений позволяют сравнить приемистость различ­ных автомобилей на дорогах с одинаковым сопротивлением дви­жению. Однако такое сравнение не совсем точно, так как различ­ные автомобили имеют неодинаковое максимальное ускорение на каждой передаче и разное число передач в коробке передач. По­этому более точное сравнение приемистости обеспечивают гра­фики времени и пути.

 Время и путь разгона

Время и путь разгона определяют следующим образом. Кривые графика ускорений (см. рис. 3.31) разбивают на ряд отрезков, со­ответствующих определенным интервалам скоростей, км/ч: на низшей передаче — 2...3, на промежуточных — 5... 10 и на выс­шей — 10... 15. Полагают, что в каждом интервале скоростей раз­гон происходит с постоянным, средним ускорением.

jср=(j1+j2)/2

где j1 и j2— ускорения в начале и конце некоторого интервала скоростей.

Среднее ускорение можно также рассчитать, зная значения скорости в начале и конце интервала. Так, например, при изме­нении скорости от v₁ до v₂ среднее ускорение

jcp=(V1-V2)/∆t, jср=∆V/∆t

где ∆t — время разгона в заданном интервале скоростей.

Из последнего выражения определяем время разгона в интер­вале скоростей от v₁ до v₂

∆t=∆V/jcp

Время разгона автомобиля определяется в такой последова­тельности (см. рис. 3.31): на I передаче — по кривой аб, на II передаче — по кривой бв, на III передаче — по кривой вг и на IV передаче — по кривой де. Скорости, соответствующие точкам б, в и г, являются оптимальными для переключения передач.

Вычислив значение времени разгона в каждом интервале ско­ростей, находим общее время разгона на п интервалах от мини­мальной Vmin до максимальной v_max скорости:

∆tp=∆t1+∆t2+…..∆tn

Зная значения времени разгона в различных интервалах скоростей, строим кривую времени разгона (рис. 3.32). Изломы этой кривой со­ответствуют моментам переключе­ния передач.

При переключении передач в течение некоторого времени (вре­мени переключения) происходит разъединение двигателя и ведущих колес. При этом разрывается поток мощности и уменьшается скорость движения автомобиля за счет действия сопротивления движению. Время переключения передач за­висит от типа двигателя, коробки передач и квалификации водителя.

Уменьшение скорости, км/ч, автомобиля при переключении передач, зависящее от дорожных условий, скорости движения и параметров обтекаемости, определяется по формуле

где t_п — время переключения передач, с. Для нахождения пути разгона используют те же интервалы ско­ростей, которые были выбраны при определении времени разго­на. При этом считается, что в каждом интервале скоростей авто­мобиль движется равномерно со средней скоростью

При разгоне от скорости v₁ до скорости v₂ (см. рис. 3.31) путь разгона в этом интервале скоростей

или с учетом выражения (3.26) ∆S=(Vcp∆V)/jcp

Путь разгона автомобиля от минимальной v_min до максималь­ной v_max скорости

∆Sp=∆S1+∆S2+…∆Sn

Зная значения пути разгона, соответствующие различным ин­тервалам скоростей, строим кривую пути разгона (см. рис. 3.32). Изломы этой кривой, так же, как и у кривой времени разгона, отвечают переключению передач.За время переключения передач автомобиль проходит путь

где v_n — скорость в момент начала переключения передач.

Рассмотренный метод определения времени и пути разгона ав­томобиля является приближенным. Поэтому полученные при рас­чете результаты могут несколько отличаться от действительных.