Динамическая характеристика (динамический паспорт) автомобиля.

Тяговая характеристика недостаточно удобна для сравнительной оценки тяговых свойств автомобилей, обладающих различной массой, потому что при одинаковых значениях свободной силы тяги РСВ они будут иметь на одной и той же дороге различные максимальные скорости, различные ускорения на промежуточных и высшей передачах, преодолевать неодинаковые предельные подъемы на низшей передаче и др. Поэтому удобно пользоваться удельной, то есть отнесенной к весу автомобиля величиной свободной силы тяги, получившей название – динамический фактор.

; (37)

Разделив все члены уравнения силового баланса на силу тяжести автомобиля Gа получим уравнение силового баланса в общем случае в безразмерном виде

(38)

где

­ dВР – коэффициент учета вращающихся масс (расчетная формула (30) для определения значений на i-ой передаче).

Принимая во внимание, что при максимальной скорости Vmax ускорение автомобиля равно нулю (j = 0) имеем

(39)

Зависимость динамического фактора от скорости при полной подаче топлива, то есть функция вида D = f(v) называется динамической характеристикой автомобиля или динамическим паспортом. Максимальный динамический фактор Dmax на низшей передаче определяет максимальное дорожное сопротивление преодолеваемое автомобилем. Для построения динамической характеристики D = f(v) по формуле (37) рассчитываются значения динамического фактора на различных расчетных частотах для всех передач и заносятся в таблицу №1.4.

По данным таблицы №1.4 строится график динамической характеристики (динамический паспорт) автомобиля, представленный на рис.5

Динамический паспорт состоит из основного поля приблизительно квадратной формы со сторонами по осям абсцисс и ординат соответственно 0С ≈ 0D (см. рис.5) на котором расположены кривые Di,x = f(v); Ψк = f(v), к = 1, 2, 3; 1 – асфальтное покрытие в хорошем состоянии, 2 – грунтовая укатанная дорога, 3 – песчаная-супесчаная дорога; а также кривые динамического фактора по сцеплению Dсц = f(v) при φх = 0.8 – сухой асфальт, φх = 0.6 – сухая грунтовая дорога или мокрый асфальт, φх = 0.4 – мокрая грунтовая дорога, φх = 0.2 – уплотненный снег.

Динамический фактор по сцеплению Dсц есть отношение свободной силы тяги по сцеплению к весу автомобиля Ga.

, (40)

Для полноприводных автомобилей сцепной вес равен весу автомобиля (на горизонтальной дороге), т.е Gсц = Gа, а для автомобилей классической компоновки и переднеприводных, можно приблизительно принять Gсц = 0.5Ga.

Тогда, для полноприводных автомобилей имеем расчетную формулу для расчета и построения кривых:

, (41)

Для автомобилей классической компоновки и переднеприводных – имеем формулу:

 

, (42)

После дополнительных расчетов для 5…7 произвольных значений скоростей величин РW,i,x рассчитываем для этих же скоростей величины ; ; и и строим кривые Dсц,i,x = f(v) на динамическом паспорте.

По динамической характеристики автомобиля можно судить о его тягово-скоростных свойствах. В частности, максимальный динамический фактор Dmax5 на высшей передаче (рис. 5) определяет значение критической скорости движения VКР и диапазон устойчивого движения автомобиля на высшей передаче при полной подаче топлива. При движении с V > Vкр увеличение дорожного сопротивления (увеличение Y) вызывает падение скорости, сопровождающееся увеличением динамического фактора D. Пока V > VКР равенство (32) соблюдается и двигатель работает устойчиво. При V < VКР сколь угодно малое увеличение дорожного сопротивления приведет к прогрессирующему уменьшению D, что приведет к остановке двигателя, если не будет своевременно выполнен переход на низшую передачу.

Максимальный динамический фактор Dmax1 на низшей передаче определяет максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем.

По динамической характеристике можно из заданной скорости установившегося движения найти передачу и дорожные условия, при которых возможно движение автомобиля.

По динамической характеристике можно из заданных дорожных условий (по заданному коэффициенту Y суммарного дорожного сопротивления) определить максимальную скорость движения и номер передачи на которой возможно это движение. Например, если дорожные условия заданы значением Y1 (асфальто-бетонное покрытие) (рис. 5), то скорость движения Vmax,Ψ1 будет возможна на 5-ой передаче. Аналогично определяются возможные скорости движения Vmax,Ψ2 и Vmax,Ψ3 соответственно на 5-ой передаче и 2-ой передачах, если дорожные условия окажутся характеризуемыми коэффициентами Y2 (грунтовая укатанная) и Y3 (песчано-супесчанная дорога).

По величине Dmax1 на низшей передаче можно определить величину максимального подъема (угол amax) из равенства

(42)

Для дороги с асфальто-бетонным покрытием в хорошем состоянии величина коэффициента сопротивления качению f мала по сравнению с величиной Dmax1, и ею в прикидочном расчете величины максимально преодолеваемого подъема можно пренебречь. В этом случае

(43)

или (44)

По динамическому паспорту с “квадрантами” недогрузки и перегрузки можно также определить изменение скорости движения и передачу при разгрузке (расход бензина, удаление какого-либо балласта) или перегрузке (дополнительный груз) автомобиля. Например (см. рис.№5), при номинальной нагрузке автомобиль двигался со скоростью V1 за счет динамического фактора, характеризуемого точкой m1 на 5-ой передаче; при разгрузке на 25% динамический фактор увеличился, причем это увеличение (в квадранте “недогрузки” за счет соответствующего “сжатия” шкалы D۱) обозначилось положением точки n1, проводя горизонталь от которой до пересечения с кривой D5,X = f(v) в точке m1۱ и опускаясь по вертикали до пересечения с осью абсцисс определяем: скорость V1۱ > V1. При перегрузке на 25% естественно динамический фактор уменьшится, причем это уменьшение (в квадранте “перегрузки” за счет соответствующего “растяжения” шкалы D״) обозначилось положением точки n1״, проводя горизонталь от которой пересечения с кривой D5,X = f(v) не наблюдается, а происходит пересечение с кривой динамического фактора на 4-ой передаче, что свидетельствует о необходимости переключения на пониженную передачу в случае упомянутой степени перегрузки, чтобы избежать остановки двигателя. При этом значение скорости (после такого переключения) хотя и может даже несколько увеличится, но произойдет за счет значительного увеличения частоты вращения коленчатого вала.