Побудова динамічного паспорту автомобіля

Динамічний паспорт автомобіля являє собою сукупність динамічної характеристики, номограми навантажень і графіка контролю буксування. Динамічний паспорт автомобіля дозволяє вирішувати рівняння руху з урахуванням конструктивних параметрів автомобіля (M_K і т.ін.), основних характеристик дороги (коефіцієнтів і ) і навантаження на автомобіль.

Тягово-швидкісні якості автомобіля при різних його навантаженнях оцінюють за допомогою запропонованої Н. А. Яковлєвим номограми навантажень, яка доповнює динамічну характеристику автомобіля, що відповідає номінальному (100%) його завантаженню (рис. 6).

По осі абсцис уліво від початку координат, що відповідає 100% навантаженню, відкладають зменшуваний до нуля відсоток навантаження автомобіля. У тій точці осі абсцис, де навантаження рівне 0%, проводять другу вісь ординат, на якій відкладають значення динамічного фактора D₀ ненавантаженого автомобіля.

Максимальне значення динамічного фактора порожнього (спорядженого) автомобіля може бути визначене за формулою

,

де - максимальне значення динамічного фактору завантаженого автомобіля;

- вага порожнього (спорядженого) автомобіля, Н.

Масштаб a, у якому відкладаються значення D₀ – динамічного факторупоррожнього автомобіля, визначають залежно від масштабу a, прийнятого для D по виразу

Рівнозначні значення величин D₀ і D (наприклад, 0, 05; 0, 1; 0, 2 і т.д.) з'єднують прямими лініями. Кожна із цих ліній являє собою сукупність рівних значень динамічного фактора D_х для всіх можливих навантажень автомобіля. Ці ж лінії у випадку усталеного руху автомобіля відповідають кожна своєму певному значенню коефіцієнта сумарного опору дороги, оскільки в цьому випадку D= .

По динамічній характеристиці автомобіля з номограмою навантажень вирішують деякі практично важливі завдання по визначенню тягово-швидкісних можливостей автомобіля. На рис. 6, а показаний порядок визначення динамічного фактора, якому відповідає точка А при 90 %-му навантаженню. Точка А перебуває між лініями, які відповідають значенням динамічного фактора 0, 20 і 0, 3. Щоб визначити динамічний фактор при даному навантаженні з точністю близько однієї сотої, розділимо відрізок ab на п'ять рівних частин. Точка А перебуває приблизно на третій поділці вище лінії 0, 2, отже, динамічний фактор рівний 0, 25.

Номограма навантажень дозволяє вирішувати всі зазначені вище завдання не тільки для випадку повного навантаження автомобіля, але й для будь-якого її значення. Так, на рис. 6, а штрих-пунктирною лінією показано, що при навантаженні Н=40% і швидкості автомобіля Va = 47 м/с коефіцієнт =0, 048. При Н=80% і =0, 14 максимальна швидкість автомобіля рівна V_a=27 м/с, а при V_a=39 м/с і =0, 10 навантаження (точка В) не повинне перевищувати 20% (пунктирна лінія).

Горизонтальна лінія, проведена через точку перетинання вертикальної лінії із кривою динамічного фактора, може пройти або вище правого (верхнього) кінця, або нижче лівого (нижнього) кінця похилої прямої, відповідної до заданого значення . У першому випадку навіть при повному навантаженні автомобіля для руху з постійною швидкістю необхідно прикрити дросельну заслінку, тому що при повністю відкритій заслінці D> . У другому випадку рівномірний рух неможливий, тому що D < навіть при повністю відкритій дросельній заслінці й навантаженню, рівному нулю.

Аналогічно вирішуються й інші практичні завдання експлуатаційного характеру.

Коло цих завдань значно розширюється, якщо динамічну характеристику з номограмою навантажень доповнити графіком контролю буксування — штрихові лінії на рис. 6, б.

Рисунок 6 - Використання динамічної характеристики автомобіля:

а - динамічна характеристика з номограмою навантажень; б - динамічний паспорт автомобіля.

Графік контролю буксування являє собою залежність динамічного фактора по зчепленню від навантаження й дозволяє визначити граничну можливість руху за умов зчеплення.

Кожна з ліній графіка контролю буксування досить точно описується рівнянням:

, (1)

де G_ax - повна маса автомобіля при х % його завантаження, Н;

Gx₂ - частина маси, що доводиться на ведучі колеса, Н;

k₂ - коефіцієнт перерозподілу навантаження на ведучі колеса:

(2)

де - кут поздовжнього ухилу дороги;

- коефіцієнт зчеплення коліс із дорожнім покриттям, що залежить від виду й стану дорожнього покриття;

h - висота центру ваги (визначена в попередньому розділі), мм;

L - база автомобіля, мм.

По рівнянню (1) одержують стільки ліній, скільки задають значень коефіцієнту зчеплення . На рисунку 6, б показані лінії, відповідні до значень =0, 1...0, 8 із кроком 0, 1. Коефіцієнт k₂ підраховують залежно від по рівнянню (2), у якому для спрощення приймають cosa=1.

Величину відношення в рівнянні (1) можливо виразити через навантаження автомобіля х% так:

(3)

де G₀ - власна вага автомобіля, Н;

G_ГP - номінальна вантажопідйомність автомобіля, Н;

G₂, G₀₂ - маса, що доводиться на ведучі колеса повністю навантаженого й ненавантаженого автомобіля відповідно.

Вага порожнього автомобіля, що доводиться на ведучі колеса може бути визначена за формулами, аналогічними формулам для завантаженого автомобіля, без урахуванням маси вантажу, тобто при розрахунках приймати масу спорядженого автомобіля.

З рівняння (3) одержуємо граничні значення відношення - при х = 0% і при х =100% відповідно:

;

Тоді граничні значення динамічного фактора по зчепленню (ненавантаженого й повністю навантаженого автомобіля) визначаться виразами

;

Величини й відкладають відповідно на осях OD₀ і OD масштабах, прийнятих для цих осей (а₀ і a). Потім штриховою прямою з'єднують відповідні точки. Над лінією записують відповідне їй значення.

Користуючись графіком контролю буксування, можливо визначити обмеження, що накладаються на рух автомобіля зчепленням шин ведучих коліс із дорогою. Наприклад, можливо визначити мінімальний коефіцієнт , необхідний для руху із заданими навантаженням і швидкістю або із заданими навантаженням і коефіцієнтом . У першому випадку знаходять так само, як при визначенні динамічного фактора за відомими значенням навантаження Н и швидкості V, тільки замість величини D по суцільних похилих лініях визначають значення D_Сц по штрихових лініях. Так, при швидкості V_a =25 м/с і навантаженню Н =80% коефіцієнт =0, 23 (точка А). У другому випадку проводять вертикальну лінію через точку, відповідну до веденого значення навантаження Н, і на ній відкладають значення коефіцієнта , після чого по похилих штрихових лініях визначають коефіцієнт . Так, при навантаженні Н=40% і коефіцієнті =0, 2 коефіцієнт =0, 37 (точка В).

Так само можливо визначити максимальні коефіцієнт і швидкість V при відомих навантаженні Н и коефіцієнті або навантаження Н и швидкості V при відомих величинах і . Якщо навантаження Н=50 % і коефіцієнт =0, 7, то коефіцієнт =0, 38. При такому коефіцієнті опору дороги автомобіль може рухатися лише на першій передачі, причому для рівномірного руху дросельна заслінка повинна бути прикрита. Якщо опір дороги не обмежує руху автомобіля, то він може рухатися з будь-якою швидкістю, аж до максимальної (52 м/с). При коефіцієнтах =0, 2 і =0, 4 навантаження Н=90%, а швидкість автомобіля V = 22 м/с.

Динамічний паспорт автомобіля дозволяє комплексно вирішувати важливі практичні завдання по визначенню тяглово-швидкісних якостей автомобіля в конкретних умовах його експлуатації.