Расчет и построение графиков динамического паспорта для автомобилей УАЗ 3741 и Volkswagen Transporter T4

5. Расчет и построение графиков динамического паспорта для автомобилей УАЗ 3741 и Volkswagen Transporter T4

Тяговая характеристика недостаточно удобна для сравнительной оценки тяговых свойств автомобилей, обладающих различной массой, так как при одинаковых значениях тяговой силы Pт они будут иметь на одной и той же дороге различные максимальные значения скоростей, различные ускорения, преодолевать неодинаковые предельные подъемы и т.д.

Поэтому для сравнительной оценки тяговых свойств автомобилей, имеющих различный вес, более удобно пользоваться безразмерной величиной, представляющей собой отношение разницы тяговой силы и силы сопротивления воздуха к силе тяжести, действующий на автомобиль, – динамическим фактором – D, который определяется по формуле:

где Р_Т – сила тяги автомобиля, кН;

– сила сопротивления воздуха, кН;

– масса автомобиля, кг.

где m_c-снаряженная масса автомобиля, кг.

Динамический фактор автомобиля является важной характеристикой режима движения, обеспечивающей возможность сравнения различных конструкций автомобилей. Он характеризует максимальное преодолеваемое автомобилем дорожное сопротивление на всех передачах, минимальную устойчивую скорость движения на высших передачах.

Расчёт динамического фактора в курсовой работе осуществляется на основании данных, полученных при решении уравнения силового баланса при помощи подстановки полученных значений в это уравнение.

Расчет для автомобиля УАЗ 3741

D_a=(10,59–0,0014)/ 2720×9,8×10^-3=0,74

D’=(1720×9,8/2720×9,8) × 0,74=0,5

Таблица 5

УАЗ 3741			Volkswagen Transporter T4
V, м/с	Da	D’	V, м/с	Da		D’
Первая передача
1,4128	0,7401	0,5044	1,6656		0,6518	0,4032
2,1193	0,7692	0,5242	2,4984		0,6755	0,4179
2,8257	0,7787	0,5307	3,3311		0,6793	0,4202
3,5321	0,7688	0,5239	4,1639		0,6631	0,4102
4,2385	0,7393	0,5038	4,9967		0,6270	0,3879
5,2275	0,6652	0,4533	6,1626		0,5430	0,3359
5,6513	0,6217	0,4237	6,6623		0,4950	0,3062

Вторая передача
2,2049	0,4740	0,3231	2,7784	0,3905	0,2415
3,3073	0,4925	0,3356	4,1676	0,4044	0,2501
4,4098	0,4983	0,3396	5,5568	0,4062	0,2513
5,5122	0,4915	0,3350	6,9460	0,3960	0,2449
6,6146	0,4721	0,3217	8,3352	0,3736	0,2311
8,1580	0,4238	0,2888	10,2801	0,3221	0,1992
8,8195	0,3955	0,2695	11,1136	0,2927	0,1811

Вывод: По графику динамического паспорта можно определить, что автомобиль

УАЗ 3741 имеет более высокую проходимость при заданных дорожных условиях чем Volkswagen Transporter T4. Так же можно определить максимально развиваемую скорость автомобилей. Из графика видно, что она равна:

УАЗ 3741: V_amax=11.4 м/с

Volkswagen Transporter T4: V_amax=13,2 м/с

6. Расчет и построение графиков ускорений, времени и путей разгона на различных передачах для автомобилей УАЗ 3741 и Volkswagen Transporter T4

 

В теории эксплуатационных свойств автомобиля важное место занимает изучение свойств автомобиля, связанных с его способностью быстро достигать необходимой скорости движения, т.е. быстро разгоняться. Таким свойством является приемистость. Под приемистостью автомобиля понимают его способность быстро увеличивать скорость движения. При изучении разгонной динамики автомобиля важное место уделяют расчету разгонных параметров автомобиля, которыми являются: максимально возможное ускорение, время и путь разгона.

Максимально возможное ускорение j_max можно определить по уравнению:

,

где  – динамический фактор,

–коэффициент сопротивления дороги,

– коэффициент учета вращающихся масс, который определяется по формуле:

где i_кп – передаточное число коробки передач;

– коэффициент учета вращающихся масс двигателя и деталей трансмиссии, примем =0,05;

– коэффициент учета вращающихся масс колес, примем =0,04.

Расчет для автомобиля УАЗ 3741

=1+0,05× 4,12²+0,04=1,889

j=9,8× (0,5033 – 0,15)/1,889=1,8329 м/с²

Таблица 6

УАЗ 3741		Volkswagen Transporter T4
V, м/с	i, м/с2	V, м/с	i, м/с2
Первая передача
1,4128	3,0617	1,6656	2,8089
2,1193	3,2127	2,4984	2,9417
2,8257	3,2623	3,3311	2,9629
3,5321	3,2106	4,1639	2,8724
4,2385	3,0576	4,9967	2,6703
5,2275	2,6731	6,1626	2,1997
5,6513	2,4476	6,6623	1,9311
Вторая передача
2,2049	2,2871	2,7784	1,7102
3,3073	2,4171	4,1676	1,8091
4,4098	2,4582	5,5568	1,8222
5,5122	2,4103	6,9460	1,7493
6,6146	2,2734	8,3352	1,5905
8,1580	1,9324	10,2801	1,2238
8,8195	1,7328	11,1136	1,0152

Вывод: По графику ускорения можно определить, что автомобиль УАЗ 3741 на первой, второй передачах развивает большее ускорение, чем Volkswagen Transporter T4.

Максимальное ускорение, развиваемое автомобилями при заданных условиях движения:

на первой передаче

УАЗ 3741 i =3,2623 м/с²;

Volkswagen Transporter T4 i=2,9629 м/с²;

на второй передаче

УАЗ 3741 i =2,4582 м/с²;

Volkswagen Transporter T4 i=1,8222 м/с²;

на третьей передаче

УАЗ 3741 i=1,2290 м/с²;

Volkswagen Transporter T4 i=1,1820 м/с²;

на четвертой передаче

УАЗ 3741 i=0,2961 м/с²;

Volkswagen Transporter T4 i=0,6897 м/с².

Более удобными и наглядными оценочными показателями приемистости являются время и путь разгона автомобиля в заданном интервале скоростей. Эти показатели могут быть определены опытным или расчетным путем.

Для теоретического определения t и  предложено несколько графоаналитических методов. Наиболее известны методы Е.А. Чудакова и Н.А. Яковлева. Последний состоит в том, что расчетный интервал скоростей разбивают на мелкие участки, для каждого из которых считают среднее ускорение

,

где j₁ и j₂–ускорение в начале и конце участка.

Для каждого участка можно записать

где V₁ и V₂ – скорости соответственно в начале и конце участка;

Dt – время, за которое скорость увеличивается от V₁ до V₂.

Определяя из этого равенства Dt получим Dt=(V₂-V₁)/ j_ср.

Путь за время при равноускоренном движении на каждом участке

DS= V₁Dt+0,5 j_срDt²= V_cpDt,

 

V_cp=0,5 (V₂+V₁) – средняя скорость на интервале.

Полный путь разгона от скорости V₁ до скорости V₂

S_p=S₁+S₂+S_n

Принимая на каждом участке j=const, мы допускаем погрешность, которая будет тем меньше, чем меньше DV.

Этим методом можно пользоваться для подсчета t и  как на одной, так и на нескольких передачах с переходом от любой низшей передачи к любой высшей. В последнем случае необходимо знать, при каких скоростях происходят переключения.

Во время переключения передача мощности к колесам прекращается, скорость автомобиля снижается. Время переключения зависит как от конструктивных особенностей автомобиля, так и от квалификации водителя. Высококвалифицированный водитель тратит на переключение при карбюраторном двигателе 1…2 с.

Значение падения скорости DV_n за время переключения передачи зависит от типа дороги, скорости движения автомобиля и параметров обтекаемости. Определить можноDV_n из уравнения силового баланса, считая, что за время переключения Р_T=0.

Расчет для автомобиля УАЗ 3741.

на первой передаче:

V₁=1,4 м/с; V₂=2,45 м/с;

j₁=3,06 м/с²; j₂=3,25 м/с²;

j_ср=(3,06+3,25)/2=1,92 м/с²

Dt=(2,45–1,4)/ 1,92=0,55 с

DS =1,92× 0,55=0,64 м

УАЗ 3741					Volkswagen Transporter T4
Vn	Vn+1	jcp	Dt	DS	Vn	Vn+1	jcp	Dt	DS
Первая передача
1,4	2,45	3,15500	0,33281	0,64065	1,6	2,9	1,92000	0,67708	1,52344
2,45	3,5	3,22500	0,32558	0,96860	2,9	4,1	1,93500	0,62016	2,17054
3,5	4,55	3,05000	0,34426	1,38566	4,1	5,3	1,76500	0,67989	3,19547
4,55	5,65	2,65000	0,41509	2,11698	5,3	6,6	1,41500	0,91873	5,46643
Вторая передача
2,2	3,8	2,3250	0,6882	2,0645	2,7	4,8	1,7500	1,2000	4,5000
3,8	5,4	2,4000	0,6667	3,0667	4,8	6,9	1,7500	1,2000	7,0200
5,4	7,1	2,2250	0,7640	4,7753	6,9	9	1,5750	1,3333	10,6000
7,1	8,8	1,9000	0,8947	7,1132	9	11,1	1,2250	1,7143	17,2286