Уравнение движения автомобиля. Тяговая характеристика и силовой баланс

Р_к - Р_f - Р_h - Р_w - Р_J = 0; Р_к = Р_f ± Р_h ± Р_w ± Р_J = 0. Уравнение движения машины на подъеме (спуске). Р_к-тяговая сила; Р_f-сила сопротивления качению; Р_h-сила сопротивления подъёму; Р_w-сила сопротивления воздушной среды; Р_J-сила сопротивления разгону. Тяговая сила Р_к на ведущих колесах а/м ограничивается силой сцепления шин с поверхностью дороги. Качение ведущих колес без буксования возможно при условии: Р_к ≤ Р_φ; Р_φ = G_сцепл*φ; где: Р_φ - сила сцепления колес с опорной поверхностью; G_сцепл - сцепной вес машины, приходящийся на ведущие колеса (для неполноприводных автомобилей и колесных тракторов G_сцепл определяется с учетом распределения тормозной реакции от веса машины по осям), φ – коэффициент сцепления ведущих колес с опорной поверхностью. Сила сцепления Рφ противодействует скольжению колес относительно дороги и зависит от силы трения, возникает в момент контакта колес с дорогой, от типа и состояния дороги, рисунка и степени износа протектора, давление воздуха в шине и т.д.

φ =Х_к / Z_к (для сухих покрытий 0,8). Для гусеничных тракторов, полноприводных автомобилей и колесных тракторов сцепной вес равен эксплуатационному весу G^сцепл=S_i=1 ⁿ z_i где колличество ведущих колес, S_i=1 n = G_i * cos α; где α- угол уклона, Gi – вес приходящийся на ведущее колесо. Силовой баланс машины. Р_к - Р_f - Р_h - Р_w - Р_J; Р_ψ = Р_f + Р_h; P_f = G_a*f; где f коэффициент сопротивления качению; P_h = G_a*i_под; Р_w = K_w*F_a*V_a 2; P_j = 0; P_j = G_a*d_a*j_a/g:

График суммарного значения сил сопротивления определяет силу тяги необходимую для движения авто с постоянной скоростью. Если кривая тяговой силы Рк проходит выше кривой сил суммарного сопртивления дороги, то мы получаем не реализованный запас силы тяги который может быть использован для разгона машины или преодоления повышенного сопртивления дороги. Если кривая Рк проходит ниже кривой сил суммарного сопротивления дороги, то развиваемой авто силы тяги не достаточно, и она движется замедлено. Пользуясь графиком тягового баланса можно определить Vмакс движения машины, которая равна абсциссе точки пересечения кривых Рк и сил суммарного сопротивления.

Vmax – максимальная скорость при данных условиях

Используя при анализе динамических средств свойства а/м сопоставление тяговой мощности Мк с помощью затрачиваемой на все виды дорожных сопротивлений движению можно записать уравнение баланса мощностей.

Nк = Ne · ήтр = Nf + Nh + Nw + Nj

Уравнение баланса мощностей показывает распределение мощности развиваемой двигателем и подведенной к ведущим колесам.

Вычисления Nf = Pf · Va = f · Ga · cos α · Va

Nf = Ph · Va = Ga · sin α · Va

Nf = Pw · Va =k · Fa · Va3

Nf = Pj · Va = Ga · j · δ · Va /g

Степень использования мощности двигателя обозначается U называется отношением мощности необходимой для движения машины к мощности V двигатель может развить при полностью открытой дроссельной заслонки или полной подачи в цилиндр двигателя.

Динамический фактор и динамическая характеристика спецтехники.

Р_к = Р_f ± Р_h ± Р_w± Р_j;

Р_ψ = Р_f + Р_h; Р_к = Р_ψ ± Р_w± Р_j; Р_к - Р_w = Р_ψ ± Р_j= G_a*y + G_a*d_a*j_a/g; делим на G_a; Р_к - Р_w/G_a=*y + d_a*j_a/g; Р_к - Р_w/G_a – представляет собой отношение избыточной силы тяги к полной силе тяги тяжести авто и называется динамическим фактором Д_а. По другому можно сказать что динамич фактор это св-во авто

быстро ускоряться Д_а=y + d_a*j_a/g; j=0, Д_а=y. Для оценки динамич св-в авто – способности авто преодолевать разные дорожные сопротивления и ускоряться введён показатель – динамический фактор. Зная динамический фактор можно об авто судить по преодолеваемого дорожного сопротивления авто на разных передачах и по скоростям движения по разным дорожным условиям. P_св=P_T-P_W. Динамич фактор дополненный номограммой загрузки авто представляет собой динамический паспорт D₀=P_св/G₀. При небольших скоростях в приделах 4-5 м/с значением силы сопротивления воздуха можно пренебречь (Р_w=0) и тогда Д_а=Р_к - Р_w/G_a; Д_а=Р_к/G_a; Д_а= (G_a*j - Р_w)/G_a; G_a*j - сила тяги которая может быть реализована в конкретных условиях движения с учетом коэффициента сцепления колес с дорогой. Если сила тяги превышает значение G_a*j, то наступает буксование ведущих колес. При буксовании ведущих колес скорость авто не велика и Р_w можно приравнять к 0. Д_а =G_a*j/G_a £j чтобы машина двигалась. В общем случае условием движения машины будет y£ Д_а £j. Динамической характеристикой называется графическая зависимость динамического фактора от скорости движения авто на различных передачах. С помощью динамической характеристики можно определить макс скорость движения авто в заданных условиях, а также решить обратную задачу. Определить суммарное сопротивление дороги, преодолеваемое авто во время движения с заданной скоростью. При оценке движения возможно несколько случаев: 1) линия ψ₁ пресекается с кривой динамического фактора в одной точке, тогда V₁ – макс скор для данных условий.

Характер движения машины:

При ψ₁= 0,28 на участке от V₁=4км/ч до V₂=11км/ч —разгон на первой передаче, на остальных передачах замедление, максимальная скорость =11 км/ч. При ψ₂=0,22 на участке от

V₁=4км/ч до V₂=11км/ч —разгон на первой передаче, на участке от V₃=9км/ч до V₄=17км/ч —разгон на второй передаче, равномерное движение возможно со скоростью V₃=9км/ч и V₄=17км/ч, при движении со скоростью меньше V₃=9км/ч и больше V₄=17км/ч —замедление, на остальных передачах замедление, максимальная скорость=17 км/ч. При ψ₃= 0,16 на участке от V₁=4км/ч до V₂=11км/ч —разгон на первой передаче, на участке от V₅=7км/ч до V₆=20км/ч —разгон на второй передаче, на остальных передачах замедление, максимальная скорость =20 км/ч. При ψ₄= 0,1 на участке от V₁=4км/ч до V₂=11км/ч —разгон на первой передаче, на участке от V₅=7км/ч до V₆=20км/ч —разгон на второй передаче, на участке от V₇=13км/ч до V₈=34км/ч —разгон на третьей передаче, максимальная скорость =34 км/ч, на остальных передачах замедление. При ψ_УСК=0,017 на участке от V₁=4 км/ч до V₂=11 км/ч —разгон на первой передаче, на участке от V₅=7км/ч до V₆=20 км/ч —разгон на второй передаче, на участке от V₇=13 км/ч до V₈=34 км/ч —разгон на третьей передаче, на участке от V₉=23км/ч до V₁₀=60 км/ч —разгон на четвертой передаче, на участке от V₁₁=30км/ч до V₁₂=80 км/ч —разгон на пятой передаче, максимальная скорость =80 км/ч. Критическая скорость по условию тяги равна 38 км/ч. Скорость авто соответствующая максимальному значению дин факт на прямой передаче называется критической по условию тяги. С помощью динам. характер. можно опред. мах скорость движения а/м в заданных условиях, а также дать хар-ки движ-я машины при различных суммарных сопротивлениях дороги, при этом возможно несколько случаев:

-линия ψ₁ пересекается с кривой динам-го фактора, тогда мах скорость дв-я для данных условий будет V₁, т.к. при этом соблюд-ся условие D_a = ψ

-линия ψ₂ проходит ниже кривой дин-го фактора, в этом случае D_a >ψ и равномерное движ-е а/м невозможно, т.к происходит разгон.

-линия ψ₃ проходит выше кривой дин-го фактора, при этом D_a < ψ и а/м может дв-ся только замедленно за счет кинет-ой энергии а/м, а так же маховика и др. вращ-ся частей.

-линия ψ₄ перес-т кривую дин-го фактора в 2-х точках, в этом случае а/м может двиг-ся равномерно при скор-х V₂ и V₃. В интервале скор-й V₂ и V₃, когда D_a >ψ а/м может разгон-ся при движ-и со скор-ю меньше V₂ или больше V₃, машина будет двиг-ся только с замедлением (на одной данной передаче)