Построение тяговой характеристики ТМ

    Графическое изображение уравнения силового (тягового) баланса в координатах “окружная сила - скорость”, называется тяговой характеристикой ТМ (рисунок 4.1).

ne

160

км/ч

Рисунок 4.1 – Тяговая характеристика транспортной машины

 Кривые изменения окружной силы на передачах строят по данным, опреде-ляемым по формуле: =    .                                         

где i и j – соответственно номер значения оборотов коленчатого вала двигателя, на которые разделен его рабочий скоростной диапазон и номер включенной передачи в коробке передач автомобиля.                                    

    Количество кривых тяговой характеристики ТМ равно числу передач в её коробке.    В предположении отсутствия буксования сцепления и ведущих колес автомобиля связь между частотой вращения коленчатого вала двигателя n_e (или w _e) и скоростью ТМ V _тм находится из соотношения:

                                     V _тм = w _к r_o = w _e r _о / u _тр,

или   V _тм = n_e r_o / (9,55 u _тр).

    Здесь n_e имеет размерность об/мин, а V_тм - м/c.

    Учитывая, что 1 ч= 3600 с и 1 км = 1000 м можем получить выражение для определения скорости автомобиля V _а в км/ч:

                                     V _тм = 0,377 n_e r_o / u _тр .                                      

   В нижней части этого графика наносят кривую F _Y =F_f +F _h, построенную для одного значения Y. Кривую силы сопротивления воздуха F_в движению ТМ строят, откладывая значения этой силы вверх от значений силы F _y, для соответствующих скоростей движения ТМ (рисунок 4.1).  Абсцисса точки пересечения кривой сил суммарного сопротивления F _y + F_в и окружной силы F_к при движении автомобиля на высшей передаче в трансмиссии определяет величину окружной силы, необходимой для движения ТМ с постоянной скоростью V_тм = const, так как при этом запас окружной силы, а, следовательно, и ускорениеТМ равны нулю.

    Если при некоторой скорости V₁  кривая окружной силы F_к проходит выше кривой F _y + F_в (см. рисунок 4.1), то ордината F_з, заключенная между этими кривыми, представляет собой нереализованную часть окружной силы или запас силы, который можно реализовать для преодоления повышенного дорожного сопротивления или разгона ТМ.

4.3.2 Практическое использование тяговой характеристики ТМ

    С помощью графика тяговой характеристики (см. рисунок 4.1) определя-ются основные показатели динамичности ТМ при её равномерном движении:

1) максимальная скорость движения ТМ V_max.

     Максимальную скорость V_max определяют по абсциссе точки пересечения кривых F _y +F_в и окружной силы на высшей передаче F_{к j} (рисунок 4.1), т. к. при этом запас окружной силы, а, следовательно, и ускорение ТМ равны нулю. Если           указанные кривые не пересекаются, то максимальная скорость движения ТМ   ограничивается максимальными оборотами коленчатого вала двигателя n_{e max}  при движении ТМ   на высшей передаче в коробке передач и определяется по значению абсциссы точки на тяговой характеристике, полученной при n_{e max}  на высшей передаче в коробке передач.

    2) максимально возможная сила сопротивления дороги F _{y max}, которую может преодолеть ТМ.

Максимально возможная сила сопротивления дороги, которую может преодолеть данная машина, определяется на низшей передаче в коробке передач. Ее значение F _{y max} = F_{к max}– F_в. При этом F_в соответствует скорости, при которой определяется F_{к max} .

       3) максимальная окружная сила F_{к max} по сцеплению шин ведущих колес с дорогой F _j.

    Предельное значение окружной силы F_к ограничивается силой сцепления ведущих колес ТМ с поверхностью дорожного покрытия F_j и определяется по формуле:

                                                     F_j = G _j · j,                               

где G _j – сцепной вес ТМ, т.е. сила тяжести, приходящаяся на её ведущие колёса,

  j – коэффициент сцепления шин ТМ с поверхностью дорожного покрытия.                                       

       Если окружная сила F_к меньше силы сцепления, то ведущие колеса катятся без пробуксовки. Если же F_к > F _j, ведущие колеса пробуксовывают, и для движения используется лишь часть силы, равная F _j. Остальная часть силы F_к вызывает ускоренное вращение колес, которое продолжается до тех пор, пока мощность, затрачиваемая на буксование, не уравновесит избыток мощности, подводимый к колесам.

4) критическая скорость V_{к p , j} движения ТМ по условиям величины окружной силы на ведущих колесах и области устойчивого движения ТМ при полной нагрузке двигателя.

Абсциссы точек перегиба кривых окружной силы F_{к, j}  характеризуют критическую скорость движения ТМ V_{к p , j} по условию развиваемой окружной силы. При движении со скоростью V_тм > V_{к p , j} (где j – номер передачи), случайное повышение сопротивления движению вызывает уменьшение скорости, но при этом одновременно увеличивается значение окружной силы F_{к, j} на ведущих колесах. При движении же со скоростью V_тм < V_{к p , j}, увеличение сопротивления движению снижает скорость машины, что приводит к интенсивному снижению F_{к, j}. Таким образом, скорость V_{к p , j} является границей, определяющей область устойчивого движения ТМ при полной нагрузке двигателя. При V_тм > V_{к p , j}  движение на j -ой передаче устойчиво, а при      V_тм £ V_{к p , j} –  движение неустойчиво.