Файл: Артамонов, М. Д. Основы теории и конструкции автомобиля учебник.pdf

тора разбивают на участки, как показано на рис. 59, б, и по фор­ муле (144), в которую вместо коэффициента / подставляют значе­ ния ф2, определяют величины замедления, а затем времени и пути для каждого интервала скоростей. Если при этом коэффициент сопротивления дороги на'подъеме равен или меньше Dmах на данной передаче, то конечную скорость автомобиля определяет точка пересечения линии ф.2 с кривой D. После того как скорость уменьшится до значения vn, движение станет равномерным. Если

же этот коэффициент на подъеме больше значения D max и равен, например, ф3, то скорость, уменьшаясь, окажется меньше крити­ ческой, и дальнейшее снижение ее сопровождается значительным уменьшением динамического фактора.

Чтобы избежать остановки автомобиля, необходимо перейти на низшую передачу. В этом случае при расчете нижний предел скорости ограничивают значением критической скорости кт. Длина 1Пподъема, которую автомобиль проходит при снижении скорости до значения vT, лишь немного отличается от длины пути, в конце которого автомобиль останавливается.

140

§ 5. ДВИЖЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ НАКАТОМ

Во время эксплуатации автомобиля движение накатом исполь­ зуют весьма часто. Особенное значение этот режим движения имеет в тех случаях, когда необходимы регулярные остановки и последующие разгоны, а также при движении по дорогам с череду­ ющимися подъемами и спусками. При движении накатом двигатель отъединен от трансмиссии, крутящий момент к ведущим колесам не подводится и тяговая сила отсутствует. Мощность, затрачи­ ваемая при этом на преодоление трения в трансмиссии, невелика, так как все ее агретаты работают вхолостую.

Показатели динамических свойств автомобиля при накате обычно определяют па горизонтальном участке дороги с твердым покрытием. Автомобиль разгоняют до определенной установив­ шейся скорости (например, до 14 м/с), а затем по сигналу кон­ тролера водитель выключает сцепление и передачу. Время, ско­ рость автомобиля и пройденный им путь фиксируют при помощи самопишущих приборов. В качестве примера, иа рис. 55 показана осциллограмма наката автомобиля.

При упрощенных испытаниях автомобиля замеряют только путь его движения накатом до остановки (путь выбега).

Для теоретического расчета показателей динамических свойств при накате напишем уравнение движения автомобиля для этого

силы вверх от значения предыдущей (рис. 60, а). Определив для нескольких положительных и отрицательных значений уклона i. величины силы Р п, наносят их на график в виде горизонтальных

полученного графика аналогично рассмотренному выше опреде­ лений их по способу силового баланса. Так, например, максималь­ ную скорость i;niax определяют по абсциссе точки пересечения суммарной кривой Рг -f- Рк + Р в сил сопротивления с прямой Рп, соответствующей данному уклону (например, итах2 Для точки А). Если прямая Рп проходит выше суммарной кривой, то авто­ мобиль движется ускоренно, а если ниже — замедленно.

141

Приняв в среднем 6,г = 1,05, определим из уравнения (152) величину замедления (отрицательного ускорения) /3 (в м/с2):

На рис. 60, б показано изменение ускорения при накате рас­ считываемого автомобиля для различных значений уклона (см. цифры у кривых). Кривые у, соответствующие движению автомо­ биля на подъемах, горизонтальных участках и на пологих спусках, проходят ниже оси абсцисс. Следовательно, скорость автомобиля при движении его накатом по таким участкам уменьшается. Кри­ вые, характеризующие движение автомобиля на сравнительно кру­ тых спусках, пересекают ось абсцисс при некоторой скорости.

Рпс. 60. Параметры дппжеппя накатом:

о — силовой балапс автомобиля; б — ускорение автомобиля

В этпх случаях движущие силы уравновешивают силы сопротив­ ления Рг 4- Рк -f- Р в, вследствие чего автомобиль движется равно­

мерно. Так, на рпс. 60, б кривая, соответствующая i = — 0,04, пересекает ось абсцисс при "скорости, равной приблизительно 2S м/с. Если начальная скорость автомобиля больше 28 м/с, то движение накатом по такому участку будет замедленным; если же меньше, то ускоренным. Однако как замедленное,' так и ускорен­ ное движения продолжаются лишь до скорости 28 м/с, при кото­ рой наступает равномерное движение автомобиля. По известным значениям ускорений можно, используя уравнения (147) и (150), определить время и путь движения автомобиля накатом.

В практике для оценки динамичности автомобиля при накате широко используют длину пути выбега, которая является простым и наглядным показателем, позволяющим оценивать также п тех­ ническое состояние шасси автомобиля. Чем лучше техническое состояние шасси, тем больше путь выбега. Средние значения пути

142

выбега отечественных автомобилей на горизонтальном участке дороги с твердым покрытием приведены в табл. 10.

10. Пути выбега автомобилей со скорости 14 м/с

Если автомобиль движется с относительно небольшой скоро­ стью, то величины сил Рв и Рг можно не учитывать. Тогда замед­ ление автомобиля при движении накатом (в м/с3)

На основании последнего выражения получена формула (149) для определения уменьшения скорости во время переключения передач. Если начальная скорость автомобиля в момент начала переключения передач равна ун, то скорость в конце переключе­ ния vK — vn — Ai'n « vtt — 9,3ф/п. Средняя скорость автомобиля за время tn

va = 0,5 (vH-f vK) = vu- 4,65ф*п.

Таким образом путь (в м), пройденный автомобилем за время переключения передач:

= (г>н 4,65ф{п) ta.

Полученное выражение представляет собой приведенную выше формулу (151) в развернутом виде.

Простота экспериментального исследования движения нака­ том способствовала широкому использованию этого режима для определения коэффициента сопротивления дороги ф и фактора обтекаемости WB.

Для определения коэффициента ф накат ведут со скорости 3—4 м/с до остановки автомобиля. Сопротивлением воздуха и трением в трансмиссии при таких скоростях можно пренебречь, а замедление автомобиля определять по формуле (154).

При движении до остановки приращение скорости численно равно начальной скорости va. Определив по осциллограмме выбега скорость vB и время t выбега, из выражения (154) определяют коэффициент ф:

<155>

143

Если участок дороги не горизонтален, можно определить величину уклона. Для этого производят заезды в двух взаимно противоположных направлениях с одинаковой начальной скоро­ стью, причем:

для выбега автомобиля на подъеме ^ = / -f для выбега автомобиля на спуске ф2 = / — L

Из последних уравнений определим величины / и U

/ = 0,5 (ipi-f %); «= 0,5 (тр! — я|-2).

При отсутствии осциллографа и других самопишущих приборов время выбега автомобиля определяют при помощи секундомера, а скорость — по протарированному спидометру.

Для определения фактора обтекаемости выбег начинают со скорости 20—25 м/с и более. Если принять сделанные выше до­

Наметив на осциллограмме выбега небольшой интервал вре­ мени в области высоких скоростей, по формулам, приведенным выше, определяют приращение скорости, замедление автомобиля и его среднюю скорость в этом интервале. Затем из последней формулы определяют величину И7В.

§ 6. ОБГОН АВТОМОБИЛЯ

При движении автомобиля в транспортном потоке весьма часто происходит обгон попутных автомобилей. Этот маневр связан с выездом на соседнюю полосу и большой скоростью движения. Для обгона необходимо мпого свободного пространства и времени, и поэтому малейшая неосмотрительность при обгоне может при­ вести к весьма тяжелым последствиям.

Обгон состоит из трех фаз:

отклонения автомобиля в левую сторону и выезда на сосед­ нюю полосу движения позади обгоняемого автомобиля;

движения по левой полосе рядом с обгоняемым автомобилем и впереди него;

возвращения на свою полосу впереди обгоняемого автомобиля. В зависимости от интенсивности движения обгон можно произ­ водить с постоянной или с увеличивающейся (скоростью. Обгон с постоянной скоростью характерен для свободного, не стеснен­ ного движения автомобилей в загородных условиях. В этих усло­ виях впереди обгоняющего автомобиля достаточно пространства для предварительного разгона до скорости v2, большей скорости

обгоняемого автомобиля.

Время jf06 и расстояние s0q, необходимые для безопасного обгона, можно определить следующим образом.

144

При движении по левой полосе дороги встречного автомобиля

(рис. 61)

Рис. 61. Схема обгона:

1 —обгоняемый автомобиль; 2 — обгоняющий автомобиль; з —встречный автомобиль

Если встречного автомобиля нет, то

Путь (в м), который проходит обгоняемый автомобиль:

s 3 — ^т^об — иi.%1 ^об- (159)

Из последних двух равенств получим

Величины интервалов безопасности зависят от скоростей автомобилей, возрастая с их увеличением. Величину первого интервала можно определить по эмпирической формуле

обгоняющего автомобиля па свою полосу расстояние между авто­ мобилями быстро увеличивается.

Для упрощения расчетов можно приближенно принять, что численные значения s2 « s2 -j- % = 0,5v„. Тогда путь (в м) и время движения (в с), необходимые обгоняющему автомобилю для обгона с постояпной скоростью:

145

Результаты расчетов по формуле (162) изображены на рис. 62

ввиде графика, на котором показано изменение пути обгона so6

взависимости от скорости и2 обгоняющего автомобиля (сплошными линиями, когда нет встречного автомобиля, а штриховыми — когда он есть). Цифры у кривых указывают величину скорости Kj обгоняемого автомобиля. Скорость v3 встречного автомобиля принята равной скорости i\.

На приведенном графике видно, что при сближении скоростей обгоняющего и обгоняемого автомобилей путь обгона резко уве­ личивается. Так, например, если при скорости обгоняемого авто­ мобиля i\ = 8 м/с обгоняющий автомо&иль движется со скоро­

стью v2 — 15 м/с, то путь обгона so6 = 140 м (точка А). Если же скорость гл, = 8 м/с, то путь обгона увеличивается до 320 м (точка В).

Чем больше скорость обгоняе­ мого автомобиля иг, тем больше путь обгона soC. Так, например, если обгоняющий автомобиль дви­ жется со скоростью 20 м/с и

езжей частью шириной более 7 м и интенсивностью движения в обоих направлениях около 40—50 автоАгобнлей в час. Более слож­ ны и опасны обгоны при большой интенсивности движения. В этом случае быстроходный автомобиль, догнав идущий впереди авто­ мобиль, уменьшает скорость п некоторое время движется позади него с той же скоростью иг. Когда перед обгоняемым автомобилем образуется достаточный свободный интервал, водитель обгоняю­ щего автомобиля начинает обгон, сочетая его с разгоном. Если считать, что обгоняющий автомобиль во время обгона разгоняется с максимальной интенсивностью, то минимально необходимые вели­ чины пути и времени обгона можно определить при помощи гра­ фика, показанного на рис. 63, а.

Для построения графика в координатах t0б—soC наносят кривую ОО интенсивности разгона обгоняющего автомобиля, полученную на основании экспериментальных или расчетных данных для

146