Performantele autovehiculului

1 Ecuatia generala de miscare

Se determina tinandu-se seama de o parte de fortele de propulsie si de fortele de rezistenta care se opun deplasarii rectilinii a autovehiculului pe un drum cu inclinare longitudinal si in regim de demarare

Se porneste de la ecuatia de tractiune

F_R = R_P +R_a + R_r +R_d

F_R =

Notam = R_P +R_a + R_r

Ecuatia generala de miscare are forma :

In cazul autovehiculelor cu transmisie mecanica . forta la roata variaza in functie de momentul motor potrivit relatiei :

F_R =

i_t -raportul de transitere total in treapta de viteza aleasa

i_t =

F_R =

i - momentul de inertia mecanic al pieselor motorului in miscare de rotatie

a)    Deplasarea pe panta maxima

;    R_a se micsoreaza rezulta F_R =

b) Demarajul in treapta I cu acceleratie maxima corespunzatoare pornirii de pe loc pe calea orizontala

; ; ; R_a se neglijeaza

F_Rmax =

c) Deplasarea cu viteza maxima V = V_max ; ; pe cale orizontala ; ; R_p = 0

2Determinarea factorului dinamic si a caracteristicii dinamice

F_R - R₀ = G₀ reprezinta forta de tractiune disponibila excedentara si se utilizeaza la invingerea rezistentelor drumului si rezistentei la demarare .

Pentru compararea performantelor dinamice ale unor autovehicule de greutate si sarcini diferite se foloseste un parametru adimensional ce se numeste factor dinamic care reprezinta raportul dintre forta de tractiune excedentara F_ex si greutatea totala a autovehiculului G_a .

D =

Daca autovehicolul se deplaseaza cu viteze constante factorul D va fi egal cu coeficientul rezistentei totale a drumului adica :

D =

Notam D pentru priza directa

D =

D_k = D_ik +

Folosind curbele de variatie ale factorului dinamic toate treptele din cutia de viteza se obtine caracteristica dinamica a autovehiculului

Limitarea de catre aderenta a factorului dinamic

Rularea autovehiculului este posibila daca:

a R_i F_R j Z _rm, unde :

a R_i - suma tuturor rezistentelor la puntea motoare

F_R - forta motoare la roata

j - coeficient de aderenta

Valoarea maxima a fortei la roata este limitata de alunecarea rotilor pe suprafata drumului si atunci limita ei superioara este.

F_{R max} jZ _m

Factorul dinamic limita va fi:

Dj

Avand in vedere ca patinarea apare atunci viteza este prea mica , putem sa neglijam termenul kxAxV² , factorul dinamic devine : R_a

Imbunatatirea performantelor autovehiculelor se obtine prin cresterea factorului dinamic ce se poate realiza in marimea raportului de transmitere principala prin reducerea greutatii proprii prin construirea unor caroserii mai aerodinamice .

Determinarea parametrilor capacitatii de demarare ai autovehiculului

3.1Determinarea acceleratiilor

Pentru determinarea acceleratiilor se considera automobilul in miscare rectilinie pe o vale orizontala in stare buna, cu un coeficient mediu al rezistentei la rulare, f.

Deci, puterea excedentara P_ex va fi utilizata in acest caz numai pentru accelerare.

y = f cosa + sin a

a T y = f = 0.022

D = y + T a= , ( D - y , unde:

d_k- coeficient de influenta a maselor aflate in miscare de rotatie

a = (D - y    ; D =

Utilizand graficul factorului dinamic functie de vitezele de deplasare, se pot studia o serie de performante:

a)    viteza maxima

Trasand o dreapta paralela cu abscisa la ordonata D = y, intersectia ai cu curba factorului dinamic da pe abscisa vitzeza maxima.

b)   pana maxima

Panta maxima pe care o poate urca automobilul cu o viteza data la o anumita treapta a cutiei de viteze se determina astfel :

D = f cos a + sin a f + h [%]

h = D- f [%]

h - inaltimea pantei in procente

c)    rezistenta totala maxima

Trasand o dreapta paralela cu ordonata, intersectia ei cu factorul dinamic da pe ordonata rezistenta maxima pe care o invinge la o viteza oarecare.

a_k = (D _k y

d _k s i²_cvk

s

Adopt s

3.2 Determinarea timpului de demarare

Timpul de demarare reprezinta timpul necesar de crestere a vitezei autovehiculului intre viteza minima in treapta I a cutiei de viteze si viteza maxima in ultima treapta. ( V_n =0,9 V_max ) cu conditia ca motorul sa functioneze pe caracteristica exterioara si ca schimbarea treptei sa se faca instantaneu. Integrand ecuatia acceleratiei se obtine:

a =

D

a -scara inversa acceleratiei

b-scara inversa a vitezei

D =

V_m = 0,9 xV_max = 0,9 = 37,5

T_d =

In practica se traseaza graficul inverselor acceleratiei se imparte in trapeze mici si se calculaeza timpul de demararre dupac are se traseaza timpii de demarare functie d viteza intr-un alt grafic .

3.3 Determinarea spatiului de demarare

Spatiul de demarare parcurs in timpul de demarare

Ds = Vdt =

Se realizeaza integrarea grafica

DA = VDtxbk

b, k -scarile vitezei si ai timpului de demarare

Determinarea parametrilor capacitatii de franare aui autovehiculului

Determinarea acceleratiilor

Dupa directia de miscare

F_i - (x₁ +x₂ ) - G_a sin -R_a = 0

af =

Deceleratia este maxima atunci cand F_R este maxim

F_fRmax = G₀ (

A_fmax =

4.2 Determinarea spatiului de franare

Franarea este procesul prin care se reduce partial sau total viteza automobilului. Ea se realizeaza prin generarea in mecanismele de franare a unei forte de franare la roti, indreptata dupa directia vitezei autovehiculului, dar de sens opus ei.

S_ft= S_fmxS_fs

S_fm = -

Daca franarea se face pe un teren oriyontal p= 0 si motorul este decuplat avem

Determinarea timpului de franare

Timpul de franare minim se determina pornind de la relatia :

Daca franarea se face pana la oprire

V_f = pe un drum orizontal cu deplasarea max f , p = 0 ; t_fmin =

Repartizarea fortelor de franare pe puntile autovehiculului

Relatiile obtinute pentru spatiul si timpul de franare se refera la un autovehicul la care exista o repartitie ideala a fortei de franare respectiv deceleratia relativa a_frel realizata pe fiecare punte are aceiasi marime. In realitate, acest lucru se intampla numai in anumite conditii care depind de repartitia fortei de franare e puni, de marimea coeficientului de aderenta de constructia franelor, de starea pneurilor si de gradul de incarcare al autovehiculului

Repartizarea fortelor de franare pe puntile autovehiculului areo importanta deosebita, intrucat prin ea se determina capacitatea de franare si comportarea in timpul franarii pe diferite tipuri de drumuri.

Deca la franare se impune realizarea unei deceleratii relative d _f , relatiile de mai sus devin :

Z₁ = G₁ + Ga h_g /L d _f iar F_f1= d _f Z₁

Z₂ = G₂ - Ga h_g /L d _f F_f2= d _f Z₂

Repartizarea ideala a fortelor de franare pe puntile autovehiculului se obtine atunci cand raportul dintre forta de franare si sarcina pe punte este aceeasi indiferent de acceleratie sau coeficient de aderenta si est data de relatia:

F_f1/ F_f2= Z₁/ Z₂ = l

pentru puntea fata: l = F_f1/Z₁ = F_f1/ G₁ + Ga h_g /L d _f

pentru puntea spate: l = F_f2/Z₂ = F_f2/G₂ - Ga h_g /L d _f   

Daca l <l , atunci rotile puntii spate se blocheaza inaintea rotilor puntii fata.

Daca l l , atunci rotile puntii spate si puntii fata se blocheaza simultan.

Daca l >l , atunci rotile puntii fata se blocheaza inaintea rotilor puntii spate.

Tab 2

a =

tab 4

Tab 1

Tab. 5

Sf = tf =

Tab 3

af m =

F_f1 =

F_f2 =