Рис7.1 Динамическая характеристика машины с пятискоростной КП

С помощью динамической характеристики машины могут быть определены следующие ее показатели:

- максимальная скорость при установившемся движении в наиболее типичных для нее дорожных условиях; 

- максимальное значение D на прямой передаче ( IV, преодолеваемое сопротивление дороги ψ/) и соответствующее ему значение скорости V ₄ ^max;

- максимальное D на низшей передаче (на графике DmaxI и соответствующее ему значение скорости V₁ );

- скорость при заданном сопротивлении ψ (на графике V₂ ), движение с меньшей скоростью возможно, но при частичной подаче топлива двигателем и работе на частичной характеристике, на II и I передачах;

- величину наибольшего ускорения машины при разгоне и его зависимость от включенной передачи и скорости движения машины. Ординаты, расположенные между кривыми D и прямыми, соответствующими заданным сопротивлениям ψ пропорциональны максимально возможным ускорениям. Например, на дороге с сопротивлением ψ  разгон на II передаче возможен, на III нет, на I идет наиболее быстро.

Если обе части уравнения тягового баланса умножить на скорость машины, то оно преобразуется в уравнение баланса мощности, подводимой к ведущим колесам машины :

                   N_к=N_св∙ђо = N_f± N_h + N_кр ± N_j+N_w ,

где N_к – мощность на ведущих колесах машины;

N_св – свободная мощность машины;

N_f  - мощность, затрачиваемая на самопередвижение машины;

N_h - мощность, затрачиваемая на преодоление подъемов ( спусков);

N_кр - мощность, затрачиваемая на буксирование прицепа;

N_j    - мощность, затрачиваемая на изменение скорости машины;

N_w - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивление воздуха;

ђ_о - общий КПД машины, зависит от скорости для ГМ.

Зависимость этих мощностей от скорости позволяет построить диаграмму баланса мощности машины, рис. 7.2.

Рис.7.2. Диаграмма баланса мощности быстроходной гусеничной машины

Разгон машины

Поскольку при разгоне одиночной машины D = ψ + вр , ускорение

= g∙  . Из выражения следует, что ускорение зависит от двух величин: разности , .т.е. от запаса динамического фактора после преодоления сопротивления поверхности пути и от сопротивления разгону вращающихся масс машины (коэффициент  ). Чем ниже передача, тем больше разность  , но и при этом увеличивается , причем одно из его слагаемых - пропорционально квадрату передаточного числа трансмиссии. Поэтому разгон не всегда будет наиболее интенсивным на первой передаче. В некоторых случаях ускорение на первой передаче может оказаться ниже, чем на второй из-за резкого возрастания  . Такое часто случается при разгоне БГМ, отличающихся высоким сопротивлением разгону вращающихся масс. В этом случае может оказаться, что разгоняться  следует со второй передачи. На основании выполненных расчетов строят кривые максимальных ускорений машины в функции от скорости движения на разных передачах. Примерный график приведен ниже на рис.7.3.

Рис. 7.3 График ускорений машины на II–IVпередачах

Общий характер кривых J(V) аналогичен кривым D(V), но в связи с увеличением влияния коэффициента  кривые ускорений с уменьшением передачи располагаются ближе друг к другу.

Продолжительность разгона может быть представлена в виде интеграла элементарных отрезков dt, в течении каждого из которых скорость получает бесконечно малое приращение dv: j =  ; dt= , откуда

t_разг =  = . Аналогично путь разгона S является суммой элементарных отрезков ds = v∙dt,откуда

S_разг= = .

Для решения этих интегралов пользуются приближенным методом, предложенным проф. Н.А. Яковлевым.

График ускорений разбивают на ряд отрезков, которым на оси абсцисс соответствует определенный интервал скоростей V, в пределах каждого из которых машина разгоняется с постоянным ускорением j_ср = 0,5 (j₁+j₂ ),где 

j₁ и j₂ - ускорения в конечных точках интервала,  соответствующих v₁и v₂ на каждом i–м интервале.

При построении зависимости следует принять, что ускорение автомобиля в процессе начала движения и буксования сцепления нарастает по линейному закону от j=0 до j=j _min. Это допущение позволяет аналитически определить время разгона автомобиля t₀ до скорости V_min по выражению:

t₀= , где среднее ускорение  = 0,5j _min .

Общее время разгона машины на k передачах складывается из времени t ₀, затрачиваемого на разгон машины до минимальной скорости на первой передаче, времени  разгона на всех передачах и времени, затрачиваемого на переключение передач , и  подсчитывается по формуле:

t _разг = t ₀ + ,

где = - продолжительность разгона на всех передачах, j _{ср i} – среднее значение ускорения на i –том интервале,  определяемое полу -суммой значений ускорений в начале и конце интервала i ; D V_i – величина i –го интервала скоростей. Интервалы скоростей рекомендуется брать равными в диапазоне пониженных передач 1…5 км/ч, в области повышенных передач – 5…10 км/ч.

Общее время переключения передач подсчитывается по формуле

t_ni= (k-1) ×t_пер ,

где t _пер - время переключения передачи, принимаемое для БГМ равным 0,8 – 1 с, для БГМ с прогрессивными КП – 0,2-0,5 с.

  Общий путь разгона машины на k передачах складывается из пути S ₀, пройденного машиной за время разгона до минимальной скорости на первой передаче V_min , пути , пройденного машиной за время разгона на всех передачах и пути S _п, пройденного за время переключения передач:

S = S ₀ + + S _п .

   При определении пути S₀  можно принять, что скорость машины в процессе буксование сцепления и начала движения  нарастает по линейному закону от V=0 до V_min . Тогда

S ₀ = , где V в км/ч , = ; S _п = , где V_п – скорость в момент переключения передач в км/ч, t_пер - время переключения передачи.

Для того, чтобы полученные результаты характеризовали динамичность машины при разгоне с максимальной интенсивностью в расчет вводят те участки кривых, где ускорение имеет при данной скорости движения наибольшее значение, т.е. участки ab , bc , de на рис. 7.3