Capitolul 06-corectat

6STUDIUL ŞI DETERMINAREA PERFORMANŢELOR DINAMICE

DE TRECERE ŞI DEMARARE ALE AUTOVEHICULELOR

Performanţele reprezintă posibilităţile maxime ale autovehiculului în privinţa vitezei, demarajului şi capacităţii de frânare, precum şi indicii de apreciere a acestora. Determinarea performanţelor autovehiculelor este necesară pentru stabilirea şi cercetarea calităţilor dinamice, în cazul autovehiculelor nou proiectate, sau pentru studierea comportării lor în exploatare. Studiul performanţelor autovehiculelor se face cu ajutorul bilanţului de tracţiune, bilanţului de putere şi ecuaţiei generale de mişcare, pe baza căreia se obţin parametrii şi indicii caracteristici deplasării cu regim tranzitoriu de accelerare sau de frânare.

6.1. Performanţele dinamice

Performanţele dinamice cuprind acele performanţe ce caracterizează capacitatea de autopropulsare a autovehiculului.

Studiul acestor performanţe se face utilizând: caracteristica de tracţiune (sau caracteristica forţei la roată) caracteristica puterilor; caracteristica dinamică.

6.1.1. Caracteristica de tracţiune

Caracteristica de tracţiune sau caracteristica forţei la roată reprezintă curbele de variaţie ale forţei la roată în funcţie de viteza de deplasare a autovehiculului

pentru fiecare treaptă a cutiei de viteze utilizată.

Construirea caracteristicii forţei la roată se face pe baza caracteristicii exterioare a motorului pornind de la curba puterii sau momentului utilizând relaţiile:

(6.1)

sau

(6.2)unde: M este momentul motor;

DINAMICA AUTOVEHICULELOR – Indrumar de proiectare

este raportul de transmitere al transmisiei, când este cuplată treapta k

de viteză cu raportul ;

este randamentul transmisiei;

raza dinamică a roţii.Viteza de deplasare a autovehiculului se calculează cu relaţia:

(6.3)

unde n este turaţia motorului corespunzătoare coordonatelor P sau M din caracteristica exterioară a motorului.

Forma caracteristicii forţei la roată este prezentată în figura 6.1.

Fig.6.1.Caracteristica forţei la roată

Pentru studiul performanţelor automobilului la deplasarea pe un anumit drum, caracterizat de o înclinare longitudinală şi un coeficient de rezistenţă la rulare f caracteristica se completează şi cu bilanţul de tracţiune dat de relaţia:

(6.4)Pentru o treaptă a cutiei de viteze reprezentarea grafică a relaţiei (6.4) este

prezentată în figura 6.2. Variaţia parabolică a forţei la roată este determinată de caracterul variaţiei momentului motorului în funcţie de turaţie. Pentru această reprezentare coeficientul rezistenţei este considerat constant (pentru viteze uzuale de deplasare) şi de aceea rezistenţa la rulare este reprezentată printr-o dreaptă orizontală, paralelă cu axa absciselor. Rezistenţa la urcarea pantelor nu depinde de viteză, deci se reprezintă tot printr-o dreaptă paralelă cu axa absciselor. Rezistenţa aerului se reprezintă printr-o curbă de gradul doi.

87

Studiul şi determinarea performanţelor autovehiculelor

La o viteză v oarecare segmentele marcate pe diagrama din figura 6.2. sunt proporţionale cu următoarele forţe:

- rezistenţa la rulare;

- rezistenţa la pantă ( rezistenţa totală a drumului cu

resitenţa specifică )

- rezistenţa aerului;

- forţa la roată.

Fig.6.2.Caracteristica forţei la roată pentru o treaptă a cutiei de viteze

Deoarece forţa la roată echilibrează totdeauna suma forţelor de rezistenţă inseamnă că:

- rezistenţa la demarare.

Punctul f unde caracterizează regimul la care autovehiculul trece de la o mişcare accelerată la una uniformă, a cărei acceleraţie este egală cu zero. Rezultă că abscisa punctului f determină viteza maximă pe cale cu rezistenţă specifică .

Pentru rezolvarea problemelor legate de dinamicitatea automobilului se propune reprezentarea bilanţului de tracţiune dat de relaţia (6.4) sub forma:

(6.5)sau

(6.6)

deci în partea stângă se află numai termenii care nu depind de greutatea automobilului.

88


Partea din stânga a acestei relaţii reprezintă forţa disponibilă sau excedentară care poate fi folosită la învingerea rezistenţei drumului şi la accelerarea

autovehiculului.Reprezentarea grafică a relatiei (6.6) este cuprinsă în figura 6.3. Pe diagrama

din figura 6.3 se trasează întâi curba si apoi de la această curbă în jos

se trasează segmentele corespunzătoare cu la viteza v. Prin extremităţile

punctelor se trasează o curbă care reprezintă dependenţa dintre forţa

excedentară şi viteza autovehiculului. Din diagramă rezultă cu uşurinţă

segmentul proporţional cu forţa care poate fi utilizată la accelerarea autovehiculului. Abscisa punctului f determină viteza maximă.

Fig.6.3.Caracteristica forţei la roată. Determinare forţei excedentare.

6.1.2. Caracteristica puterilor

Caracteristica puterilor este reprezentarea grafică a bilanţului de putere funcţie de viteza autovehiculului pentru toate treptele cutiei de viteze.

Bilanţul de putere al autovehiculului reprezintă echilibrul dinamic dintre puterea la roată şi suma puterilor necesare învingerii rezistenţelor la înaintare dat de relaţia:

(6.7)unde:

P este puterea motorului (pe caracteristica exterioară sau caracteristica parţială pe care urmează a se face studiul);

este randamentul transmisiei.

89


Reprezentarea grafică a relaţiei (6.7) ţinând cont de expresiile analitice ale puterilor funcţie de viteza pentru o treaptă a cutiei de viteze este prezentată în figura 6.4.

Din reprezentarea grafică rezultă că la o viteză v oarecare, segmentele marcate sunt proporţionale la scara coordonatelor cu următoarele puteri:

;

;

;

;

;

Fig.6.4.Caracteristica puterii la roată.

Abscisa punctului g, unde determină viteza maximă la deplasarea pe o cale cu rezistenţă specifică.

Deoarece studiul performanţelor autovehiculului se face pe o cale orizontală în stare bună se propune pentru caracteristica puterilor forma din figura 6.5., unde cu

s-a notat puterea consumată pentru învingerea rezistenţei la rulare pe cale

orizontală bună considerată cu un coeficient al rezistenţei la rulare Deci:

(6.8)

În acest caz segmentele marcate sunt proporţionale după cum urmează:

90


;

;

;

Fig.6.5.Caracteristica puterii la roată.

unde este o putere numită excedentară faţă de deplasarea cu viteză constantă pe calea dată (sau disponibilă). Această putere este utilizată de automobil în următoarele scopuri:

sporirea maximă a vitezei; învingerea rezistenţelor maxime ale căii re rulare; sporirea vitezei şi învingerea rezistenţelor căii.Forma caracteristicii puterilor este prezentată în figura 6.6.

91


Fig.6.6. Caracteristica puterilor la roată.

6.1.3. Caracteristica dinamică.

Prezenţa greutăţii ca factor dimensional, caracteristic al automobilului din membrul drept al relaţiei (6.5) sau (6.6) face ca performanţele obţinute prin studiul diagramei 6.3 să nu fie concludente ca termeni de comparare, deoarece la valori egale ale forţei excedentare calităţile dinamice ale automobilului să nu fie egale.

De aceea, aprecierea calităţilor de autopropulsare se face cu ajutorul factorului dinamic D, care reprezintă o forţă excedentară specifică, deci un parametru adimensional dat de raportul dintre forţa de tracţiune excedentară şi greutatea autovehiculului, respectiv:

(6.9)

de unde rezultă:

(6.10)

unde: este rezistenţa specifică de rulare;

este rezistenţa specifică la urcarea pantei;

este rezistenţa specifică la demarare.

Expresia factorului dinamic mai poate fi scrisă si sub forma:

(6.11)

Cunoscând valoarea factorului dinamic în priza directă D, se poate determina valoare lui pentru oricare altă treaptă a cutiei de viteze .

Dacă în priza directă , factorul dinamic este:

(6.12)

atunci la o treaptă de viteze oarecare, cu raport de transmitere , pentu aceeaşi

turaţie a motorului forţa la roată se multiplică de ori şi viteza

autovehiculului se micşorează de ori şi atunci factorul dinamic la treapta

respectivă este:

92


(6.13)

Eliminând din ambele ecuaţii (6.12) şi (6.13), se obţine:

(6.14)

Reprezentarea grafică a factorului dinamic funcţie de viteză pentru treptele cutiei de vitezei se numeşte caracteristica dinamică. Forma caracteristicii dinamice este prezentată în figura 6.7.

Fig.6.7. Caracteristica inamică a autovehiculului

Aderenţa maximă a autovehiculului poate fi, de asemenea determinată cu ajutorul caracteristicii dinamice, după cum urmează. Condiţia posibilităţii deplasării autovehiculului este dată de dubla inegalitate:

(6.15)unde: R este suma toturor rezistenţelor la înaintare;

este reacţiunea normală la puntea motoare;

este coeficientul de aderenţă.Valoarea maximă a forţei la roată este limitată de alunecarea roţilor pe

suprafaţa drumului şi atunci limita superioară a acestei forţe este:

(6.16)

Introducând această valoare în expresia factorului dinamic (6.9) se obţine factorul dinamic limitat de aderenţă :

93


(6.17)

Dând diferite valori coeficientului de aderenţă , se pot calcula şi trasa pe caracteristica dinamică a autovehiculului curbele în funcţie de viteză aşa cum se arată în figura 6.8.

Completând caracteristica dinamică din figura 6.8 cu curbele factorului dinamic limitat de aderenţă se obţine diagrama limitelor de utilizare a autovehiculului. Pentru fiecare traptă de viteză, valorile factorului dinamic D situate deasupra curbei

nu pot fi utilizate, deoarece apare patinarea roţilor motare. Având în vedere că patinarea apare când viteza de deplasare este mică şi deci rezistenţa aerului redusă, ultimul termen de la numărătorul relaţiei (6.17) poate fi neglijat şi atunci:

(6.18)

Fig.6.8. Diagrama limitelor de utilizare a autovehiculului.

Pe baza acestei relaţii se poate ajunge la concluzia că aderenţa cea mai bună o au autovehiculele cu toate punţile motoare la care, pentru aceleaşi valori ale coeficientului , curbele sunt situate mai sus pe diagrama limitelor de utilizare, ceea ce înseamnă că aceste autovehicule pot valorifica mai complet calităţile lor dinamice.

Parametrii principali ai calităţilor dinamice de tracţiune sunt: raportul dintre puterea maximă şi greutatea autovehiculului, factorul dinamic maxim la prima treaptă de viteză şi priza directă, precum şi viteza maximă pe drum orizontal de calitate bună cu încărcătura nominală. Valorile medii ale acestor parametri pentru autovehicule sunt date în tabelul 6.1.

94


Tabelul 6.1. Valorile medii ale parametrilor calităţilor dinamice de tracţiune

Tipul autovehiculului

Parametri

[km/h]Tr. I Priza directă

Autoturisme-capacitate mică-capacitate medie şi mare

1,85-3,03,7-9,2

0,25-0,300,35-0,40

0,08-0,100,15-0,18

90-120130-180

Autobuze-urbane-interurbane

1,0-1,30,95-1,12

0,30-0,350,28-0,32

0,05-0,070,05-0,06

75-85100-130

Autocamioane-tonaj mic-tonaj mediu şi mare

2,6-4,00,74-2,2

0,35-0,450,32-0,40

0,07-0,100,05-0,06

90-10070-80

Autotrenuri 0,44-0,74 0,20-0,25 0,035-0,045 70-80

Factorul dinamic şi caracteristica dinamică se utilizează la rezolvarea problemelor referitoare la stabilirea performanţelor autovehiculului (figura 6.9).

Figura 6.9. Caracteristica dinamică complexă

În cadranul I cu coordonatele este reprezentată caracteristica dinamică.

95


În cadranul II cu coordonatele sunt reprezentate mai multe drepte echidistante, rezultate din relaţia (6.11) scrisă sub forma:

(6.18)

unde: , reprezintă termenul .

Unde :

La o valoare D a factorului dinamic, o valoare i a acceleraţiei este posibilă pe o cale cu rezistenţa specifică maximă determinată ca abscisa a a punctului de intersecţie dintre paralela la abscisă dusă prin ordonata D şi curba ai.

In cadranul III este rezolvată ecuaţia trigonometrică :(6.19)

cu soluţia :

(6.20)

Corespunzător valorii a rezistenţei specifice, se obţine valoarea unghiului în grade ca ordonată a punctului de intersecţie dintre paralela la ordonată prin abscisa cu curba .

In cadranul IV este determinată înălţimea pantei în procente funcţie de mărimea unghiului în grade:

(6.21)Corespunzător valorii în grade se obţine prin abscisa punctului de intersecţie

dintre paralela la ordonată prin şi curba .Determinarea performanţelor dinamice ale automobilului utilizând diagrama

din figura 6.9. se face dupa cum urmează:•determinarea acceleraţiilor şi a acceleraţiei maxime la deplasarea pe o cale

cu înclinare longitudinală dată :1. corespunzător valorii h a pantei se determină în cadranul IV punctul 1.2. paralela prin 1 la axa absciselor determină în cadranul III punctul 2.3. din punctul 2 se duce în cadranul II o paralela la ordonata OD care

intersectează dreptele Oa0, Oa1, Oa2,… în câte un punct. 4. punctul 3 este determinat astfel încât corespunde deplasării cu viteză

maxima constantă, deci paralela prin 3 la axa OV va determina în cadranul I punctul 5 a cărui abscisă este viteza maximă pe cale.

5. punctul 4 se obţine prin intersecţia dreptei 2-3 cu paralela la OV prin punctul Dmax.

6. corespunzător punctului 4 se obţine acceleraţia maximă posibilă pe calea cu înclinare h. Ea are mărimea :

(6.21)

Deci automobilul se poate deplasa pe calea cu supraînălţarea h cu

acceleraţii între limitele : .

96


6.1.4. Influenţa valorilor raportelor de transmitere asupra performanţelor dinamice ale autoturismelor.

In cadrul capitolul 5 au fost prezentate modalităţile prin care se determină valoarea maximă a raportului de transmitere.

Amintim că această dimensionare se poate realiza din condiţia echilibrării rezistenţelor la înaintare la deplasarea cu viteza maximă şi din condiţia plecării de pe loc la limita de aderenţă.

In cazul autoturismelor, care în general au mase mici, şi pentru care performanţele dinamice sunt un criteriu importanant în ceea ce priveşte succesul pe piaţă, soluţia dimensionării rapoartelor de transmitere din condiţia plecării de pe loc la limita de aderenţa se dovedeşte a fi cea mai judicioasă alegere.

In figurile următoare sunt prezentate diagramele factorului dinamic pentru un autoturism în situaţia în care:

dimensionarea raportului de transmitere se face din condiţia deplasării pe un drum greu (=17°, f=0,025). Pentru completare sunt trasate şi diagramele factorului dinamic limitat de aderenţa pentru două valori ale coeficientului de aderenţa: =0,8, respectiv =0,7, (fig.6.10).

Figura 6.10. Factorul dinamic. Condiţia deplasării pe un drum greu.

dimensionarea se face din condiţia plecării de pe loc la limita de aderenţă. Soluţia de organizare a autoturismului este 4x2 cu puntea motoare dispusă în faţă. Pentru completare sunt trasate şi diagramele factorului dinamic limitate de aderenţa pentru două valoari ale coeficientului de aderenţa =0,85 respectiv =0,8, (fig.6.11).

97

D1

D2

D=0,8

D=0,7


Figura 6.11. Factorul dinamic. Condiţia plecării de pe loc la limita de aderenţă.

Punte motoare fată.

dimensionarea se face din condiţia plecării de pe loc la limita de aderenţă. Soluţia de organizare a autoturismului este 4x2 cu puntea motoare dispusă în spate, (fig.6.11).

Figura 6.12. Factorul dinamic. Condiţia plecării de pe loc la limita de aderenţă.

98

D1

D2

D=0,85

D=0,8

D1

D2

D=0,85

D=0,8


Punte motoare spate.Pentru toate cele trei soluţii s-au păstrat aceleaşi date generale referitoare la

autoturism.

In deplasării in condiţii normale de drum soluţia “clasică” de organizare a transmisiei, caracteristică şi în prezent a autoturismelor cu performanţe dinamice deosebite, realizează pentru factorul dinamic cele mai bune valori. Urmează apoi soluţia “totul spate” şi, cu cele mai mici valori, cazul "totul faţa".

Pentru situaţia deplasării pe un drum greu, în cazul autoturismelor este putin relevant modul de organizare a tracţiunii deoarece forţa la roată necesară este inferioară celei realizate prin utilizarea aderenţei.

Figura 6.13. arată că automobilul a cărui transmisie a fost dimensionată din condiţia deplasării pe un drum greu nu va folosi în cazul demarajului pe o cale orizontală de bună calitate întreaga aderenţă oferită, rezultatul reflectându-se în performanţele dinamice ale autovehiculului.

Figura 6.13. Factorul dinamic. Neutilizarea performanţelor căii de rulare.

Zona haşurată din figură prezintă intervalul neacoperit între forţa la roata disponibilă şi forţa la roată capabilă de a fi preluată de către cale.

Adapterea forţei la roată se realizează, însă, pentru o cale cu performanţe mai scăzute.

In cazul autovehiculul a cărui transmisie a fost dimensionată din condiţia plecării de pe loc la limita de aderenţă se constată că pentru calea de rulare pentru care această dimensionare a fost efectuată (=0,8) autovehiculul utilizează din plin calităţile acesteia. S-ar putea spune chiar ca există a limitare a forţei la roată

99

D1

D2

D=0,8

D=0,7

Aderenţa maximă oferita de calea de rulare nu este exploatată de autoturismul al cărui it_max a fost dimensionat din condiţia deplasării pe un drum greu


maxime deoarece “oferta” din partea grupului motopropulsor depăşeste capacitatea căii de o a prelua.

Figura 6.14. Factorul dinamic. Adaptarea forţei la roate la condiţiile căii de rulare.

Curba capabilă a grupului motopropulsor depăseşte în zona momentului motor maxim curba capabilă a căii de rulare, fiind astfel posibilă şi utilizarea unor căi ale căror performanţe sunt superioare celei utilizate pentru dimensionarea rapoartelor de transmitere.

6.2. Performanţele de demarare.

Studiul demarării automobilului presupune determinarea acceleraţiei, a timpul şi spaţiului de demarare, precum şi a indicilor cu ajutorul cărora se poate aprecia capacitatea de sporire a vitezei.

6.2.1. Acceleraţia automobilului. Caracteristica acceleraţiei.

Acceleraţia automobilului caracterizează în general calitţile lui de demarare, deoarece, în condiţii egale cu cât acceleraţia este mai mare, cu atât creşte viteza medie de exploatare.

Pentru determinarea acceleraţiei, precum şi pentru studiul performanţelor de demarare se consideră autovehiculul în mişcare rectilinie, pe o cale orizontală, în stare bună, cu un coeficient mediu al reistenţei la rulare f.

In aceste condiţii, în expresia bilanţului de putere se scrie sub forma dată de relaţia 5.3, puterea excedentară ce va fi utilizată numai pentru accelerare.

Deci : (6.22)

100

D1

D2

D=0,85

D=0,8

Demarajul autovehiculului se va face după o caracteristică ce combină forţa la roată şi capatitatea de preluare a acesteia de către drum.


de unde se obţine pentru acceleraţia medie :

(6.23)

Având în vedere schimabarea coeficientului de influenţa al maselor aflate în mişcare de rotaţie relaţia (6.22) devine pentru acceleraţiile automobilului în treptele cutiei de viteze :

(6.24)

unde este coeficeintul de influenţă al maselor în mişcare de rotaţie când în transmisie este cuplată treapta k de viteza.

Dacă se reprezintă grafic relaţia (6.24) în funcţie de viteza autovehiculului se obţine un grafic ca cel din figura 6.15.

Figura 6.15. Caracteristica acceleraţiilor

O asemenea reprezentare poartă numele de caracteristica acceleraţiilor.

De asemenea pentru determinarea caracteristicii acceleraţiilor poate fi folosită caracteristica dinamică.

In acest caz se obţine :

(6.25)

6.2.2. Caracteristicile de demarare.

Caracteristicile de demarare sunt funcţiile care exprimă dependenţa timpului de demarare şi a spaţiului de demarare funcţie de viteza autovehiculului când motorul funcţionează pe caracteristica externă.

101


Caracteristicile de demarare se pot determina experimental sau teoretic. Pe cale teoretică, folosită în faza proiectării autovehiculului, există mai multe metode pentru calcul (metoda grafică, metoda numerică, metoda grafo-analitică),

In cele ce urmează se vor face referiri la metoda numerică prin metoda trapezelor.

6.2.2.1. Timp de demarare

Timpul de demarare reprezintă timpul necesar pentru ca autovehiculul să-şi sporească viteza de la valoarea minimă în prima treaptă ( ) până la valoarea

maximă în ultima treaptă ( )Pornind de a expresia acceleraţiei automobilului:

(6.26)

se poate scrie:

(6.27)

de unde se observă că timpul de demarare , necesar creşterii vitezei între şi

se obţine rezumă la integrarea relaţiei :

(6.28)

Pentru efectuarea integrării numerice prin metoda trapezelor, utilizând metoda

trapezelor, datorită existenţei în relaţia (6.28) a termenului se construieşte mai

întâi caracteristica inversului acceleraţiilor.

102


Figura 6.16. Caracteristica inversului acceleraţiilor

Se unesc curbele prin punctele în care are loc schimbarea treptelor de

viteză şi se obţine astfel o curbă continuă ce va fi folosită pentru integrarea numerică a relaţiei (6.28).

Figura 6.17. Caracteristica inversului acceleraţiilor

Abscisa se împarte în "n" intervale echidistante de valoare .

Figura 6.18. Calculul numeric al timpului de demarare.

103


Metoda trapezelor.

Fiecărei valori a vitezei , îi corespunde pe ordonata

valoarea respectivă , . Timpul de creştere al vitezei cu în intervalul

de viteze va fi :

Dacă într-un sistem de axe se iau în abscisă vitezele până la care se face demararea, iar în ordonată timpul necesar de demarare pentru fiecare viteză se

obţine o caracteristică , numită caracteristica timpului de demarare.

Figura 6.19. Caracteristica timpului de demarare

6.2.2.2. Spaţiul de demarare

Spaţiul de demarare reprezintă distanţă parcursă de autovehicul în timpul de demarare.

Pornind de la definiţia vitezei se deduce :

(6.29)

sau ţinând seama că :

(6.30)

104


Determinarea spaţiului de demarare se obţine prin integrarea uneia dintre relaţiile (6.29) sau (6.30).

In cazul utilizării relaţiei (6.29) pornind de la caracteristica timpului de demarare, aplicând metoda trapezelor se recomandă metodologia următoare :

Figura 6.20. Metoda trapezelor pentru determinarea spaţiului de demarare.

Se împarte ordonata în "n" intervalle echidistante de valori . Fiecărei

valori a timpului de demarare îi corespunde pe abscisa

valoarea respectivă .

Ca urmare spaţiul de demarare în intervalul va fi:

(6.31)

Pentru demararea în timpul se obţine:

(6.32)

unde: este pasul de integrare ;

valori ale vitezei corespunzătoare timpilor .Aceste valori pot fi citite din caracteristicile timpului de demarare sau din

tabloul în care au fost înscrise pentru trasarea caracteristicii timpului de demarare.Dacă întru-un sistem de axe se iau în abscisă vitezele de demarare şi în

ordonată distanţele parcurse de automobil până la atingerea acestor viteze se

obţine o caracteristică: numită caracteristica spaţiului de demarare.

105


Figura 6.21. Caracteristica spaţiului de demarare

6.2.3. Aprecierea capacităţii de demarare a autovehiculelor.

Timpul şi spaţiul de demarare luate singure nu reprezintă parametrii de apreciere ai capacităţii de demarare a autovehiculului. Pentru aprecierea autovehiculelor se impune corelarea celor două performanţe prin minimizarea timpului de parcurgere a unui spaţiu dat, sau spaţii de demarare în timpi daţi, respectiv prin valoarea vitezei medii de demarare.

Un astfel de criteriu pentru aprecierea autoturismelor îl reprezinta probele de demarare de mai jos, cunoscute sub denumirea de “reprize”:

1. demarare pe caracteristica externă până la 100 km/h2. demarare din repaus pe distanţele

a. ;b. .

3. demarare în treapta de viteză maximă de la viteza de 45 km/h;a. până la viteza de 100 km/hb. pe distanţele: ;

.

Aprecierea calităţilor de demarare se face pentru fazele 2 şi 3b unde sunt precizate distanţele prin timp, iar pentru fazele 1 şi 3a prin timp şi spaţiu.

106


În primul caz unde este precizat spaţiul, timpul dă informaţii asupra vitezei medii. Performanţele de demarare pe distanţele date sunt îmbunătăţite când se reduc timpii de parcurgere a distantelor.

În cel de-al doilea caz semnificativ este timpul în care se ating vitezele previzate, dar mai ales viteza medie obţinută de automobil.

Demararea în treapta de viteză maximă dominant folosită oferă prin parametrii demarării informaţii asupra rezervelor de putere ale autovehiculului, care condiţionează capacitatea de folosire a acestora. Vitezele medii mari presupun rezerve mari de putere în treapta vitezei maxime şi deci bune calităţi pentru depăşirea obstacolelor şi conducerea în deplină siguranţă.

Pentru determinarea parametrilor capacităţii de demarare se folosesc valorile numerice obţinute în cazulul timpului şi spaţiului de demarare.

Valorile ce indică performanţa pentru fiecare criteriu în parte se determină prin identificarea intervalului în care aceasta se încadrează şi determinarea valorii prin folosirea metodei de interpolare liniară.

(6.33)

Figura 6.22. Interpolare liniară.

6.3. Exemplu de calcul

Tema de proiect: Pentru un autoturism cu caroseria de tipul limizină la care se cunosc

caracteristicile să se determine performanţele dinamice.

6.3.1.Caracteristica factorului dinamic

107


Pornind de la relaţiile de definire ale factorului dinamic ca raport dintre forţa excedentară şi greutatea automobilului, în tabelul 6.2. sunt prezentate valorile factorului dinamic, cu ajutorul cărora s-a trasat caracteristica dinamică din figura 6.23..

Tabelul 6.2. Factorul dinamictreapta I treapta a II -a treapta a III-a treapta a IV-a

V1 [km/h] D1 [-] V2 [km/h] D1 [-] V3 [km/h] D1 [-] V4 [km/h] D1 [-]7.24 0.301 10.89 0.200 16.40 0.132 24.60 0.08710.85 0.325 16.33 0.216 24.60 0.142 36.91 0.09314.47 0.345 21.77 0.229 32.80 0.150 49.21 0.09718.09 0.361 27.22 0.238 41.01 0.156 61.51 0.09921.71 0.372 32.66 0.246 49.21 0.160 73.81 0.09925.33 0.379 38.10 0.250 57.41 0.161 86.11 0.09828.95 0.382 43.55 0.251 65.61 0.161 98.41 0.09429.85 0.382 44.91 0.251 67.66 0.161 101.49 0.09330.75 0.381 46.27 0.251 69.71 0.160 104.57 0.09231.21 0.381 46.95 0.251 70.74 0.160 106.10 0.09134.37 0.378 51.71 0.248 77.91 0.156 116.87 0.08637.99 0.370 57.15 0.242 86.11 0.150 129.17 0.07841.61 0.358 62.60 0.233 94.31 0.142 141.47 0.06845.23 0.341 68.04 0.221 102.52 0.132 153.77 0.05748.85 0.321 73.48 0.206 110.72 0.120 166.07 0.04449.75 0.315 74.85 0.202 112.77 0.117 169.15 0.04052.46 0.300 78.93 0.188 118.92 0.106 178.38 0.02854.27 0.282 81.65 0.178 123.02 0.098 184.53 0.020

Figura 6.23. Caracteristica dinamica

6.3.2. Limitarea de către aderenţă a factorului dinamic.

108


Dând diferite valori coeficientului de aderenţă se pot trasa curbele factorului dinamic limitat de aderenţă (figura 6.24).

Figura 6.24. Limitarea de către aderenţă a factorului dinamic.

6.3.3.Determinarea parametrilor capacităţii de demarare ai autovehiculului.

6.3.3.1. Determinarea acceleraţiilor.

Diagrama acceleraţiilor funcţie de viteză este prezentată în figura 6.25.

Mărimi utlizate pentru reprezentare sunt:

Tabelul 6.3. Caracteristica acceleraţiilor.treapta I treapta a II-a treapta a III-a treapta a IV-a

V1 [km/h] a1 [m/s2] V2 [km/h] a2 [m/s2] V3 [km/h] a3 [m/s2] V4 [km/h] a4 [m/s2]7.24 2.306 10.89 1.678 16.40 1.142 24.60 0.74410.85 2.495 16.33 1.816 24.60 1.233 36.91 0.79514.47 2.651 21.77 1.928 32.80 1.304 49.21 0.82918.09 2.773 27.22 2.014 41.01 1.356 61.51 0.84521.71 2.862 32.66 2.075 49.21 1.388 73.81 0.84425.33 2.917 38.10 2.111 57.41 1.401 86.11 0.82528.95 2.938 43.55 2.121 65.61 1.394 98.41 0.78829.85 2.938 44.91 2.119 67.66 1.389 101.49 0.77630.75 2.936 46.27 2.116 69.71 1.383 104.57 0.76331.21 2.935 46.95 2.114 70.74 1.379 106.10 0.75634.37 2.907 51.71 2.087 77.91 1.346 116.87 0.699

109


treapta I treapta a II-a treapta a III-a treapta a IV-a

V1 [km/h] a1 [m/s2] V2 [km/h] a2 [m/s2] V3 [km/h] a3 [m/s2] V4 [km/h] a4 [m/s2]37.99 2.844 57.15 2.033 86.11 1.290 129.17 0.61741.61 2.748 62.60 1.953 94.31 1.214 141.47 0.51645.23 2.618 68.04 1.848 102.52 1.118 153.77 0.39548.85 2.454 73.48 1.717 110.72 1.002 166.07 0.25549.75 2.408 74.85 1.680 112.77 0.970 169.15 0.21752.46 2.256 78.93 1.560 118.92 0.866 178.38 0.09554.27 2.145 81.65 1.472 123.02 0.791 184.53 0.008

Figura 6.25. Caracteristica acceleraţiilor

6.3.3.2. Determinarea timpului de demarare.

Se construiesc curbele inversului acceleraţiei (figura 6.26.). Mărimile reprezentate sunt:

Tabelul 6.4. Inversul acceleraţiilortreapta I treapta a II-a treapta a III-a treapta a IV-a

V1 [km/h] a1-1

[(m/s2)-1]V2 [km/h] a2

-1 [(m/s2)-1]

V3 [km/h] a3-1

[(m/s2)-1]V4 [km/h] a4

-1 [(m/s2)-1]

7.24 0.434 10.89 0.596 16.40 0.876 24.60 1.34410.85 0.401 16.33 0.551 24.60 0.811 36.91 1.25814.47 0.377 21.77 0.519 32.80 0.767 49.21 1.20618.09 0.361 27.22 0.496 41.01 0.738 61.51 1.18321.71 0.349 32.66 0.482 49.21 0.720 73.81 1.18525.33 0.343 38.10 0.474 57.41 0.714 86.11 1.21228.95 0.340 43.55 0.472 65.61 0.717 98.41 1.268

110


treapta I treapta a II-a treapta a III-a treapta a IV-a

V1 [km/h] a1-1

[(m/s2)-1]V2 [km/h] a2

-1 [(m/s2)-1]

V3 [km/h] a3-1

[(m/s2)-1]V4 [km/h] a4

-1 [(m/s2)-1]

29.85 0.340 44.91 0.472 67.66 0.720 101.49 1.28830.75 0.341 46.27 0.473 69.71 0.723 104.57 1.31031.21 0.341 46.95 0.473 70.74 0.725 106.10 1.32234.37 0.344 51.71 0.479 77.91 0.743 116.87 1.43037.99 0.352 57.15 0.492 86.11 0.775 129.17 1.62141.61 0.364 62.60 0.512 94.31 0.824 141.47 1.93945.23 0.382 68.04 0.541 102.52 0.894 153.77 2.53048.85 0.408 73.48 0.582 110.72 0.998 166.07 3.91849.75 0.415 74.85 0.595 112.77 1.031 169.15 4.60552.46 0.443 78.93 0.641 118.92 1.155 178.38 10.48354.27 0.466 81.65 0.679 123.02 1.265 184.53 127.440

Figura 6.26. Caracteristica inversului acceleraţiilor.

Valorile obţinute pentru timpul de demarare sunt:

Tabelul 6.5. Timpul de demarare.V [km/h] td [s]

7.2 0.6210.9 1.1821.7 2.5630.8 2.9441.6 4.1849.7 4.7762.6 6.10

111


V [km/h] td [s]73.5 6.9581.6 8.0094.3 12.62

102.5 14.87110.7 16.14118.9 20.50129.2 30.71141.5 38.68153.8 51.75166.1 51.75

Figura 6.27. Timpul de demarare.Performanţe ale autovehiculului:

Demarare 0-100 km/h: 14.18 [s]

6.3.3.3. Determinarea spaţiului de demarare.

Prin timp de demarare se întelege distanţa parcursă de autovehicul îmn timpul demarajului.Valorile obţinute sunt:

Tabelul 6.6. Spaţiul de demarare.V [km/h] sd [m]

7.2 0.9010.9 2.3321.7 9.34

112


V [km/h] sd [m]30.8 12.2841.6 27.8149.7 37.2062.6 60.6173.5 74.5081.6 90.2194.3 162.53

102.5 193.53110.7 211.06123.0 270.99129.2 436.25141.5 571.90153.8 778.90

Figura 6.28. Spaţiul de demarare.Demarare 0-100 km/h: 184,1 [m]

Demarare 0-400 m:

113

Date post:	13-Dec-2015
Category:	Documents
Upload:	norbert
View:	71 times
Download:	0 times

Capitolul 06-corectat

Documents