Обгон после выжидания

При большой плотности транспортного потока водителю обгоняющего автомобиля приходится выбирать момент для того, чтобы совершить обгон, не создавая помехи встречному транспорту. В таких случаях обгоняющий автомобиль некоторое время движется за обгоняемым ТС с одинаковой с ним скоростью, а когда встречная полоса освобождается на достаточно большом расстоянии, его водитель выполняет обгон с ускорением.

Разгон с максимальной интенсивностью совершается, за наиболее короткое время при наименьшем пути обгона; в этом случае определяют минимальное расстояние видимости. Расчет времени и пути при разгоне с максимальной интенсивностью производится по обычной методике, описанной в методических указаниях по тяговому расчету автомобилей. В этом случае предполагается, что водитель использует все возможности двигателя: полностью нажимает на педаль подачи топлива и переключает передачи при максимальных оборотах.

В реальных условиях обгона после выжидания водитель, как правило, не стремится разгоняться с максимальной интенсивностью, это способствует снижению расхода топлива и уменьшению нагрузок на двигатель и трансмиссию.

В наших расчетах для упрощения примем, что ускорение при разгоне на каждой передаче имеет постоянное значение и составляет 60-80% от максимального на передаче, а угловая скорость не превышает 60-80% от угловой скорости ω_N при максимальной мощности двигателя. Такое допущение оправдано тем, что, во-первых, оно позволяет значительно упростить расчеты, а во-вторых, на наш взгляд, соответствует большинству обгонов, при которых водитель бережно относится к автомобилю.

Степень использования мощности двигателя – Кр и его оборотов - Кω можно принять самостоятельно: в пределах Кр=Кω=0.6…0.8; в этом случае максимальная мощность двигателя не будет превышать N¹макс=(0.6-0.8)_*N_EMAКС; а угловая скорость будет ограничена- ωемакс=(0.6-0.8)_* ω_N).

Расчет времени и пути разгона при указанных выше допущениях проводят в следующей последовательности.

1. Из справочной литературы [15] выписывают следующие исходные данные:

G_А – сила тяжести ТС с полной нагрузкой, Н; (G_А = М_А*g – где М_А – масса ТС с полной нагрузкой, кг; g – ускорение свободного падения – g = 9.81м/с²);

М_С – собственная масса ТС,кг (состоит из массы незаправленного и неснаряженного ТС, масс топлива, охлаждающей жидкости, запасных колёс, инструмента и обязательного оборудования);

Мг – масса груза, кг; для легковых ТС и автобусов Мг следует определить как разность масс М_А ТС с полной нагрузкой без собственной массы ТС и массы водителя М_В=80кг: (М_Г=М_А-М_С-М_В);

М_АМАКС – максимальный момент двигателя, Н_*м;

w_N - угловая скорость вала двигателя при максимальной мощности, рад/с;

i_Кi – передаточные числа на каждой передаче КП;

i_О - передаточное число главной передачи;

i_РК - передаточное число раздаточной коробки (на высшей передаче);

h_m - коэффициент полезного действия трансмиссии; можно принять: для легковых АТС, грузовых на их базе и микроавтобусов - 0.9…0.92; для грузовых АТС и автобусов с одинарной главной передачей - 0.88…0.9; с двойной – 0.85…0.88; для автомобилей повышенной проходимости – 0.8…0.88.

r_К – радиус качения колеса, м; его можно определить по приближенной формуле:

r_К = 0.0005_*(d+1.8_*H), (29)

где d – диаметр обода, мм; Н – ширина профиля шины, мм;

s₁ и s₂ - постоянные, входящие в формулу для определения коэффициента учета вращающихся масс.

Для одиночных ТС: s₁=1.03...1.05; s₂ = 0.01...0.06;

для автопоездов: s₁ = 1.008...1.013; s₂ = 0.01...0.06; (меньшие значения относятся к более тяжелым АТС);

y - коэффициент суммарного дорожного сопротивления;

y = f ± i; где: f – коэффициент сопротивлении качению; для наших расчетов можно принять f = 0.01…0.015, что соответствует ровной асфальтобетонной дороге;; i – коэффициент сопротивления подъему (см. задание).

2.Находят максимальное значение окружной силы, на каждой передаче:

Р_КМАКС = (М_КМАКС*i_К*i_О*i_РК*h_m)/r_К; (30)

где Р_КМАКС - максимальная окружная сила на ведущих колесах, Н;

3. Определяют расчетное значение ускорения на всех передачах;

j_Рi= (Кр_*Р_КМАКС - Р_Y - Р_W)_*g /(G_А* d _КI), (31)

где Р_Y - сила суммарного дорожного сопротивления:

Р_Y = G_А*y, (32)

Р_W - сила сопротивления воздуха, в Н; для упрощения расчетов примем, что Р_W = 0;

d_Кi– коэффициент учета вращающихся масс на соответствующих передачах:

d_Кi= s1+ s2_*i_Кi. (33)

4. Находят расчетные значения максимальных скоростей движения на каждой передаче, км/ч:

V_РМ = 3.6_*Кω_*ω_{N *}r_К / i_К*i_0*i_РК. (34)

5. Определяют время и путь разгона на каждой передаче в интервалах изменения скорости DV по формулам:

Dt = DV / j_Рi; DS =V_CР* Dt / 3.6, (35)

где V_CР– средняя скорость в интервале, км/ч.

V_СР=(V_НАЧ + V_РМ)/2; (36)

здесь V_НАЧ- начальная скорость в интервале; для первой передачи V_НАЧ=0

Для упрощения расчетов можно пренебречь временем, затрачиваемым на переключение передач, тогда начальная скорость разгона на последующей передаче будет равна конечной скорости разгона на предшествующей передаче (V_НАЧ2 = V_РМ1; V_НАЧ3 = V_РМ2 и т.д.).

7. Далее находят суммарные время Т=åDТ и путь S=ΣDS движения к концу разгона в каждом интервале и на миллиметровой бумаге вычерчивают два графика V=f(Т) и S=f(Т) изменения скорости и пути разгона от времени с началом координат в точке О (рис. 6).

Поскольку принято, что ТС А разгоняется при постоянных значениях ускорения, график изменения скорости по времени будет выглядеть в виде ломаной линии, угол наклона отдельных отрезков которой к оси ординат будет тем больше, чем больше ускорение. График изменения пути разгона от времени при постоянных значениях ускорения представляет собой последовательно соединённые между собой квадратные параболы.

Чтобы точнее изобразить параболы изменения пути разгона по времени, целесообразно рассчитать хотя бы по два интервала на каждой передаче, задав промежуточное значение скорости в интервале, равное примерно среднему значению между начальной и максимальной скоростью:

V_ПРОМ» (V_НАЧ + V_РМ)/2, (37)

разбив время и путь от V_НАЧ до V_ПРОМ и от V_ПРОМ до V_РМ.

8. Используя полученные зависимости, определяют время и путь обгона и находят необходимое расстояние видимости встречного ТС.

Для решения поставленной задачи рассмотрим процесс обгона после выжидания более подробно.

Выжидая удобный момент для обгона, водитель автомобиля А движется со скоростью автомобиля В, поэтому интенсивность разгона его автомобиля в начале обгона будет соответствовать скорости V_А=V_В и включённой в этот момент передаче.

Эту скорость отмечают на оси абсцисс левого графика (рис.6), проводят вертикаль до пересечения с линией V=f(Т) и на оси ординат отмечают момент времени Т_НАЧ, после которого автомобиль А начинает разгон для обгона.

В правой части графика на кривой S=f(Т) отмечают точку О¹, куда переносят новое начало координат, поскольку обгон после выжидания начинается с изменения скорости и пути именно с этого момента.

Вправо от точки О¹ откладывают сумму расстояний L_А+ D_АВ + L_В и отмечают точку К, показывающую расположение передней части обгоняемого автомобиля В, которое должно быть к моменту времени Т_НАЧ начала обгона. Далее через точку К проводят наклонную линию К¹К, соответствующую перемещению передней части автомобиля по времени; наклон этой линии определяется также, как при построении линий обгона с ходу (рис. 5).

В точке 1 пересечения линии К¹К и кривой S=f(Т), характеризующей перемещение по времени обгоняющего автомобиля А поравняются задняя часть автомобиля А и передняя часть обгоняемого автомобиля В. Теперь обгоняющий автомобиль должен уйти от обгоняемого на безопасное расстояние D_ВА и только тогда перестраиваться в правый ряд. Дистанция безопасности D_ВА будет тем меньше, чем больше разность скоростей обгоняющего и обгоняемого ТС; она может оказаться и отрицательной..

Для определения момента, когда можно начинать перестрое­ние в правый ряд, от точки 1 вправо откладывают дистанцию бе­зопасности D_ВА, соответствующую скоростям V_A и V_В обгоняющего и обгоняемого ТС в рассматриваемый момент времени (точка 2), и строят линию 2-2¹, учитывая уменьшение дистанции безопасности при увеличении скорости обгоняющего автомобиля (отрицательные значения D_ВА отклады­вают влево от линии К¹К).

Если скорость обгоняющего автомобиля ограничена (V_АМАКС = V_ОГР, точка 4), то с этого момента дистанция безопасности будет оставать­ся неизменной (линия 3-2¹¹).

В точке F задняя часть обгоняющего ТС будет находиться на расстоянии дистанции безопасности D_ВА от передней части ТС В и обгоняющий автомобиль А сможет начинать перестроение в правый ряд.

Естественно, что при отрицательном значении дистанции D_ВА обгоняющее ТС не может начинать перестроение в свой ряд, поскольку справа от него будет следовать ТС В. Чтобы не создать ему помеху, обгоняющий автомобиль должен опередить ТС В хотя бы на D_ВА=3-5 метров и только тогда начинать перестроение. Для нахождения этого момента следует от точки К вправо отложить дистанцию D_ВА=3-5 метров (точка R) и провести через неё линию RF¹, параллельно линии КК¹ движения передней части ТС В. Точка F¹ в этом случае и будет тем моментом, когда обгоняющий автомобиль А сможет начинать перестроение в правый ряд.

Время Т_П перестроения следует определить по формуле (17) в зависимости от бокового смещения и условий сцепления. За это время автомобиль А пройдет путь S_АП, его определяют графически, откладывая от точки F вверх время перестроения Т_П. Конец обгона характеризуется точкой 5 (рис.6), когда автомобиль А снова займёт свою полосу движения. На графике показано, что в рассматриваемом случае точка 5 принадлежит штриховой линии, соответствующей движению автомобиля А при ограничении скорости. От точки О¹ до точки 5 автомобиль А проходит путь S_ОА, равный пути обгона за время обгона Т_О (ордината О¹Т_О).

Необходимое расстояние видимости встречного ТС S_ВИД определяется так же как при обгоне с ходу; для этого рис.6 следует дополнить линиями, отражающими движение встречного ТС (на рис.6 методических указаний эти линии не показаны).

Поиск по сайту: