RezistenȚa la accelerare - autovehicul

REZISTENȚA LA ACCELERARE

In regim de accelerare, rezistențelor datorate aerului, rularii și pantei li se adauga rezistența opusa de inerția autovehiculului. Aceasta este formata din forța de inerție a maselor in mișcare de translație (intreaga masa a autovehiculului) și inerția pieselor in mișcare de rotație - roți și cele legate cinematic de ele:

R_d = R_dt + R_dr;

Rezistența datorata inerției masei totale a autovehiculului in mișcare de translație:

unde:   este masa totala a autovehiculului;

- accelerația centrului de greutate al autovehiculului in mișcare de translație;

- greutatea autovehiculului.

Piesele in mișcare de rotație sunt: roțile motoare, piesele in mișcare din motor, cele din transmisie și roțile nemotoare.

Se va considera situația in care ambreiajul este cuplat și nu patineaza.

In cazul unei piese cinematic legate de roata motoare, momentul rezistent generat de inerția la mișcare de rotație este:

Unde:  este momentul de inerție masic al piesei

- accelearția ei unghiulara

- viteza ei unghiulara.

Dar, ținand seama de raportul de transmitere dintre piesa "i" și roata motoare, , rezulta:

, unde este raza de rulare a roții

și este raportul de transmitere intre piesa "i" și roata motoare.

De aici:

și:         

Momentul corespunzator redus la roata motoare este:

unde    - randamentul transmisiei intre piesa "i" și roata motoare.

Forța de rezistența corespunzatoare unei piese din transmisie, care acționeaza la nivelul roții motoare, este:

Pentru toate cele n piese din lanțul cinematic:

Pentru calcule uzuale, se ține seama numai de inerția pieselor motorului, a ambreiajului și de roțile motoare, celelalte piese ale grupului moto-propulsor avand momente de inerție mult mai mici, deci neglijabile. Rezistența datorata inerției la rotire a roților motoare și a pieselor legate cinematic de acestea este:

unde:   este momentul masic de inerție al pieselor in mișcare din motor redus la axa arborelui cotit și al pieselor in rotație ale ambreiajului,

- raportul de transmitere al intregii transmisii;

- randamenul intregii transmisii;

- momentul masic de inerție al unei roți motoare;

- numarul roților motoare

In cazul unei transmisii formate din ambreiaj, schimbator de viteze, transmisie centrala, diferențial și arbori planetari, raportul sau de transmitere este:

Unde    este raportul de transmitere al schimbatorului de viteze (depinde de treapta cuplata),

- raporul de transmitere al transmisiei centrale.

Deci:   

Luand in considerare toate roțile autovehiculului și considerand ca ele sunt identice, rezulta:

Rezistența la accelerarea autovehiculului este deci:

unde    este coeficientul de influența a maselor in mișcare de rotație:

Se observa ca > 1. El conține doi termeni:

care arata influența inerției pieselor in mișcare din motor și ambreiaj;

, care arata influența inerției roților autovehiculului.

Marimea  reprezinta masa redusa a autovehiculului, efectul forțelor de inerție din mișcarea de rotație este luat in considerare prin majorarea masei reale.

Randamentul transmisiei

Este influențat de un numar important de factori: tipul transmisiei (mecanica in trepte, hidromecanica, continua etc.), numarul și tipul angrenajelor (cilindrice, conice), numarul și tipul lagarelor, tipul articulațiilor homocinetice sau cvasihomocinetice, unghiul articulațiilor cardanice, momentul transmis, turația (viteza) la care funcționeaza etc.

Pentru calcule aproximative, se pot considera valori constante in funcție de tipul autovehiculului și al transmisiei principale:

Pentru autocamioane:

Randamente maxime ale schimbatoarelor de viteze:

0,95 - SV cu trepte;

0,91 - SV hidromecanic;

0,86 - trepte inferioare in SV și reductorul auxiliar, punți motoare in tandem.

Pentru transmiliile autocamionaleor se poate utiliza relația:

in care:              este randamentul transmisiei la plina sarcina a motorului;

- factor de pierderi in transmisie;

- puterea la plina sarcina, corespunzatoare turației regimului de funcționare dat;

- puterea necesara pentru invingerea rezistențelor la inaintare, corespunzatoare regimului de funcționare dat.

Valorile orientative ale parametrilor și sunt indicate in tabelul de mai jos:

Valorile coeficienților de influența a maselor in mișcare de rotație și cele ale momentelor de inerție masice depind de cilindreea și numarul de cilindri ai motorului, de tipul și caracteristicile constructive ale transmisiei, in primul rand ale SV, de tipul și dimensiunile pneurilor.

In lipsa datelor concrete, marimile respective se pot aproxima dupa cum urmeaza:

In cazul autoturismelor, se mai poate utiliza relația:

in care : este coeficientul de influența a maselor in mișcare de rotație din SV in treapta k, diferita de prima treapta;

- raportul de transmitere al SV in treapta respectiva;

- raportul de transmitere al transmisiei principale.

Componenta R_dt se aplica in centrul de greutate al autovehiculului, in sens opus accelerației acestuia.

Componenta R_dr se afla inclusa in reacțiunile tangențiale longitudinale de la roțile punților autovehiculului:

unde:   și sunt componentele aferente inerției din mișcarea de rotație ale reacțiunilor tangențiale la roțile punții din fața, respectiv din spate.

De exemplu, daca roțile din fața sunt conduse:

, iar pentru roțile motoare de la puntea din spate:

unde este numarul roților de la puntea spate motoare, iar exponentul ±1 face relația utilizabila atat in regim de accelerare cat și la decelerare.

Puterea necesara pentru invingerea rezistenței la accelerare este: