МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ВПЛИВУ ПАРАМЕТРІВ ДВИГУНА ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ НА ДИНАМІКУ РОЗГОНУ АВТОМОБІЛЯ

Анотація

Прийомистість автомобіля визначає його динамічні властивості і характеризується часом розгону від 0 до 100 км/год. Експериментальне дослідження впливу параметрів автомобіля на його прийомистість пов’язане зі значними матеріальними і трудовими витратами. На стадії ескізної проробки конструкції автомобіля, попереднього визначення конструктивних параметрів і налаштувань раціонально використання математичних моделей. В існуючих моделях динаміки руху транспортних засобів потужність двигуна, як правило, задається емпіричними залежностями і не враховує можливості зміни його параметрів і характеристик. В роботі запропоновано математичну модель, яка поєднує моделі робочого процесу двигуна і динаміки розгону автомобіля. Математична модель робочого процесу двигуна – квазістаціонарна термодинамічна модель, у якій згоряння описується рівнянням Вібе, а теплообмін зі стінками – рівнянням Вошні. Для перевірки її адекватності проведено експериментальне дослідження двигуна ВАЗ-2108 з отриманням зовнішньої швидкісної, навантажувальної і регулювальних характеристик. Показано добре погодження розрахункових і експериментальних даних. Моделювання розгону автомобіля проводилося за методикою Є. А.Чудакова.  Визначено параметри автомобіля ВАЗ-2108 і сили опору при його русі в процесі розгону від 0 до 100 км/год. Показано, що автомобіль розганяється від 0 до 100 км/год за 18,3 с, що відповідає експериментальним даним і свідчить про адекватність обраної методики. Досліджено вплив зміни параметрів і налаштувань двигуна на динаміку розгону автомобіля. Показано, що за умови досягнення кращої динаміки руху діаметр циліндра і ступінь стиску потрібно максимально збільшувати. Кут випередження запалювання, кут закриття впускного клапану і коефіцієнт надлишку повітря мають екстремуми. Показано ефективність використання 16-клапанної головки циліндрів замість 8-клапанної. За результатами проведених досліджень запропоновано застосувати комплект параметрів двигуна, що дозволив зменшити час розгону автомобіля ВАЗ-2108 з 18,3 с до 13,2 с. Таким чином, розроблена математична модель дозволяє кількісно оцінювати вплив параметрів двигуна на динаміку розгону автомобіля, проводити оптимізацію параметрів і налаштувань силової установки і транспортного засобу в цілому.