Рисунок 1.3 - Зависимость ускорения от скорости

Рисунок 1.4 - Зависимость динамического фактора от скорости

Дальнейший расчёт рекомендуется производить в табличной форме от значения скорости, равной скорости обгоняемого автомобиля. При этом принимается, что разгон осуществляется до максимально возможной скорости на каждой из передач с последующим переключением на высшую передачу. Передача, с которой начинается разгон, определяется по таблице 3.3, либо по Приложению Б.1.

Для расчета и в данных условиях можно воспользоваться графоаналитическим методом. Для этого кривую ускорения на одной из передач разбивают на ряд интервалов, начиная со скорости, соответствующей скорости обгоняемого автомобиля. При этом считаем, что в каждом интервале скоростей автомобиль движется с постоянным ускорением , величину которого определяют по формуле:

, (1.19)

где и - ускорения соответственно в начале и в конце интервала скоростей, м/с².

При изменении скорости от V_i до V_i+1 среднее ускорение может быть определено:

, (1.20)

где и - скорость в начале и в конце интервала, м/с;

-время прохождения i-го интервала, с;

- изменение скорости при прохождении i-го интервала, м/с.

Следовательно, время разгона в том же интервале скоростей:

, (1.21)

а общее время разгона:

, (1.22)

В случае, когда манёвр обгона невозможно выполнить на одной передаче и необходимо переключатся на другую (как правило повышенную) необходимо оценивать потерю скорости за время переключения, , м/с, которая зависит от дорожных условий и времени переключения, , с, определяемое квалификацией водителя и техническим состоянием автомобиля (можно принять равным 1,3... 1,5 с для переключения с первой на вторую передачу и 0,5... 1 с для всех остальных):

, (1.23)

При расчёте пути разгона принимаем условно, что автомобиль в каждом из намеченных интервалов скоростей движется с постоянной скоростью

.

Тогда приращение пути в каждом из интервалов скоростей можно определить:

, (1.24)

Складывая полученные значения получаем общий путь, S_p м, который проходит обгоняющий автомобиль:

, (1.25)

Путь, пройденный за время переключения передачи, вычисляется:

, (1.26)

где V_н— скорость в начале переключения передачи.

Результаты расчетов по формулам (1.20)-(1.22), (1.24) и (1.26) необходимо приводить в виде таблицы 1.4.

Таблица 1.4 - Время и путь обгона в сочетании с разгоном

После произведённых расчётов необходимо построить график интенсивности разгона , необходимый для расчета пути и времени обгона с ускорением (рисунок 1.5). Для этого наносят значения времени t_p и пути S_p соответствующие разгону обгоняющего автомобиля от скорости V₂ и полученные точки соединяют плавной кривой 1.

Для определения времени и пути обгона от начала координат откладывают вправо по горизонтали отрезок, равный D₁+L₂- Из конца отрезка проводят наклонную прямую 2 изображающую движение обгоняемого автомобиля (график пути обгоняемого автомобиля аналогичен графику при постоянной скорости). Точка А пересечения этой прямой с кривой 1 соответствует моменту времени, когда передние части обоих автомобилей находятся на одном уровне. Дальнейшее построение аналогично описанному в разделе 1.1.

После проведения расчетов и построений следует проанализировать факторы, влияющие на путь и время обгона, а также условия движения, в которых возможен и практикуется такой маневр. Необходимо также сопоставить данный вариант обгона с рассчитанным в разделе 1.1.

2. Расчёт времени и пути незавершённого обгона

На практике часто встречаются случаи, когда водителю не удается закончить обгон, он вынужден уменьшить скорость и возвратиться в прежнее положение. Такой обгон называют незавершённым. Возможность выполнения этого маневра зависит как от тяговой, так и от тормозной динамичности автомобиля.

Незавершённый обгон условно можно разделить на три фазы, каждой из которых соответствует своё время движения:

1) в начале незавершённого обгона (время t₁) обгоняющий автомобиль, двигаясь со скоростью V₁ (как правило, равной скорости обгоняемого автомобиля V₂), выезжает на соседнюю полосу движения и догоняет обгоняемый, увеличивая скорость до значения V_1max;

2) решив отказаться от обгона, водитель снижает скорость автомобиля до минимально устойчивой скорости, V_1min, для чего тормозит обычно с максимальной интенсивностью (время t₂);

3) ведя автомобиль с минимальной скоростью, V_1min, водитель пропускает вперед обгоняемый автомобиль и возвращается на прежнюю полосу (время t₂).

Основными характеристиками, описывающими незавершённый обгон, являются время и путь незавершённого обгона. Для их расчёта следует считать, что обгон выполняется при разгоне обгоняющего автомобиля со скоростью V₁ при движении на подъём с уклоном α = 15°.

2.1 Первый этап незавершённого обгона

В начале незавершённого обгона обгоняющий автомобиль разгоняется, выезжает на соседнюю полосу движения и догоняет обгоняемый автомобиль.

Т.к. обгон осуществляется по дороге имеющей уклон, а, то ускорение следует рассчитывать по формуле (1.15), с учётом того, что коэффициент сопротивления дороги, ψ_i, определяется по выражению:

(2.1)

Процесс обгона на первом этапе до точки, пока автомобили поравняются (соответствует перемещению обгоняющего автомобиля, S₁ за время t₁), рассчитывается и строится аналогично процессу завершённого обгона с возрастающей скоростью (п. 1.2). При этом следует учитывать расстояние между передними частями обгоняемого и обгоняющего автомобиля, е, м, на которое обгоняющий автомобиль не догнал или обогнал обгоняемый (выбирается самостоятельно 0...3 м.).

Перемещение обгоняющего автомобиля, если известно максимальное значение скорости обгоняющего автомобиля, V₁, можно определить по зависимости:

, (2.2)

а время первого этапа

(2.3)

где е - расстояние между передними частями обгоняемого и обгоняющего автомобиля, м. Если обгоняющий автомобиль не догнал обгоняемый, то е берется со знаком минус, если обогнал - со знаком плюс.

После того, когда закончено построение зависимости пути и времени обгона по аналогии с п. 1.2 до точки, в которой передние части автомобилей поравнялись (с учётом расстояния е), от этой точки откладывается расстояние е (с учетом знака) и определяются значения S₁ и t₁.

Таблица 2.1 - Время и путь обгона в сочетании с разгоном

2.2 Второй этап незавершённого обгона

В данном случае обгоняющий автомобиль снижает скорость до минимально устойчивой (3...5 м/с), V_1min. Время этого этапа, t₂, с, определяется:

t₂=t_p+t₃+t_н+t_уст (2.4)