2Тяговый баланс автомобиля.

Тяговый баланс представляет собой совокупность тяговой характеристики автомобиля и сил сопротивления движению. Тяговая характеристика строится в координатах «тяговая сила – скорость» на различных передачах. График тягового баланса автомобиля показан на рисунке №2. Тяговая сила на колесах автомобиля рассчитывается по формуле ,

где Ме – крутящий момент двигателя по внешней скоростной характеристике, Н·м. Скорость автомобиля рассчитывается по формуле ,

где r_кин – кинетический радиус колеса. Он может быть принят равным динамическому радиусу r_д, м. К силам сопротивления движения относятся: сила сопротивления дороги ,

где ψ – суммарный коэффициент дорожного сопротивления, равный f·cosα ± sinα или f±i; сила сопротивления воздуха .

Скорость автомобиля при расчетах задаются произвольно, по max, чтобы каждая кривая имела 5 – 7 расчетных точек. На зависимости силы тяги от скорости на различных передачах наносят кривую силы сопротивления воздуха Рв=f(Va) и кривую суммарной силы сопротивления дороги и воздуха Рд+Рв=f(Vа).

Кривую Рд+в= f(Vа) для легкового автомобиля строят при весе с водителем, двумя пассажирами и багажом.Уравнение тягового баланса автомобиля имеет вид Рт=Рд+Рв+Ри,

где Ри – сила сопротивления разгону (приведенная сила инерции), Н. Приведенная сила инерции рассчитывается по формуле Ри=m_a·j_a·δ_вр,

где j_a – линейное ускорение автомобиля, м/с²;

δ_вр – коэффициент учета вращающихся масс автомобиля и двигателя.

Этот коэффициент показывает во сколько раз сила, необходимая для разгона с заданным ускорением как поступательно движущихся, так и вращающихся масс автотранспортного средства больше силы необходимой для разгона только поступательно движущихся масс. Он рассчитывается по формуле .

, ,

где I_м – момент инерции маховика двигателя, кг·м²;

∑I_к – суммарный момент инерции колес, кг·м²;

m_a – масса автомобиля при номинальной нагрузке, кг;

m – масса автомобиля в пределах от снаряженной, кг.

Поскольку моменты инерции деталей двигателя, трансмиссии и колес не всегда известны, для одиночных автомобилей можно считать σ₁= σ₂=0,04.

С помощью метода тягового баланса производится оценка средних скоростей движения автомобиля в различных дорожных условиях. Максимальная скорость, с которой может двигаться автомобиль – точка пересечения кривых суммарной силы сопротивления дороги и воздуха и тяговой силы от скорости. Для ВАЗ-2108 точка пересечения находится на 36 м/с.

1.2 Мощностной баланс автомобиля.

Характеристика мощностного баланса автомобиля представляет собой кривые изменения мощности на колесах автомобиля Nт=Nд·η_тр от скорости движения V_a на различных передачах. На эти кривые наносят кривые мощности сопротивления воздуха Nв=f(Vа) и суммарной мощности сопротивления дороги и воздуха Nд+в=f(Vа). Мощностной баланс автомобиля показан на рисунке №3. Уравнение мощностного баланса получим, умножив обе части равенства на Nа/1000.

Nт=Nд+Nв+Nи,

где Nт – полная тяговая мощность на колесах, кВт.

Nд – мощность сопротивления дороги, кВт. ;

Nв – мощность сопротивления воздуха, кВт. ;

Nи – мощность, затрачиваемая на разгон поступательно и вращательно движущихся масс автотранспортного средства, кВт. ;

Uтр – передаточное отношение трансмиссии автомобиля, равное Uтр=Uк·Uд.к·Uг.п.

Характеристика мощностного баланса необходима для оценки правильности выбора мощности двигателя и передаточного числа главной передачи.

Введем понятие запаса мощности двигателя Nтз, который равен разности между полной тяговой мощностью Nт при работе двигателя с полной подачей топлива и суммой мощностей сопротивления движению, входящую в правую часть равенства (Nд+Nв+Nи), соответствующих работе двигателя на частичной характеристике.

Запас мощности так же, как и запас силы тяги, характеризует возможность работы автомобиля при повышения сопротивления движению без снижения скорости или с заданной интенсивностью её увеличения.

Отношение называют использованием мощности двигателя.