5. Мощность и момент, подводимые к ведущим колесам подвижного состава

В условиях эксплуатации автомобиль может двигаться на различных режимах. К этим режимам относятся установившееся дви-

рис. 3.2. Схема для определения мощности и крутящего момента, подводимых от двигателя к ведущим колесам автомобиля:

Д — двигатель; М — маховик; Т — трансмиссия; К — ведущие колеса (равномерное), разгон (ускоренное), торможение (замедленное) и накат (по инерции). При этом в условиях города продолжительность движения составляет приблизительно 20 % для установившегося режима, 40 % — для разгона и 40 % — для торможения и наката.

При всех режимах движения, кроме наката и торможения с отсоединенным двигателем, к ведущим колесам подводятся мощность и крутящий момент. Для определения этих величин рассмотрим схему, представленную на рис. 3.2. Здесь Ne — эффективная мощность двигателя; Nтр — мощность, подводимая к трансмиссии; Nкол — мощность, подводимая к ведущим колесам; Jм — момент инерции маховика (под этой величиной условно понимают момент инерции всех вращающихся частей двигателя и трансмиссии: маховика, деталей сцепления, коробки передач, карданной передачи, главной передачи и др.).

При разгоне автомобиля определенная доля мощности, передаваемой от двигателя к трансмиссии, затрачивается на раскручивание вращающихся частей двигателя и трансмиссии. Эти затраты мощности

(3.1)

где А — кинетическая энергия вращающихся частей.

Учтем, что выражение для кинетической энергии имеет вид

Тогда затраты мощности

(3.2)

Исходя из уравнений (3.1) и (3.2) мощность, подводимую к трансмиссии, можно представить в виде

(3.3)

Часть этой мощности теряется на преодоление различных сопротивлений (трения) в трансмиссии. Указанные потери мощности оцениваются коэффициентом полезного действия трансмиссии ηтр.

С учетом потерь мощности в трансмиссии подводимая к ведущим колесам мощность

(3.4)

Угловая скорость коленчатого вала двигателя

ωе = ωк ит (3.5)

где ωк — угловая скорость ведущих колес; ит — передаточное число трансмиссии.

Передаточное число трансмиссии

u т= u к u д u г

где ик — передаточное число коробки передач; ид — передаточное число дополнительной коробки передач (раздаточная коробка, делитель, демультипликатор); иг — передаточное число главной передачи.

В результате подстановки ωе из соотношения (3.5) в формулу (3.4) мощность, подводимая к ведущим колесам:

(3.6)

При постоянной угловой скорости коленчатого вала второй член в правой части выражения (3.6) равен нулю. В этом случае мощность, подводимая к ведущим колесам, называется тяговой. Ее величина

(3.7)

С учетом соотношения (3.7) формула (3.6) преобразуется к виду

(3.8)

Для определения крутящего момента Мк, подводимого от двигателя к ведущим колесам, представим мощности Nкол и Nт в выражении (3.8) в виде произведений соответствующих моментов на угловые скорости. В результате такого преобразования получим

(3.9)

Подставим в формулу (3.9) выражение (3.5) для угловой скорости коленчатого вала и, разделив обе части равенства на ωк, получим

(3.10)

При установившемся движении автомобиля второй член в правой части формулы (3.10) равен нулю. Момент, подводимый к ведущим колесам, в этом случае называется тяговым. Его величина

МТ= МеuТηТ (3.11)

С учетом соотношения (3.11) момент, подводимый к ведущим колесам:

(3.12)