1.2. Потери мощности в трансмиссии

Часть мощности двигателя затрачивается на преодоление сил трения в механизмах трансмиссии. Эти затраты можно учитывать КПД трансмиссии.

КПД трансмиссии определяется по формуле:

, (5)

где _н – нагрузочный КПД механической передачи; P_хх – потери на трение в трансмиссии при холостом ходе, Н; V – скорость движения автомобиля, м/с; N_e – мощность двигателя, кВт.

Значение _н определяют по формуле:

,

где К₁, К₂, К₃ – соответственно число пар цилиндрических и конических шестерен и число карданов, передающих крутящий момент от двигателя на данной передаче.

Потери P_хх на режиме холостого хода являются функцией скорости движения автомобиля. В качестве примера на рис. 4 представлена зависимость P_хх = f(V) для автомобиля ИЖ-2126.

Если нет экспериментальной зависимости P_хх = f(V), то силу P_хх для автомобиля типа 42 можно определить по эмпирической формуле:

,

где G – полный вес автомобиля, Н; V – скорость автомобиля, м/с.

Рис. 4. Потери на трение в трансмиссии при холостом ходе

Для автомобиля иж-2126

У автомобилей типа 44 и 64 сила P_хх примерно вдвое, а у автомобилей типа 66 втрое больше, чем у соответствующих базовых автомобилей типа 42.

В приближенных расчетах для автомобилей различных типов могут приниматься следующие средние значения КПД:

легковых 0,92  0,90

двухосных грузовых и автобусов с одинарной

главной передачей 0,90  0,88

двухосных грузовых и автобусов с двойной главной

передачей, а также автомобилей повышенной

проходимости (44) 0,88  0,85

трехосных грузовых и автобусов с приводом на два

задних моста (64) 0,86  0,83

грузовых типа 66 0,85  0,82

Определив КПД трансмиссии _тр на заданной скорости движения автомобиля, можно найти мощность N_к, подведенную к ведущим колесам, величину крутящего момента M_к и силу тяги P_к на ведущих колесах:

, (6)

, , где .

1.3. Сопротивление качению автомобиля

Сила сопротивления качению P_f автомобиля возникает от деформации шин и трения шин о дорогу.

Для двухосного автомобиля (например, смотри на рис. 1) сила сопротивления качению равна:

P_f = f₁G₁ + f₂G₂,

где G₁, G₂ – вес автомобиля, приходящийся соответственно на переднюю и заднюю оси в Н; f₁, f₂ – значения коэффициентов сопротивления качению соответственно для колес передней и задней осей.

В приближенных расчетах можно принять равенство коэффициентов f₁, f₂ среднему значению коэффициента качения f для заданного типа дороги. Поэтому сила сопротивлению качению определяется по формуле:

P_f = fG,

где f – коэффициент сопротивления качению; G – вес автомобиля, Н.

Полный вес автомобиля:

G = Mg,

где M – полная масса автомобиля, кг; g – ускорение свободного падения (g  9,81 м/с²).

Полная масса автомобиля определяется по следующим формулам:

- для легковых автомобилей:

M = M₀ + 80n₁,

где M₀ – масса снаряженного автомобиля, кг (предварительно оценивается по прототипу, табл. 3); n₁ – число пассажиров, включая водителя (масса 80 кг состоит из массы человека 70 кг и массы перевозимого багажа 10 кг);

- для грузовых автомобилей:

M = M₀ + 80n₂ + М_г,

где n₂ – число мест в кабине; М_г – грузоподъемность (определена заданием), кг.

Коэффициент сопротивления качению является функцией скорости движения автомобиля. Существует несколько эмпирических формул для расчета коэффициента сопротивления качению. Наиболее часто применяются следующие эмпирические формулы:

f = f₀(1+6,5*10^-4V²), (7)

, (8)

где f₀ – коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с малой скоростью (менее 50 км/ч  14 м/с).

Значения величины f₀ для некоторых дорог при нормальном давлении воздуха в шинах приведены в табл. 4. Эти значения могут быть использованы для приближенных расчетов величины P_f.

Мощность, необходимая для преодоления сопротивления качению при движении автомобиля со скоростью V, определяется по формуле:

кВт. (9)

Таблица 3 – Массовые показатели некоторых отечественных автомобилей

Марка автомобиля	Масса снаряженного автомобиля, кг	Полная масса автомобиля, кг
ЗАЗ - 968	790	1110
ВАЗ - 2106	1045	1445
Москвич - 412	1045	1445
ИЖ - 2126 "Ода"	980	1380
ИЖ - 2717	1100	1750
ИЖ - 27171	1010	1750
ИЖ - 2715 - 01	1015	1665
ИЖ - 27151- 01	965	1665
ГАЗ - 53 - 12, ГАЗ - 3307	3200	7850
ГАЗ - 66 - 01	3470	5800
ГАЗ - 66 - 11	3440	5770
ГАЗ - САЗ - 3507 - 01	3600	8000
ЗИЛ - 130	4300	10525
ЗИЛ - 157КД	5050	8200
ЗИЛ - 131Н	6135	10185
ЗИЛ - ММЗ - 4510	5700	8925
ЗИЛ - ММЗ - 4505	4820	11145
МАЗ - 5549	7580	16230
МАЗ - 5551	7225	15375
УАЗ - 452Д	1670	2620
УАЗ - 3741	1700	2660
УАЗ - 3303	1650	2610
КамАЗ - 5320	7080	15305
КамАЗ - 55111	9050	22200
КамАЗ - 43101	8745	15205
КамАЗ - 43105	8230	15635
Урал - 377Н	7225	14950
Урал - 5557	9075	16300
Урал - 4320 - 01	8025	13325
Урал - 43202 - 01	8120	15175
Урал - 44202 - 01	12065	26190
Урал - 377Н	7225	14950
КрАЗ - 257Б1	10285	22600
КрАЗ - 256Б1	10850	23515
КрАЗ - 260	11750	21475
КрАЗ - 250	9200	24000
КАЗ - 4540 - 01 "Колхида"	6610	12260
ЕрАЗ - 762В	1475	2625

Таблица 4 – Значения коэффициента сопротивления качению f₀ для различных типов дорог

Тип дороги	f0
Цементобетонное и асфальтобетонное покрытие: в отличном состоянии	0,012  0,018
в удовлетворительном состоянии	0,018  0,020
Щебеночное или гравийное шоссе, обработанное вяжущими органическими материалами	0,020  0,025
То же без обработки	0,030  0,040
Булыжная мостовая: в хорошем состоянии	0,023  0,030
с выбоинами	0,035  0,050
Грунтовые дороги после дождя	0,050  0,150
Песок влажный	0,080  0,150
Песок сыпучий	0,150  0,300
Снежные укатанные дороги расчищенные	0,030  0,050