1.4. Мощностной баланс автомобиля
Мощностной баланс показывает распределение мощности двигателя на всех передачах по отдельным видам сопротивлений.
По аналогии с уравнением силового баланса можно записать уравнение мощностного баланса подвижного состава:
Nт = Nψ + Nв + N j, (19)
где Nт – тяговая мощность (мощность, подводимая к колесам), кВт; Nψ – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления дороги, кВт; Nв – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт; N j – мощность, затрачиваемая на разгон автомобиля, кВт.
Тяговую мощность определяют для каждой передачи по формуле
(20)
Мощности Nψ и Nв определяются по формулам:
,
(21)
.
(22)
Мощности Nψ и Nв зависят от скорости движения транспортного средства, а не от включенной передачи и определяются в диапазоне от Vmin до Vmax (от ωmin до ωmax).
На основании уравнения (19) строится график мощностного баланса автомобиля, представляющий собой зависимость от скорости движения тяговой мощности, а также мощностей, затрачиваемых на преодоление сопротивления движению.
Расчетные данные для построения графика силового баланса удобно представить в табличной форме (табл. 5).
Таблица 5
Данные для построения графиков мощностного баланса
Номер передачи |
Параметры |
Текущее значение параметров |
||||
ωе, рад/с |
ωe min |
ωe2 |
ωe3 |
... |
ωe max |
|
Первая |
V, км/ч |
|
|
|
|
|
Nт, кВт |
|
|
|
|
|
|
Вторая |
V, км/ч |
|
|
|
|
|
Nт, кВт |
|
|
|
|
|
|
… |
V, км/ч |
|
|
|
|
|
Nт, кВт |
|
|
|
|
|
|
Общие для всех передач |
V, км/ч |
|
|
|
|
|
Nψ, кВт |
|
|
|
|
|
|
Nв, кВт |
|
|
|
|
|
|
Nψ + Nв, кВт |
|
|
|
|
|
|
При построении графика мощностного баланса вначале строят кривые тяговой мощности Nт в зависимости от скорости движения на различных передачах. Далее строят кривую мощности, затрачиваемую на преодоление сопротивления дороги Nψ. Потом от кривой мощности Nψ откладывают вверх значение мощности Nв, затрачиваемой на преодоление сопротивления воздуха при различных скоростях движения.
Примерный вид графика мощностного баланса автомобиля с четырехступенчатой коробкой передач показан на рис. 3.
Рис. 3. График мощностного баланса
Для любой скорости ордината Nз, заключенная между кривыми Nт и Nψ + Nв, характеризует запас мощности, который может быть израсходован на разгон автомобиля, на преодоление дополнительного дорожного сопротивления или на буксировку прицепа.
С помощью графика мощностного баланса можно оценить тягово-скоростные свойства автомобиля и определить максимальную скорость движения, величину ускорения, максимальный подъем, который преодолеет автомобиль при заданной постоянной скорости движения, и другие параметры.