6. Потужнісний баланс автомобіля

Якщо в рівнянні тягового балансу помножити праву і ліву частину на швидкість V, отримаємо вираз:

Р_{к .}

Ураховуючи, що множина сили на швидкість є потужністю, маємо право записати:

N_к=N_f +N_п+N_i+N_{j .} (5.18)

Отримане таким чином рівняння (5.18) являє собою рівняння потужнісного балансу автомобіля при прямолінійному русі на підйом, у якому:

N_к – потужність, підведена від двигуна до ведучих коліс автомобіля, дорівнює:

N_к = N_е_тр ,

де_тр – ККД трансмісії;

N_f – потужність опору коченню при прямолінійному русі автомобіля на підйом:

N_f = Р_fV=f₀ ;

N_п – потужність опору повітря дорівнює:

N_п = Р_пV=к_п F_пV³;

N_i – потужність опору підйому визначається за формулою:

N_і = Р_і V = m g sinV;

N_j – потужність опору розгону розрахувується так:

N_j = Р_jV=m_а .

Графічно потужнісний баланс автомобіля являє собою графіки залежностей потужності двигуна, потужності підведеною до ведучих коліс автомобіля, а також потужностей опору коченню на горизонтальній дорозі та опору повітря від швидкості руху автомобіля на всіх передачах (див. рис.5.4).

5.7 Динамічний фактор, динамічна характеристика і паспорт автомобіля

Динамічним фактором автомобіля називається відношення вільної сили тяги до ваги автомобіля. Зазначимо, що в теорії автомобіля різницю Р_к-Р_п називають вільною силою тяги. У цьому випадку динамічний фактор визначається за формулою:

, (5.19)

де D – динамічний фактор навантаженого автомобіля;

m_а – повна маса автомобіля;

Р_к – колова сила на ведучих колесах автомобіля, яка визначається за формулою:

Р_к= ;

Р_п – сила опору повітря визначається так:

Р_п = к_пF_пV² .

За формулою (5.19) визначається динамічний фактор навантаженого автомобіля, а для порожнього автомобіля маємо:

, (5.20)

де D₀ – динамічний фактор порожнього автомобіля;

m₀ – маса cпорядженого автомобіля.

З аналізу формул (5.19), (5.20) видно, що динамічний фактор найбільшого значення досягає для порожнього автомобіля на першій передачі коробки передач.

Співвідношення між динамічними факторами навантаженого і порожнього автомобілів запишемо так:

D₀ =D . (5.21)

Для визначення фізичного змісту динамічного фактора скористаємося рівнянням тягового балансу

Р_к = Р_f + Р_п+Р_і +Р_j.

Перетворимо рівняння тягового балансу таким чином

Р_к - Р_п = Р_f + Р_i + .

Розділивши праву і ліву частини останнього рівняння на m_а g, маємо:

.

Після елементарних перетворень маємо:

. (5.22)

Тут має місце:

де – коефіцієнт дорожнього опору, який враховує коефіцієнт опору коченню та кут підйому.

При сталому русі , а значить D=.

З аналізу рівняння (5.22) випливає: динамічний фактор автомобіля чисельно показує, який коефіцієнт дорожнього опору може подолати автомобіль при сталому русі.

Динамічна характеристика автомобіля – графіки залежності динамічного фактора навантаженого автомобіля на всіх передачах від швидкості руху.

За формулою (5.19) визначаємо динамічний фактор, а швидкість – за залежністю:

,

де n_е – число обертів двигуна, об/хв;

За розрахунками будуємо динамічну характеристику автомобіля.

З рис. 5.5 за заданим коефіцієнтом дорожнього опору визначається передача і можлива швидкість руху навантаженого автомобіля.

Для визначення динамічного фактора автомобіля при різному ступені його завантаження будуємо динамічний паспорт.

Динамічний паспорт автомобіля – динамічна характеристика разом з номограмою навантажень.

Для побудови номограми навантажень вісь абсцис динамічної характеристики автомобіля продовжується вліво (див. рис. 5.6). Продовжена таким чином вісь являє собою у відносних величинах навантаження на автомобіль. В її кінцевій точці ставимо 0, що відповідає порожньому автомобілю, і проводимо вертикальну лінію. Це і буде вісь, за якою визначаємо динамічний фактор порожнього автомобіля D₀.

Для визначення масштабу шкали динамічного фактора порожнього автомобіля скористаємося залежністю (5.21). Задавши для навантаженого автомобіля динамічним фактором D = 0,1, визначимо динамічний фактор порожнього автомобіля. Нехай m_а = 20000 кг; m₀ = 9090 кг. Тоді динамічний фактор порожнього автомобіля дорівнює:

D₀ = 0,1 .

На вісі D₀ проти точки D = 0,1 ставимо 0,22. Маючи дві точки 0 і 0,22 на вісі D_0, розіб'ємо шкалу D₀ відповідним чином на значення 0,1; 0,2; 0,3 і т.д., відповідно до розмітки шкали D. З'єднаємо рівнозначні точки шкал D і D_0.

Проведені косі лінії, що сполучають рівнозначні точки на шкалах D₀ і D динамічних факторів порожнього і навантаженого автомобілів, перетинаючись зі шкалами D_0,25 ; D_0,5 ; D_0,75 відповідно завантаженого автомобіля на 25%, 50% і 75%, визначать масштаби цих шкал.

Динамічний паспорт автомобіля дозволяє визначити при заданому дорожньому опорі та при різному ступені завантаження передачу і можливу максимальну швидкість руху автомобіля.