7. Мощностной баланс автомобиля и трактора

Используя при анализе динамических свойств автомобиля сопоставление тяговой мощности N_K с мощностью, затрачиваемой на все виды сопротивлений движению, можно записать уравнение баланса мощностей в следующем виде:

, (3.16)

где N_е – эффективная мощность, развиваемая двигателем машины, кВт;

_тр- коэффициент полезного действия трансмиссии;

N_к – мощность, подведенная к колесу, кВт;

N_f – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, кВт;

N_h – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления подъему, кВт;

N_w – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздушной среды, кВт;

N_j – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления разгону, кВт.

Уравнение баланса мощностей показывает распределение мощности, развиваемой двигателем и подведенной к ведущим колесам. Для преодоления различных дорожных сопротивлений затрачиваемая на преодоление сопротивления качению мощность (кВт) определяется:

, (3.17)

где P_f – сила сопротивления качению,Н;

V – скорость движения, м/с.

Аналогично определяют и другие виды мощности:

- мощность сопротивления подъему

; (3.18)

- мощность сопротивления воздушной среды

, (3.19)

где P_w – сила сопротивления воздушной среды,Н;

F_a – лобовая площадь автомобиля, м²;

K_w – коэффициент сопротивления воздуха, Н·с²/м⁴;

- мощность сопротивления разгону

, (3.20)

где P_j – сила сопротивления разгону,Н;

j_а– ускорение автомобиля, м/с²;

δ_а – коэффициент учета вращающихся масс.

Эффективная мощность N_e, развиваемая двигателем и подводимая к ведущим колесам, уменьшается с учетом коэффициента полезного действия_тр. Следовательно, мощность на ведущих колесахN_K=N_eтр.

Баланс мощностей, представленный в виде графика (диаграмма движения автомобиля), позволяет определить возможность его движения с той или иной скоростью по дороге с заданным сопротивлением качению и углом подъема.

Рис. 3.3. Мощностной баланс автомобиля

8. Влияние эксплуатационных факторов на топливную экономичность машины

Расход топлива на 100 км пробега в общем случае установившегося движения автомобиля может быть определен из следующего выражения:

, (3.21)

где G_п - расход топлива на 100 км пути, кг/100км;

G_т –часовой расход топлива, кг/ч ;

V_а - скорость движения автомобиля, км/ч.

Часовой расход топлива в килограммах определяется по формуле

, (3.22)

где g_e– удельный расход топлива, г/кВт∙ч;

N_e - эффективная мощность двигателя, кВт,

Следовательно, подставляя значение G_т в формулу (3.21), получим:

. (3.23)

Для определения влияния эксплуатационных факторов на топливную экономичность автомобиля вспомним, что эффективная мощность двигателя расходуется на преодоление мощностей сопротивлений:

. (3.24)

Подставив значение эффективной мощности в формулу (3.23), учитывая плотность топлива р_тв г/см³и скорость в км/ч, получимG_nв л/ 100 км:

. (3.25)

Подставив соответствующие значения мощностей N=P V_a /1000;N_w = P_wV_a /1000;N_j = P_jV_a/1000, получим

. (3.26)

При установившемся движении, когда j_а = 0, уравнение примет вид

. (3.27)

Эта формула устанавливает зависимость расхода топлива на 100 км пробега автомобиля от нагрузочных, дорожных и скоростных условий, обтекаемости автомобиля и экономичности двигателя.