Мощностной баланс автомобиля

Равенство мощности двигателя и мощностей сопротивления движению представляет собой мощностной баланс автомобиля.

Записывается он следующим образом

N_e = (N_f + N_h + N_w + N_j) × , (48)

где N_е – мощность двигателя; N_f – мощность сопротивления качению колес;

N_w – мощность сопротивления воздуха; N_j – мощность сопротивления инерции автомобиля; h_тр – кпд трансмиссии.

В развернутом виде мощностной баланс (кВт) можно записать

, (49)

где Р_Т – сила тяги, создаваемая колесами автомобиля, Н; V – скорость автомобиля, м/с; G_а – вес автомобиля, Н; g – ускорение свободного падения, м/с².

Остальные обозначения приводились ранее.

Мощность измеряется в ваттах, киловаттах или в лошадиных силах: 1 кВт = 1,36 л.с. или 1 л.с. = 0,736 кВт. Один ватт равен произведению силы в одии ньютон на скорость в один метр за секунду, что соответствует тепловой энергии 1 дж/с. (1 джоуль равен 0,239 калориям). За час работы двигателя для создания мощности в 1 кВт нужно теплоты 3600 кдж. Но с учетом потерь тепла, оцениваемых эффективным кпд двигателя, тепла нужно в 3-5 раз больше.

Как и другие тягово-скоростные характеристики автомобиля, мощностной баланс часто выражается графически. На рис.49 показано изменение мощности N_к1, N_к2 , N_к3 , N_к4 , N_к5 на ведущих колесах автомобиля на 1-ой, 2-ой, 3-ей, 4-ой и 5-ой передачах в коробке передач, а также мощности сопротивления качению колес N_f1, N_f2 и воздуха N_w в зависимости от скорости движения автомобиля V.

Графическое представление мощностного баланса позволяет иметь наглядную картину скоростных возможностей автомобиля в различных дорожных условиях, быстро определить максимальную скорость дви- Рис. 49. Мощностной баланс автомобиля

жения и запас мощности двигателя на всех передачах в коробке передач, иметь наглядную картину скоростных возможностей автомобиля в различных дорожных условиях

На рис. 49 показаны изменения мощности N_к1, N_к2 , N_к3 , N_к4 , N_к5 на ведущих колесах автомобиля на 1-ой, 2-ой, 3-ей, 4-ой и 5-ой передачах в коробке передач, мощности сопротивления качению колес N_f1, N_f2 и воздуха N_w при различной скорости движения V.

Максимальные значения мощности для всех передач на рис.49 располагаются на одном уровне. В действительности же из-за снижения кпд при высокой скорости мощность несколько снижается.

Скорость автомобиля для построения графика мощностного баланса может быть найдена с помощбю выражения

V = 0,377× ,

где V – скорость автомобиля, км/ч; r_к – радиус качения колеса, м; n_е – частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин; и_тр – передаточное число трансмиссии, равное произведению передаточного числа передачи в коробке передач – и_кп , в раздаточной коробке – и_рк; главной передачи – и_гп .

Тягово-скоростные качества автомобиля характеризуются его у д е л ь н о й м о щ н о с т ь ю, т.е. мощностью двигателя, приходящейся на 1 тонну полной массы автомобиля. Удельная мощность легковых автомобилей равна 20...120 квт/т; грузовых – 8...30 квт/т, автопоездов – 4...10 квт/т, автобусов – 7...15 квт/т.

Удельная мощность должна быть достаточно высокой. Считается, если удельная мощность ниже 5-7 квт/т, автомобиль сдерживает движение на подъемах и создает опасную обстановку из-за необходимости обгонять его другими автомобилями.

На высоте из-за ухудения наполнения цилиндров максимальная мощность двигателя снижается и может быть определена по следующей зависимости:

N_в = N_emax ×(1 – ),

где N_в – мощность двигателя на высоте; N_emax – мощность двигателя на уровне моря; h_м – механический кпд двигателя (0,7- 0,8); m – отношение давлений возжуха на высоте и на уровне моря; b – отношение температур на высоте и на уровне моря.

На каждые 500 метров высоты мощность двигателя уменьшается в среднем на 8 %,