Баланс мощности автомобиля

Балансом мощности называется уравнение, показывающее распределение подводимой к ведущим колесам мощности Р_т по видам сопротивления. Уравнение мощностного баланса по своей структуре подобно уравнению тягового баланса (66), а получаем мы его путем умножения каждого члена уравнения тягового баланса на скорость движения автомобиля V_a

Р_т = Р_f + Р_a +Р_wx + P_jx + P_cx , (70)

где Р_т = F_т V_a – тяговая мощность на ведущих колесах; Р_f = F_f V_a – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению; Р_a = F_aV_a – мощность, затрачиваемая на преодоление подъема; Р_wx = F_wxV_a – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха; Р_jx = F_jxV_a – мощность, затрачиваемая на разгоны; Р_сх = F_cxV_a – мощность, затрачиваемая на буксирование прицепа.

Если, принимая во внимание формулы (67) и (68), подробно развернуть выражение тяговой мощности на колесах (Р_т = F_т V_a ), получим

Р_т = (Т_е u_тр h_тр /r_д )(w_е r_к / u_тр ) = Т_е w_е h_тр r_к /r_д = Р_е h_тр r_к /r_д.

Но при установившемся движении (см. п. 1.5) Р_е h_тр = Р_к , тогда получаем соотношение между тяговой мощностью и мощностью, подводимой от двигателя к ведущим колесам автомобиля

Р_т = Р_к r_к / r_д . (71)

Из формулы (71) видно, что при отсутствии буксования ведущих колес, т.е. при r_к = r_д , тяговая мощность (Р_т) и мощность, подводимая к ведущим колесам (Р_к ) равны между собой. Таким образом, соотношение r_к / r_д£ 1 , встречающееся во многих формулах этого учебника, учитывает потерю мощности на буксование ведущих колес автомобиля.

Так же, как и уравнение тягового баланса, уравнение мощностного баланса может быть представлено в виде графика в координатах тяговая мощность Р_т (или Р_к ) – скорость автомобиля V_a. Проще всего можно построить эти графические зависимости, используя расчеты и табличные данные, полученные при построении тяговой характеристики автомобиля.

Пример. Построить график мощностного баланса автомобиля КамАЗ-5510 c шинами 240/70R22,5.

Исходные данные. Все необходимые исходные для расчетов данные содержатся в табл. 4 (п. 1.10).

Порядок действий.

1. Производим вычисления Р_к= Р_т = Р_е h_тр для всех выбранных при построении тяговой характеристики значений w_е в диапазоне от w_min до w_max (или w_огр) и заносим результаты в табл. 5 ( КПД трансмиссии h_тр определен в примере п. 1.10 ; поскольку специальных указаний нет, считаем, что буксование ведущих колес отсутствует, т.е. r_к= r_д ) .

2. Строим в координатах Р_к (Р_т ) – V_a графики Р_к для всех вариантов передаточных чисел в трансмиссии (в данном случае – для всех значений передаточных чисел в коробке передач u_кп ), используя данные табл. 4 о скоростях движения автомобиля на соответствующей передаче в коробке передач (рис. 23).

3. Вычисляем мощности, затрачиваемые на преодоление сопротивления качению Р_f = F_f V_a , мощности, затрачиваемые на преодоление сопротивления воздуха Р_wx = F_wx V_a и определяем их суммы Р_f +Р_wx при тех же скоростях движения, при которых были произведены расчеты Р_к на высшей передаче в коробке передач. Результаты расчетов сводятся в табл. 5 и по ним строятся графические зависимости Р_f = f (V_a) и Р_f + P_wx = f (V_a), которые показаны на рис. 23.

Таблица 5