Мощностной баланс автомобиля

При движении автомобиля тяговая мощность, подводимая к ведущим колесам, затрачивается на преодоление сопротивления движению. По аналогии с уравнением силового баланса можно записать уравнение мощностного баланса автомобиля:

(4.8)

Представленное уравнения выражает соотношение между тяговой мощностью на ведущих колесах и мощностями, теряемыми на преодоление сопротивления движению. Уравнение позволяет определить режим движения автомобиля в любой момент.

С помощью уравнения (4.8) строят график мощностного баланса автомобиля, включающий в себя зависимости от скорости движения эффективной и тяговой мощностей, а также мощностей, затрачиваемых на преодоление сопротивления движению.

График мощностного баланса начинают строить с кривых эффективной N_еи тяговой N_тмощностей в зависимости от скорости движения автомобиля на различных передачах (рис. 4.3, а). Далее строят кривую мощности сопротивления дороги N_д. От кривой мощности N_доткладывают вверх значения мощности N_в,затрачиваемой на преодоление сопротивления воздуха при разных значениях скорости движения.

Кривая суммарной мощности (N_д + N_в)определяет тяговую мощность, необходимую для равномерного движения автомобиля. При любой скорости движения отрезок N_з,заключенный между кривыми Ν_ти(N_д + N_в),характеризует запас мощности.

Запас мощности может быть израсходован на разгон автомобиля, преодоление дополнительного дорожного сопротивления, буксировки прицепа.

График мощностного баланса (на высшей передаче), характерный для случая движения автомобиля с ограничителем по ровной горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием и постоянным значением коэффициента сопротивления имеет свои особенности (рис. 4.3, б).

а

б

Рисунок 4.3 – Мощностной баланс автомобиля при движении на различных передачах (а) и (б) – на высшей передаче

По достижении максимальной скорости движения v_max автомобиль имеет некоторый запас мощности – N_з, благодаря которому он способен преодолевать дополнительные сопротивления и буксировать прицеп. Однако развивать ускорение и увеличивать скорость движения автомобиль не может, из-за вступления в работу ограничителя

С помощью графика мощностного баланса можно также оценить тягово‑скоростные свойства автомобиля аналогично графику силового баланса.

Максимальная скорость движения v_maxопределяется точкой пересечения кривой тяговой мощности Ν_т и суммарной кривой мощностей (N_д + N_в). Вэтой точке запас мощности равен нулю и, следовательно, ускорение также равно нулю. Скорость максимальна и ее дальнейшее увеличение невозможно.

Максимальная мощность, которую расходует автомобиль на преодоление сопротивления дороги, двигаясь равномерно, при любой скорости представляет собой разность ординат тяговой мощности и мощности сопротивления воздуха: N_{д max} = N_т – N_в = N_д + N_з.

Для нахождения максимального подъема, который может преодолеть автомобиль, строят суммарную кривую мощностей (N_к+Ν_в).

Затем определяют мощность, расходуемую на преодоление сопротивления подъему: N_п = N_т– (N_к + Ν_в). Зная мощность, необходимую для преодоления сопротивления подъему, можно найти максимальный угол α_max этого подъема.

Для оценки ускорения, которое может развить автомобиль при выбранной скорости на дороге с заданным сопротивлением, необходимо найти мощность, расходуемую на разгон автомобиля: N_и = Ν_т – (N_д + N_в ).