Построение баланса 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 (78), 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 _{c x} ,                                (82)

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 _a V_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 (79) и (80), подробно развернуть выражение тяговой мощности на ведущих 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.                                           (83)

Из формулы (83) 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 учебников по теории автомобиля и в этой монографии, 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. 24).

      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. 24.   

                                                                                                                     Таблица 5

Результаты расчета мощностного баланса автомобиля КамАЗ-5510

Анализируя полученные графики мощностного баланса автомобиля  КамАЗ-5510, можно отметить, что пересечение суммарной кривой затрат мощности на преодоление сопротивления движению с кривой тяговой мощности происходит практически при одной и той же скорости, что и пересечение суммарной кривой сил сопротивления движению с кривой тяговой силы на графике тяговой характеристики. Это один из факторов, свидетельствующих о правильности произведенных расчетов, поскольку обе эти точки пересечения кривых соответствуют максимальной скорости автомобиля, а при одинаковых условиях движения эта скорость не должна зависеть от метода вычислений.