Графики мощностного баланса
Для определения параметров тяговых свойств автомобиля используется уравнение мощностного баланса
(3.6)
где Nк – тяговая мощность на ведущих колесах автомобиля;
Nд – мощность, затрачиваемая на преодоление суммарного дорожного сопротивления;
Nв – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха;
Nи – мощность, затрачиваемая на разгон поступательных и вращательных масс автомобиля.
Для графического решения уравнения (3.6) строят график в координатах N и Va. На графике наносятся следующие кривые:
– зависимость расчетной мощности 
от скорости движения на каждой передаче;
– зависимость тяговой мощности Nк от скорости движения на каждой передаче;
– зависимость мощности дорожного сопротивления Nд от скорости движения;
– зависимость суммарной мощности, затрачиваемой на преодоление дорожного сопротивления Nд и сопротивления воздуха Nв от скорости движения.
Расчетная мощность отличается от мощности, определяемой по внешней скоростной характеристике, поскольку последняя получается при условиях отличных от условий работы двигателя в процессе эксплуатации автомобиля. При снятии внешней характеристики от двигателя отключаются вентилятор, радиатор, глушитель и вспомогательное оборудование (компрессор, насос гидроусилителя и др.). Полученные при испытаниях значения Ме и подсчитанные значения Ne приводятся к стандартным атмосферным условиям. Поэтому при построении кривых 
, указанные на внешней характеристике значения мощности надо умножить на коэффициент Кр, меньший единицы. Этот коэффициент различен для двигателей и автомобилей разных конструкций, зависит от условий эксплуатации, а для одного и того же автомобиля является функцией частоты вращения коленчатого вала. В приближенных расчетах его следует принимать постоянным и равным: для легковых автомобилей Кр = 0,9; для грузовых двухосных Кр = 0,88; для многоосных Кр = 0,85 и для автобусов Кр = 0,83.
Определив на некоторой частоте вращения двигателя значение 
, находим соответствующую этой частоте скорость движения автомобиля по формуле
км/ч, (3.7)
где 
UТ – передаточное число трансмиссии на каждой передаче;
; (3.8)
rк – радиус качения колеса, м;
nе – частота вращения двигателя, мин-1;
Uг, Uк, Uрк – передаточные числа соответственно главной передачи, коробки передач и раздаточной коробки (делителя).
Радиус колеса можно принимать равным статическому радиусу по ГОСТ на шины.
Полученные для различных значений частот вращения двигателя величины заносят в таблицу, а затем определяют величину тяговой мощности Nк по формуле
, (3.9)
где 
– КПД трансмиссии автомобиля.
Мощность, затрачиваемая на преодоление дорожных сопротивлений, в зависимости от скорости движения автомобиля определяется по формуле
кВт, (3.10)
где Ga – масса автомобиля, кг;
ψ – суммарный коэффициент сопротивления дороги;
Va – скорость автомобиля , км/ч;
g = 9,8 м/с2 – ускорение свободного падения.
Значения Nд подсчитываются для горизонтальной асфальтированной дороги, следовательно ψ = f . Величину коэффициента сопротивления качению при малой скорости, до 60 км/ч рекомендуется принимать в зависимости от типа автомобиля:
– для легковых автомобилей f0 = 0,015;
– для двухосных грузовых автомобилей и автобусов f0 = 0,018;
– для трехосных грузовых автомобилей и автобусов f0 = 0,02;
– для полноприводных автомобилей и автобусов f0 = 0,025.
При скорости движения большей 60 км/ч коэффициент сопротивления качению f рекомендуется определять по формуле
(3.11)
Для построения кривой суммарной мощности 
необходимо предварительно рассчитать значения мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивления воздуха
кВт, (3.12)
где Fа – площадь лобового сопротивления,м2;
Vа – скорость автомобиля, км/ч;
k – коэффициент обтекаемости, Н·с2/м4.
Приближенно площадь лобового сопротивления определяется по формуле:
– для грузовых автомобилей и автобусов 
;
– для легковых автомобилей 
,
где В – колея автомобиля;
Вг и Нг – габаритные ширина и высота автомобиля.
При скорости автомобиля до 30 км\ч величину Nв можно принимать равной нулю, так как ее значения практически малы. Результаты расчетов параметров для построения графиков мощностного баланса сводятся в таблицу 3.2.
Таблица 3.2
| Параметры | Размерность | Значения параметров | ||||||||
| ne | мин-1 | из таблицы 1 | ||||||||
| 1-я передача Uk= | Va | км/ч | ||||||||
| кВт | |||||||||
| Nk | кВт | |||||||||
| 2-я передача Uk= | Va | км/ч | ||||||||
|
| кВт | |||||||||
| Nk | кВт | |||||||||
| 3-я передача Uk= | Va | км/ч | ||||||||
|
| кВт | |||||||||
| Nk | кВт | |||||||||
| 4-я передача Uk= | Va | км/ч | ||||||||
|
| кВт | |||||||||
| Nk | кВт | |||||||||
| 5-я передача Uk= | Va | км/ч | ||||||||
|
| кВт | |||||||||
| Nk | кВт | |||||||||
| f | ||||||||||
| Nд | кВт | |||||||||
| Nв | кВт | |||||||||
|
| кВт |
На рис.3.2 в качестве примера приведен график мощностного баланса автомобиля.
|
Рис. 3.2. Мощностной баланс автомобиля с 4-х ступенчатой коробкой передач
Количество кривых и Nk на графике соответствует количеству передач в трансмиссии автомобиля.