Тяговый баланс автомобиля

Уравнение движения

Равенство силы тяги на колесах и сил сопротивления движению называется тяговым балансом автомобиля, который для разгона можно записать

Р_т = Р_f+ Р_h + Р_w + Р_j, (35)

где Р_f – сила сопротивления качению колес автомобиля; Р_h – сила сопротивления подъема; Р_w – сила сопротивления воздуха; Р_j – сила инерции автомобиля.

Тяговый баланс автомобиля называется также уравнением движения автомобиля. В развернутом виде тяговый баланс может быть записан следующим образом:

= G_a × f ×cos a + G_a×sin a + × d × , (36)

где d – коэффициент учета вращающихся масс автомобиля; f - коэффициент сопротивлния качению; h_тр – кпд трансмиссии; – ускорение автомобиляи.

Используя тяговый баланс, можно определить целый ряд параметров, касающихся динамики и условий движения автомобиля, например, необходимые передаточные числа агрегатов трансмиссии, ускорение при разгоне и др.

Для наглядности и удобства использования тяговый баланс обычно изображают графически (рис. 43), где Р_к1, Р_к2, Р_к3, Р_к4 – силы тяги на колесах при включенных 1-ой, 2-ой, 3-ей и 4-ой передач; Р _f + Р_w – сумма сил сопротивлений качению колес и воздуха; Р_j – сила инерции.

Пересечение кривых Р_к и Р _f + P_w= P_y на рис. 43, с помощью которых показывается изменение сил тяги и сил сопротивления, дает возможность определить максимальную скорость движения в рассматриваемых условиях, а также определить возможную силу для преодоления инерции автомобиля Р_j в случае разгона.

Рис. 43. Тяговый баланс автомобиля

. 9. Динамический фактор автомобиля

Удельную силу тяги, приходящуюся на единицу силы тяжести автомобиля, принято называть динамическим фактором автомобиля – D, Н/Н:

D = . (37)

Выражение (35) запишем в форме:

Р_т – Р_w = Р _f + Р_h ± Р_j.

Сила инерции может быть движущей или тормозящей: знак "+" перед Р_j – для движения с ускорением, знак " – " – с замедлением. Поделив обе части последнего выражения на G_a и записав вместо Р _f + Р_h = P_y, для горизонтальной дороги получим

D = = = y ± × . (38)

При равномерном движении = 0, выражение (38) принимает вид D = y,

т.е. значение коэффициента общего дорожного сопротивления y равно динамическому фактору автомобиля D.

Графическое изображение изменения динамического фактора в зависимости от скорости движения при различных включенных передачах в коробке передач называется динамической характеристикой автомобиля (рис. 44). На этом же графике наносятся кривые изменений коэффициента общего дорожного сопротивления y в зависимости от скорости. Точка пересечения кривых для D и y дает возможность определить максимальную скорость автомобиля в рассматриваемых условиях.

Максимальное значение динамического фактора на первой передаче для автомобилей с колесной формулой 4х2 бывает в пределах 0,25...0,4 – для легковых и 0,3...0,5 – для грузовых. Для полноприводных автомобилей динамический фактор может достигать 0,7 и равняться коэффициенту сцкпления φ.

При максимальной скорости движения значения динамического фактора составляют 0,015...0,03 для легковых и 0,03...0,035 – для грузовых автомобилей.

Рис. 44. Динамическая характеристика

автомобиля

Коэффициент общего дорожного сопротивления y при движении на подъеме, когда используется сила инерции автомобиля, можно определить следующим образом:

y = D + . (39)

При движении с постоянной скоростью y = D.

Если известны динамический фактор автомобиля и коэффициент сопротивления дороги, угол максимального подъема при постоянной скорости может быть определен следующим образом:

y = f × cos a + sin a = f × + sin a = D.