2.8. Уравнение мощностного баланса

Умножив левую и правую части уравнения силового баланса (57) на скорость движения, получим уравнение мощностного баланса автомобиля:

N_i = N_д + N_o + N_тр + N_f + N_α +N_w + N_j + N_кр. (66)

Так как разница между индикаторной мощностью N_i и затратами мощности на преодоление внутренних сопротивления (N_д) есть так называемая эффективная мощность двигателя, то уравнение мощностного баланса можно представить и так:

N_e = N_o + N_тр + N_f + N_α +N_w + N_j + N_кр. (67)

Если в левую часть уравнения (67) перенести величину мощности, теряемой на привод вспомогательного оборудования N_o и в трансмиссии (N_тр), то получим еще одно уравнение мощностного баланса:

N_т = N_f + N_α +N_w + N_j + N_кр, (68)

где N_т - тяговая мощность автомобиля.

Тяговая мощность - это та часть индикаторной мощности двигателя, которая используется автомобилем для преодолевания внешних сопротивлений движению и ускорения.

2.9. Распределение нормальных реакций дороги на передние и задние колеса

Определим нормальные реакции, действующие на колеса автомобиля стоящего на горизонтальной дороге, и которые определяются весом автомобиля и положением его центра тяжести по формулам:

R_z1^ст = G_a ; (69)

R_z2^ст = G_a , (70)

где а, В - расстояние от центра тяжести автомобиля соответствен­но до

переднего и заднего моста, м;

L – расстояние между осями (база) автомобиля, м.

Если автомобиль находится в движении или на наклонной поверхности, то к нему прикладываются продольные силы, например, сопротивление прицепа (Р_кр = Р_пр), сопротивление подъему (Р_), сопротивление воздуха (Р_w) и др. Это вызывает перераспределение сил давления между передними и задними колесами автомобиля и соответствующее перераспределение нормальных реакций.

Для нахождения нормальных реакций на передние и задние колеса двухосного автомобиля необходимо составить два уравнения сил и моментов:

R_z1 + R_z2 = G_aсоs. (71)

Второе уравнение можно получить, составляя моменты сил, действующие в продольной плоскости, относительно какой-либо поперечной оси:

R_z2L - G_aсоs а - P_wh_w - P_jh_цт - P_прh_кр - Ph_цт –M_f = 0; (72)

R_z1L - G_aсоs В + P_wh_w + P_jh_цт + P_прh_кр + Ph_цт + M_f = 0. (73)

Откуда R_z1 и R_z2:

R_z1 = G_a cos - ; (74)

R_z2 = G_a cos + , (75)

где h_w – высота метацентра;

h_цт – высота центра тяжести;

h_кр – высота расположения крюка.

В формулах (74) и (75) выражения в квадратных скобках представляют собой безразмерные коэффициенты, которые показывают, во сколько раз нормальные реакции на колеса больше аналогичных реакций при статическом положении автомобиля на горизонтальной дороге. Указанные величины называют коэффициентами изменения нормальных реакций. Таким образом, значения нормальных реакций можно выразить формулами:

R_z1 = R_z1^ст m₁; (76)

R_z2 = R_z2^ст m₂. (77)

При большой скорости движения автомобиля, разгоне, движении на подъем, буксировании прицепа m₁ < 1, а m₂ > 1, т.е. давление передних колес на опорную поверхность становится меньше, а задних больше. Наоборот, при движении под уклон, при резких торможениях m₁ > 1, m₂ < 1, т.е. давление передних колес на дорогу возрастает, а задних снижается.