logo
Тяговый расчет автомобиля

1.7 Расчет мощностного баланса

Мощностной баланс автомобиля в общем виде можно представить как:

NТ = NeЧз = NК + NП + NВ + NИ, (20)

где NТ - мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля, кВт;

Ne - мощность на коленчатом валу двигателя, кВт;

NК - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, кВт;

NП - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления подъема, кВт;

NВ - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;

NИ - мощность, затрачиваемая на преодоление сил инерции, кВт.

NК = РКЧV/1000 = mЧfЧcosбЧ V/3600 (21)

NП = РПЧV/1000 = mЧSinбЧV/3600 (22)

NВ = РВЧV/1000 = k ЧFЧV3/46656 (23)

NИ = РИЧV/1000 = mЧдврЧjЧV/3600*g (24)

где двр - коэффициент учета вращающихся масс;

б - угол подъёма дороги; б = 0.

NТ1 = 16,93 Ч 0,9 = 15,24 кВт

NТ2 = 36,25 Ч 0,9 = 32,63 кВт

NТ3 = 54,78 Ч 0,9 = 49,3 кВт

NТ4 = 69,31 Ч 0,9 = 62,38 кВт

NТ5 = 76,66 Ч 0,9 = 68,99 кВт

NТ6 = 77 Ч 0,9 = 69,3 кВт

NТ7 = 75,38 Ч 0,9 = 67,84 кВт

NК11 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 12,96/3600 = 0,09 кВт

NК12 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 25,91/3600 = 0,18 кВт

NК13 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 38,87/3600 = 0,27 кВт

NК14 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 51,82/3600 = 0,36 кВт

NК15 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 64,78/3600 = 0,45 кВт

NК16 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 68,02/3600 = 0,47 кВт

NК17 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 74,82/3600 = 0,52 кВт

NК21 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 15,36/3600 = 0,11 кВт

NК22 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 30,72/3600 = 0,21 кВт

NК23 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 46,08/3600 = 0,32 кВт

NК24 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 61,44/3600 = 0,43 кВт

NК25 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 76,8/3600 = 0,53 кВт

NК26 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 80,64/3600 = 0,56 кВт

NК27 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 88,71/3600 = 0,62 кВт

NК31 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 18,72/3600 = 0,13 кВт

NК32 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 37,45/3600 = 0,26 кВт

NК33 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 56,17/3600 = 0,39 кВт

NК34 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 74,9/3600 = 0,52 кВт

NК35 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 93,62/3600 = 0,65 кВт

NК36 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 98,3/3600 = 0,69 кВт

NК37 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 108,13/3600 = 0,75 кВт

NК41 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 21,56/3600 = 0,15 кВт

NК42 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 43,11/3600 = 0,30 кВт

NК43 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 64,67/3600 = 0,45 кВт

NК44 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 86,22/3600 = 0,60 кВт

NК45 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 107,78/3600 = 0,75 кВт

NК46 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 113,17/3600 = 0,79 кВт

NК47 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 124,49/3600 = 0,87 кВт

NК51 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 32,89/3600 = 0,23 кВт

NК52 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 65,77/3600 = 0,46 кВт

NК53 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 98,66/3600 = 0,68 кВт

NК54 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 131,55/3600 = 0,91 кВт

NК55 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 164,43/3600 = 1,14 кВт

NК56 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 172,65/3600 = 1,2 кВт

NК57 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 189,92/3600 = 1,33 кВт

NП = 1660Чsin0Ч11,61/3600 =0

NВ11 = 0,3 Ч 1,94 Ч 12,963/46656 = 0,03 кВт

NВ12 = 0,3 Ч 1,94 Ч 25,913/46656 = 0,22 кВт

NВ13 = 0,3 Ч 1,94 Ч 38,873/46656 = 0,73 кВт

NВ14 = 0,3 Ч 1,94 Ч 51,823/46656 = 1,74 кВт

NВ15 = 0,3 Ч 1,94 Ч 64,783/46656 = 3,39 кВт

NВ16 = 0,3 Ч 1,94 Ч 68,023/46656 = 3,93 кВт

NВ17 = 0,3 Ч 1,94 Ч 74,823/46656 = 5,22 кВт

NВ21 = 0,3 Ч 1,94 Ч 15,363/46656 = 0,05 кВт

NВ22 = 0,3 Ч 1,94 Ч 30,723/46656 = 0,36 кВт

NВ23 = 0,3 Ч 1,94 Ч 46,083/46656 = 1,22 кВт

NВ24 = 0,3 Ч 1,94 Ч 61,443/46656 = 2,89 кВт

NВ25 = 0,3 Ч 1,94 Ч 76,83/46656 = 5,65 кВт

NВ26 = 0,3 Ч 1,94 Ч 80,643/46656 = 6,54 кВт

NВ27 = 0,3 Ч 1,94 Ч 88,713/46656 = 8,71 кВт

NВ31 = 0,3 Ч 1,94 Ч 18,723/46656 = 0,08 кВт

NВ32 = 0,3 Ч 1,94 Ч 37,453/46656 = 0,66 кВт

NВ33 = 0,3 Ч 1,94 Ч 56,173/46656 = 2,21 кВт

NВ34 = 0,3 Ч 1,94 Ч 74,93/46656 = 5,24 кВт

NВ35 = 0,3 Ч 1,94 Ч 93,623/46656 = 10,24 кВт

NВ36 = 0,3 Ч 1,94 Ч 98,33/46656 = 11,85 кВт

NВ37 = 0,3 Ч 1,94 Ч 108,133/46656 = 15,77 кВт

NВ41 = 0,3 Ч 1,94 Ч 21,563/46656 = 0,13 кВт

NВ42 = 0,3 Ч 1,94 Ч 43,113/46656 = 1,0 кВт

NВ43 = 0,3 Ч 1,94 Ч 64,673/46656 = 3,37 кВт

NВ44 = 0,3 Ч 1,94 Ч 86,223/46656 = 8,0 кВт

NВ45 = 0,3 Ч 1,94 Ч 107,783/46656 = 15,62 кВт

NВ46 = 0,3 Ч 1,94 Ч 113,173/46656 = 18,08 кВт

NВ47 = 0,3 Ч 1,94 Ч 124,493/46656 = 24,07 кВт

NВ51 = 0,3 Ч 1,94 Ч 32,893/46656 = 0,44 кВт

NВ52 = 0,3 Ч 1,94 Ч 65,773/46656 = 3,55 кВт

NВ53 = 0,3 Ч 1,94 Ч 98,663/46656 = 11,98 кВт

NВ54 = 0,3 Ч 1,94 Ч 131,553/46656 = 28,4 кВт

NВ55 = 0,3 Ч 1,94 Ч 164,433/46656 = 55,46 кВт

NВ56 = 0,3 Ч 1,94 Ч 172,653/46656 = 64,2 кВт

NВ57 = 0,3 Ч 1,94 Ч 189,923/46656 = 85,45 кВт

Определяется по упрощенной эмпирической формуле:

двр = 1+(д1+ д2*iтр*m)/mа,

где д1 д2 (0,03-0,05);

m - полная масса автомобиля;

mа - фактическая масса автомобиля;

j - ускорение автомобиля;

j = 2,31 м/сек2.

Для первой передачи - двр1 = 1+(0,04+0,04*(4,85*1,98)*1660)/1660=1,38

Для второй передачи - двр2 = 1+(0,04+ 0,04*(4,85*1,67)*1660)/1660=1,32

Для третей передачи - двр3 = 1+(0,04+ 0,04*(4,85*1,37)*1660)/1660=1,27

Для четвертой передачи-двр4=1+(0,04+0,04*(4,85*1,19)*1660)/1660=1,23

Для пятой передачи - двр5 = 1+(0,04+ 0,04*(4,85*0,78)*1660)/1660 = 1,15

NИ11 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч12,96/3600Ч9,81 = 1,94 кВт

NИ12 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч25,91/3600Ч9,81 = 3,88 кВт

NИ13 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч38,87/3600Ч9,81 = 5,82 кВт

NИ14 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч51,82/3600Ч9,81 = 7,76 кВт

NИ15 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч64,78/3600Ч9,81 = 9,71 кВт

NИ16 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч68,02/3600Ч9,81 = 10,19 кВт

NИ17 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч74,82/3600Ч9,81 = 11,21 кВт

NИ21 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч15,36/3600Ч9,81 = 2,2 кВт

NИ22 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч30,72/3600Ч9,81 = 4,4 кВт

NИ23 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч46,08/3600Ч9,81 = 6,6 кВт

NИ24 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч61,44/3600Ч9,81 = 8,81 кВт

NИ25 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч76,8/3600Ч9,81 = 11,01 кВт

NИ26 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч80,64/3600Ч9,81 = 11,56 кВт

NИ27 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч88,71/3600Ч9,81 = 12,71 кВт

NИ31 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч18,72/3600Ч9,81 = 2,58 кВт

NИ32 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч37,45/3600Ч9,81 = 5,16 кВт

NИ33 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч56,17/3600Ч9,81 = 7,75 кВт

NИ34 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч74,9/3600Ч9,81 = 10,33 кВт

NИ35 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч93,62/3600Ч9,81 = 12,91 кВт

NИ36 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч98,3/3600Ч9,81 = 13,56 кВт

NИ37 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч108,13/3600Ч9,81 = 14,91 кВт

NИ41 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч21,26/3600Ч9,81 = 2,88 кВт

NИ42 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч43,11/3600Ч9,81 = 5,76 кВт

NИ43 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч64,67/3600Ч9,81 = 8,64 кВт

NИ44 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч86,22/3600Ч9,81 = 11,51 кВт

NИ45 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч107,78/3600Ч9,81 = 14,39 кВт

NИ46 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч113,17/3600Ч9,81 = 15,11 кВт

NИ47 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч124,49/3600Ч9,81 = 16,63 кВт

NИ51 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч32,89/3600Ч9,81 = 4,11 кВт

NИ52 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч65,77/3600Ч9,81 = 8,21 кВт

NИ53 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч98,66/3600Ч9,81 = 12,32 кВт

NИ54 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч131,55/3600Ч9,81 = 16,43 кВт

NИ55 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч164,43/3600Ч9,81 = 20,53 кВт

NИ56 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч172,65/3600Ч9,81 = 21,56 кВт

NИ57 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч189,92/3600Ч9,81 = 23,71 кВт

Составляющую мощностного баланса NИ находят для каждой передачи:

N = NeЧз - (NК + NВ)(25)

N11 = 16,93Ч0,9 - (0,09 + 0,03) = 15,12 кВт

N12 = 36,25Ч0,9 - (0,18 + 0,22) = 32,23 кВт

N13 = 54,78Ч0,9 - (0,27 + 0,73) = 48,3 кВт

N14 = 69,31Ч0,9 - (0,36 + 1,74) = 60,28 кВт

N15 = 76,66Ч0,9 - (0,45 + 3,39) = 65,15 кВт

N16 = 77,0Ч0,9 - (0,47 + 3,93) = 64,90 кВт

N17 = 75,38Ч0,9 - (0,52 + 5,22) = 62,1 кВт

N21 = 16,93Ч0,9 - (0,11 + 0,05) = 15,09 кВт

N22 = 36,25Ч0,9 - (0,21 + 0,36) = 32,05 кВт

N23 = 54,78Ч0,9 - (0,32 + 1,22) = 47,76 кВт

N24 = 69,31Ч0,9 - (0,43 + 2,89) = 59,06 кВт

N25 = 76,66Ч0,9 - (0,53 + 5,65) = 62,81 кВт

N26 = 77,0Ч0,9 - (0,56 + 6,54) = 58,51 кВт

N27 = 75,38Ч0,9 - (0,62 + 8,71) = 60,36 кВт

N31 = 16,93Ч0,9 - (0,13 + 0,08) = 15,03 кВт

N32 = 36,25Ч0,9 - (0,26 + 0,66) = 31,71 кВт

N33 = 54,78Ч0,9 - (0,39 + 2,21) = 46,7 кВт

N34 = 69,31Ч0,9 - (0,52 + 5,24) = 56,62 кВт

N35 = 76,66Ч0,9 - (0,65 + 10,24) = 58,11 кВт

N36 = 77,0Ч0,9 - (0,69 + 11,85) = 56,77 кВт

N37 = 75,38Ч0,9 - (0,75 + 15,77) = 51,32 кВт

N41 = 16,93Ч0,9 - (0,15 + 0,13) = 14,96 кВт

N42 = 36,25Ч0,9 - (0,3 + 1,0) = 31,33 кВт

N43 = 54,78Ч0,9 - (0,45 + 3,37) = 45,48 кВт

N44 = 69,31Ч0,9 - (0,6 + 8,0) = 53,78 кВт

N45 = 76,66Ч0,9 - (0,75 + 15,62) = 52,63 кВт

N46 = 77,0Ч0,9 - (0,79 + 18,08) = 50,43 кВт

N47 = 75,38Ч0,9 - (0,87 + 24,07) = 42,91 кВт

N51 = 16,93Ч0,9 - (0,23 + 0,44) = 14,57 кВт

N52 = 36,25Ч0,9 - (0,46 + 3,55) = 28,62 кВт

N53 = 54,78Ч0,9 - (0,68 + 11,98) = 36,64 кВт

N54 = 69,31Ч0,9 - (0,91 + 28,4) = 33,07 кВт

N55 = 76,66Ч0,9 - (1,14 + 55,46) = 12,39 кВт

N56 = 77,0Ч0,9 - (1,2 + 64,2) = 3,9 кВт

Таблица 4 - Значения мощностей автомобиля

mi

ne,

об/мин

V,

км/час

Ne,

кВт

Nт,

кВт

Nк,

кВт

Nп,

кВт

Nв,

кВт

Nи,

кВт

Запас

мощн., кВт

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

1000

12,96

16,93

15,24

0,09

0

0,03

1,94

15,12

2000

25,91

36,25

32,63

0,18

0

0,22

3,88

32,23

3000

38,87

54,78

49,30

0,27

0

0,73

5,82

48,30

4000

51,82

69,31

62,38

0,36

0

1,74

7,76

60,28

5000

64,78

76,66

68,99

0,45

0

3,39

9,71

65,15

5250

68,02

77,0

69,30

0,47

0

3,93

10,19

64,90

5775

74,82

75,38

67,84

0,52

0

5,22

11,21

62,10

2

1000

15,36

16,93

15,24

0,11

0

0,05

2,20

15,09

2000

30,72

36,25

32,63

0,21

0

0,36

4,40

32,05

3000

46,08

54,78

49,30

0,32

0

1,22

6,60

47,76

4000

61,44

69,31

62,38

0,43

0

2,89

8,81

59,06

5000

76,8

76,66

68,99

0,53

0

5,65

11,01

62,81

5250

80,64

77,0

69,30

0,56

0

6,54

11,56

62,20

5775

88,71

75,38

67,84

0,62

0

8,71

12,71

58,51

3

1000

18,72

16,93

15,24

0,13

0

0,08

2,58

15,03

2000

37,45

36,25

32,63

0,26

0

0,66

5,16

31,71

3000

56,17

54,78

49,30

0,39

0

2,21

7,75

46,70

4000

74,9

69,31

62,38

0,52

0

5,24

10,33

56,62

5000

93,62

76,66

68,99

0,65

0

10,24

12,91

58,11

5250

98,3

77,0

69,30

0,69

0

11,85

13,56

56,77

5775

108,13

75,38

67,84

0,75

0

15,77

14,91

51,32

4

1000

21,56

16,93

15,24

0,15

0

0,13

2,88

14,96

2000

43,11

36,25

32,63

0,30

0

1,00

5,76

31,33

3000

64,67

54,78

49,30

0,45

0

3,37

8,64

45,48

4000

86,22

69,31

62,38

0,60

0

8,00

11,51

53,78

5000

107,78

76,66

68,99

0,75

0

15,62

14,39

52,63

5250

113,17

77,0

69,30

0,79

0

18,08

15,11

50,43

5775

124,49

75,38

67,84

0,87

0

24,07

16,63

42,91

5

1000

32,89

16,93

15,24

0,23

0

0,44

4,11

14,57

2000

65,77

36,25

32,63

0,46

0

3,55

8,21

28,62

3000

98,66

54,78

49,30

0,68

0

11,98

12,32

36,64

4000

131,55

69,31

62,38

0,91

0

28,40

16,43

33,07

5000

164,43

76,66

68,99

1,14

0

55,46

20,53

12,39

5250

172,65

77,0

69,30

1,20

0

64,20

21,56

3,90

5775

189,92

75,38

67,84

1,33

0

85,45

23,71

-18,94

Рисунок 3 - График мощностного баланса автомобиля Volkswagen Polo Sedan