График силового баланса автомобиля (тяговая диаграмма)

Сгруппируем в левой части члены, являющиеся известными функциями от V_a, не зависящими от дорожных условий. Такими членами являются тяговая сила Р_T и сила сопротивления воздуха Р_в.

Разность Р_т - Р_в = Р_св называют свободной окружной силой.

Уравнение силового баланса в этом случае запишется так:

. (48)

Силы Р_т, Р_в и Р_св при каждом фиксированном значении V_a зависят только от конструктивных параметров автомобиля и поэтому в координатах P₁ V_a может быть построен график P_т = f(V_a) и Р_св = f₁(V_a), постоянный для автомобиля с заданными параметрами. Каждая кривая этого графика (рис. 15) характеризует зависимость от V_a тяговой силы (сплошные кривые) и свободной окружной силы (пунктирные кривые) для различных ступеней коробки передач.

Сила Р_д является известной функцией от дорожных условий. Если можно пренебречь зависимостью от скорости коэффициента сопротивления качению f (малые скорости), то Р_д не зависит от V_a. При больших скоростях движения для подсчета функциональной зависимости Р_д = Ф(V_а) можно воспользоваться эмпирической зависимостью, связывающей f и V_a например, формулой (22).

Сила Р_и, являющаяся искомой функцией от скорости движения и дорожных условий, может быть найдена как разность .

Вычитание может быть произведено графически.

Нанесем на графике рис. 13 зависимость . Если f = const, то это будет прямая, параллельная оси абсцисс. Если , то сила Р_д увеличивается с увеличением скорости движения.

Ординаты, заключенные между кривыми и в принятом масштабе равны Р_и.

Рис. 13. График силового баланса автомобиля

Зная величину силы Р_и, можно определить величину ускорений, которые может развивать автомобиль при различных скоростях движения на дороге с заданным коэффициентом ψ.

В точке пересечения кривых и ускорение j_a = 0 и, следовательно, абсцисса этой точки определяет максимальную скорость движения автомобиля при заданных дорожных условиях.

При помощи такого графического метода можно также определять подъемы, преодолеваемые автомобилем на различных скоростях движения по различным дорогам, максимальные значения подъемов, преодолеваемых на различных передачах и др.

График (рис. 13) называют графиком силового баланса или тяговой диаграммой автомобиля.

Рис.14. График силового баланса с номограммой нагрузок

Для облегчения графических расчетов проф. А.Н. Островцев предложил следующий номографический метод (рис. 14): слева и справа от графика силового баланса строятся номограммы, позволяющие производить графическое умножение веса автомобиля на коэффициенты f или ψ (левая номограмма) и веса, приходящегося на ведущие колеса, на коэффициент сцепления (правая номограмма).

По оси абсцисс обеих номограмм откладываются безразмерные величины: слева – в пределах, в которых для данного автомобиля могут изменяться значения ψ, а справа – в пределах, в которых могут изменяться значения .

Наклонные прямые левой номограммы позволяют найти произведение любой безразмерной величины, отложенной по оси абсцисс, на вес автомобиля при полезной нагрузке Н %. Наклонные прямые правой номограммы позволяют найти произведение коэффициента сцепления на вес, приходящийся на ведущие колеса автомобиля при полезной нагрузке Н %.

Для того чтобы найти , или , или при заданном значении Н, достаточно по левой номограмме определить ординату точки с абсциссой, равной заданному ψ, f , или i наклонной прямой, соответствующей заданному Н. Таким же образом по правой номограмме определяется

В остальном метод определения параметров, характеризующих тяговые свойства автомобиля, не отличается от описанного выше метода графического решения с помощью обычного графика силового баланса.