Силовой баланс ТС

При сгорании топлива в двигателе выделяется энергия, которая преобразуется в механическую работу. Величина этой механической

работы называется индикаторной работой двигателя. Индикаторная работа,  совершаемая  в  единицу  времени,  является  индикаторной

мощностью двигателя. Индикаторная мощность двигателя расходуется на преодоление всех видов потерь, образующихся при работе силовой установки как при движении СТС, так и при выполнении работ на  стоянке,  обусловленных  назначением  СТС.  Т.е.  индикаторная мощность представляет собой сумму следующих мощностей: мощность, затрачиваемая на преодоление механических потерь в двигателе; мощность, затрачиваемая на привод вспомогательного оборудования; мощности, затрачиваемые на преодоление сопротивлений в трансмиссии и качению шин; мощность, затрачиваемая на преодоление инерции вращающихся инерционных масс; мощность, затрачиваемая на преодоление потерь, связанных с контактом колеса с опорной поверхностью; мощность, затрачиваемая на аэродинамическое сопротивление; мощность, необходимая для преодоления инерционных масс ТС, совершающих поступательное движение; мощность, затрачиваемая на преодоление подъемов.

Между мощностью, моментом и силами, приведенными к колесам

ТС при отсутствии буксования колес, имеется соотношение

Ni = Miω = PiωrК/UTP,         (75)

или                Pi = MiUTP/rК,

где Ni, Mi, Pi соответственно индикаторные мощность, момент и сила;

ω частота вращения коленчатого вала двигателя; rК –радиус качения колеса ТС; UTP – передаточное число трансмиссии.

Соотношения между силами, приведенными к колесам ТС, и крутящими моментами, приложенными к двигателю и трансмиссии, а также между угловыми скоростями элементов от коленчатого вала к движителю и поступательной скоростью ТС, при отсутствии буксования колес, будут следующими:

Mfi = PfirК; J∑dω/dt = PJrК; ω = VUTP/rK; ωK = ω/UTP,

где Pfi  – сила сопротивления качению колес ТС; J∑  приведенный к колесам ТС момент инерции движущихся частей двигателя, вспомогательного оборудования и трансмиссии; PJ – сила, приведенная к колесам и характеризующая моменты, возникающие при изменении угловой скорости колес, вращающихся элементов трансмиссии и двигателя; ωK – угловая скорость колес ТС; V – скорость поступа-тельного движения ТС.

Суммируя затраты индикаторной мощности двигателя на преодоление всех видов потерь при движении ТС и приводя мощность через крутящие моменты, с использованием представленных выше соотношений, к соответствующим силам, приведенным к движителям ТС, получим силовой баланс ТС

Pi = Pfi + PП + PB + PJ + РКР,                                    (76) где Pfi = ∑fiRZi – сила сопротивления качению колес; RZi – нормальная реакция на колесах; fi – коэффициент сопротивления качению колес; PП  = Gasinα сила сопротивления подъему; Ga  сила тяжести ТС; α угол подъема; PB  = КВFV2

– сила сопротивления воздуха; КВ  – коэффициент обтекаемости; F – площадь лобового сопротивления; V –

скорость движения ТС; PJ = I∑dω/rKdt = maδBPdV/dt – приведенная сила инерции; δBPкоэффициент учета вращающихся масс; ma – масса ТС; РКР – сила сопротивления движению прицепного звена  (сила в сцепном устройстве ТС).

Материал взят из книги Расчет тягово-скоростных свойств и топливной экономичности специальных транспортных средств (А.М. Петренко)