По методу  академика А.Е.Чудакова силовой баланс строят, зная тяговую характеристику автомобиля и силы сопротивления дороги и воздуха.

 Уравнение  силового баланса имеет вид: 

  Р_Т=Р_д+Р_в+Р_u (Н),

где Р_Т – сила тяги на ведущих колёсах, Н;

       Р_д – сила сопротивления дороги, Н;

       Р_в – сила сопротивления воздуха, Н;

       Р_u – сила инерции автомобиля, Н.

      Тяговую силу на ведущих колёсах  автомобилях определяют по выражению:

 

       .    (Н), 

     где   Т_е – эффективный момент, Н∙м;

            U_k – передаточное число коробки передач;

            U_г.п. – Передаточное число главной передачи;

            U_д – передаточное число раздаточной коробки передач (U_д =1);

             r_k – статический радиус колеса, м;

             η_тр – КПД трансмиссии.

Величину силы тяги определяем на всех передачах.

Силу сопротивления  дороги определяют по выражению: 

        Р_д=G_a∙ψ (Н), 

где  G_a – вес автомобиля, кг;

        Ψ – коэффициент суммарного сопротивления дороги. 

Сила сопротивления  воздуха рассчитывается по формуле: 

       (Н), 

где  К –  коэффициент сопротивления воздуха, Н∙с²/м⁴;

       F – лобовая площадь автомобиля, м²;

      V_a – скорость автомобиля, км/ч. 

Скорость автомобиля на каждой передаче определяется по формуле:

       (км/ч), 

где n_e – текущие обороты коленчатого вала двигателя, об/мин;

       r_k –статический радиус колеса, м;

       U_г.п. – передаточное отношение главной передачи;

     

 U_k – передаточное отношение коробки передач;

       U_д – передаточное число раздаточной коробки (U_д =1). 
 

Рассчитанные  величины сводятся в таблицу 2 и таблицу 3;

Пользуясь рассчитанными  данными, строят силовой баланс автомобиля. 

Таблица 2

 

Таблица 3

 

 

Рисунок 2 – Тяговый  баланс автомобиля. 
 
 
 

2.   Динамическая характеристика автомобиля

 

           Зависимость динамического фактора  при полной нагрузке от  

          скорости движения автомобиля  на различных передачах называется

          динамической характеристикой автомобиля.

           Динамический фактор  D  является оценочным параметром

          тяговых  качеств  всех автомобилей.

            Сравнение различных по конструкции  автомобилей, с точки 

           зрения их динамичности, производится  по значению  D_max на низшей

           передаче.

            Динамический фактор определяют при полной нагрузке

           автомобиля по формуле: 

        

С помощью  полученных данных рассчитываем динамический фактор автомобиля.

Результаты  расчётов занесём в таблицу:

Таблица 4.

 

 Методика  построения динамического паспорта  подробно изложена в учебнике /4/.

Рисунок 3 – Динамическая характеристика автомобиля. 
 
 

3.   Мощностной баланс  автомобиля:

 

          По аналогии с уравнением силового  баланса уравнение мощностного  баланса можно

        написать в следующем виде: 

                                        N_T =  N_d  +  N_b + N_u   (кВт). 

                Решить это уравнение можно графически, для чего строят график мощностного баланса. На этот график наносят зависимости на всех передачах, мощности двигателя ( N_e) на высшей передаче,  мощности заданного дорожного сопротивления (N_d) и суммарной

мощности дорожного  и воздушного сопротивления (N_d + N_b ) от  скорости движения автомобиля.

          Тяговая мощность определяется  по уравнению: 

                                        N_T  = N_е ^. η _TP (кВт). 

           И строится на каждой передаче  в зависимости от скорости  движения, соответствующей частоте  вращения, для которой определялась  мощность по скоростной характеристик.

           Эффективная мощность двигателя  (N _е) строится в зависимости от скорости движения только на высшей передаче. 

           Мощности дорожного сопротивления  и сопротивления воздуха рассчитывают  в зависимости от скорости  автомобиля по уравнениям: 

 

N_T=N_υ+N_b+N_u   (кВт).

     Тяговая  мощность автомобиля определяется  по формуле:

N_T= N_е∙η_тр.∙(кВт).

     Определим  мощности дорожного сопротивления  и сопротивления воздуха в  зависимости от скорости автомобиля:

                кВт,                                      кВт.

Полученные значения заносят в таблицы 5 и 6 по ним строят график  мощностного баланса.

Таблица 5.

 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 6.

 

 

Рисунок 4 – Мощностной баланс автомобиля. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.   Ускорение автомобиля.

Расчёт ускорения  автомобиля производится по формуле: 

              

где j – ускорение автомобиля, м/с²;

      ψ – коэффициент сопротивления дороги, соответствующий расчётной скорости движения автомобиля;

      g – ускорение свободного падения, м/ с²;

      δ – коэффициент учёта вращающихся  масс, определяемый по уравнению:

               δ=1,03+B∙U_k².

Для грузовых автомобилей выбираем В=0,05.

     Полученные  величины ускорения для всех  передач автомобиля сводят в  таблицу 7. пользуясь ими, строят график ускорения  автомобиля. 

Таблица 7.