Тяговая сила Р_к на ведущих колесах автомобиля (рис. 9) при его движении затрачивается на преодоление сил сопротивления движению, т. е.

где Рφ = P_f + Р_а

Это уравнение движения называют тяговым балансом автомобиля.

Рис. 9. Схема сил, действующих на автомобиль в общем случае движения

Подставив в формулу (33) значения сил сопротивлений движению и тяговой силы, получим

Уравнение (34) решают графически. В системе координат Р — v_a наносят ряд кривых, представляющих зависимость тяговой силы от скорости на различных передачах (рис. 10), а также кривую Р_φ = f (v_a). Если принять коэффициент сопротивления качению / независящим от скорости,то графическое изображение Р_φ = f (v_a) будет прямая линия, параллельная оси абсцисс.

Для определения силы сопротивления воздуха P_w задаются значениями скорости v_a. Значения силы сопротивления воздуха P_w на графике силового баланса откладывают вверх от кривой Р_φ, т. е. значения сил сопротивлений Р_φ и P_w суммируются. Кривая Р_φ+w определяет тяговую силу, необходимую для равномерного движения автомобиля в заданных нагрузочных и дорожных условиях. Эта сила тяги обеспечивается регулированием подачи топлива или изменением передаточного числа трансмиссии.

Если сила тяги больше суммарной силы сопротивления дороги, то для равномерного движения автомобиля нужно уменьшить подачу топлива настолько, чтобы тяговая кривая для этой передачи снизилась и пересекла кривую Р_φ+w в точке, ордината которой соответствует этой скорости.

Разность Р_к — Р_φ+w (кривая Р_к проходит выше кривой Р_φ+w) представляет избыточную тяговую силу Р_и, которая может быть использована на преодоление дополнительного сопротивления движению или на разгон автомобиля. В последнем случае она будет определять силу сопротивления разгону Р_j По мере повышения скорости избыточная тяговая сила уменьшается.

Если кривая Р_к расположена ниже кривой Р_φ+w, то автомобиль может двигаться только замедленно.

Построив график избыточной тяговой силы, можно решать ряд задач по определению динамических свойств автомобиля.

Однако ввиду того, что суммарная сила сопротивления дороги и сила сопротивления разгону зависят от силы тяжести автомобиля, при пользовании графиком силового баланса нужно для различных значений G_a и φ строить каждый раз кривые Р_φ+w, что очень сложно. По тяговому балансу, кроме того, трудно сравнивать динамические свойства различных автомобилей, так как вследствие разной массы сопротивление их движению в одинаковых условиях различно.

Для анализа тяговых свойств автомобиля наиболее удобно пользоваться динамической характеристикой, предложенной академиком Е. А. Чудаковым.

Теория и конструкция автомобиля. Кленников В. М., Кленников Е. В. - 1967