Bilantul de tractiune si de putere

Bilantul de tractiune si de putere

1 Bilantul de tractiune , bilantul fortei excedentare si caracteristica de tractiune

Pe timpul miscarii rectilinii a autoturismului , bilantul de tractiune al autovehicululuii reprezinta echilibrul tuturor fortelor care actioneaza asupra acestuia la miscarea rectilinie pe un drum oarecare , avand functionarea la parametrii corespunzatori ai motorului  .

Pentru studiul performantelor autovehiculului la deplasarea pe un anumit drum, caracterizat de o inclinare longitudinala a si un coeficient al rezistentei la rulare f, caracteristica se completeaza si cu bilantul de tractiune dat de relatia:

F_r = R_r + R_p + R_c + R_d , care reprezinta echilibrul dinamic dintre forta motoare la roata si suma fortelor rezistente.

F_R = R_P +R_a + R_r +R_d unde

R_r  - forta de rezistenta la rulare R_r = G_axfxcos

R_p -  forta de rezistenta la urcarea pantei R_p = G_axsin

R_d  - forta de rezistenta la demarare R_d =

R_a  - forta de rezistenta a aerului

Pentru a rezolva probleme legate de dinamicitatea autovehiculului se propune reprezentarea bilantului de tractiune astfel:

F_ex F_r R_a=R_r R_p R_d

F_ex F_r -kAv² = f Ga cosa + Ga sin a + m _a sdv/dt

F_ex - forta excedentara la roata folosita pentru invingerea rezistentei drumului si la accelerarea autovehiculului.

Coeficientul de rezistenta la rulare f in domeniul vitezelor obisnuite ramane aproximativ constant si de aceea rezistenta la rulare este reprezentata printr-o dreapta orizontala paralela cu axa absciselor

In continuare trebuie determinata caracteristica de tractiune a automobilului care  reprezinta curba de variatie a fortei la roata . functie de viteza pentru fiecare treapta a cutiei de viteza .

F_R =

Construirea caracteristicii de tractiune se face pe baza caracteristicii exterioare a motorului privind de al curba puterii efective sau de la curba momentului motor efectiv cu relatia :

F_t = 3600xP_e

V = 0,377xr_r    sau :

F_R =

V_k =

V_k - viteza de deplasare in treapta k

i_tk = i_cvk i₀

i_cvk -raportul  de transmitere al transmisiei cand este cuplata treapta k a c.v.

Caracteristica de tractiune reprezinta curba de variatie a fortei la roata , functie de viteza pentru fiecare treapta a cutiei de viteza utilizata :

P_R = P_e x -    puterea la roata

2 Bilantul de putere  bilantul puterii excedentare si caracteristica de puterilor

Rezolvarea unor probleme legate de tractiunea automobilului este posibil si prin studiul bilantului dintre puterea dezvoltata  la rotile motoare si puterile consumate pentru invingerea rezistentelor la interioare .

Caracteristica puterilor este reprezentarea grafica a bilantului de putere functie de viteza automobilului pentru toate treptele cutiei de viteze.

Bilantul de putere al automobilului reprezinta echilibrul dinamic dintre puterea la roata P_R si suma puterilor necesare invingerii rezistentelor la inaintare, respectiv rezistenta la rulare ( Pr ), rezistenta la urcarea pantei ( Pp ), rezistenta aerului ( Pa ) si rezistenta la demaraj ( Pd ), dat de relatia:

 

P_R = unde :

P este puterea motorului ( din caracteristica externa )

h_t este randamentul transmisiei ( adoptat anterior ).

Din trasarea grafica a bilantului de putere se obtine variatia puterii excedentare precum si a celorlalte puteri pierdute . Aceasta diagrama se traseaza punand  in abscisa viteza autoturismului data de relatia :

V =

Deoarece studiul performantelor automobilului se face de obicei functie de deplasarea cu viteze constante, pe o cale orizontala in stare buna, se noteaza cu P_ro puterea consumata pentru invingerea rezistentei la rulare pe calea orizontala buna considerata cu un coeficient al rezistentei la rulare f_o = ct. pentru viteze uzuale. Deci P_ro = G_axf_oxV.

Bilantul puterilor este de forma: P = P_R - ( P_ro + P_a ) P_ex unde P_ex este o putere numita excedentara fata de deplasarea cu viteza constanta pe o cale data ( sau disponibila ). Aceasta putere este utilizata de automobil in urmatoarele scopuri: sporirea vitezei maxime, invingerea rezistentelor maxime ale caii de rulare, sporirea vitezei si invingerea rezistentelor caii.

Puterea utilizata la deplasarea cu viteza constanta pe o cale orizontala este numita Prez si se manifesta in orice conditii ( pentru invingerea rezistentei aerului si a rezistentei la rulare apare un consum permanent de putere).

Studiul performantelor dinamice cu ajutorul caracteristicii puterilor se face functie de modul de utilizare a puterilor disponibile ( sau excedentare ).

Pentru reprezentarea grafica s-a folosit expresia bilantului de puteri dat de relatia :

 data sub forma

P_ex = P_d + P_c DP_r = P_R - P_rez unde

P_rez = P_a + P_ro si DP_r = P_ro - P_r = G_a ( f_o - F_coa )

f este coeficientul rezistentei la rulare pe o alta cale diferita de cea orizontala considerata ( de obicei, pentru autoturisme: f_o

Caracteristica puterilor este reprezentarea grafica a bilantului de putere functie de viteza automobilului automobilului pentru toate treptele cutie de viteze.

Diferentele pe ordonata dintre curbele P_Ri; i = 1/5 si P_erz reprezinta puterea excedentara P_ex a automobilului functie de treapta de viteza si viteza de deplasare

P_ex P_d+ P_y L P_R - P_rez

P_rez = P_a+ P_r0

L P_R = P_r0  - P_a = Ga( f₀ - fcosa); f₀ =0.022

Pentru rezolvarea problemelor de dinamicitate a automobilului se propune reprezentarea bilantului de tractiune dat de relatia :

F_R -R_a = R_r + R_p + R_d

Partea din stanga a acestei relatii reprezinta forta disponibila sau excedentara F_ex care poate fi folosita la invingerea rezistentelor drumului si la accelerare .

Caracteristica de tractiune reprezinta curbele de variatie ale fortei la roata in functie de viteza de deplasare a automobilului .

F_RK =