6.3.3. Уравнение силового баланса пожарного автомобиля

При использовании метода силового баланса уравнение (6.17) записывается в виде

Pк = Pf + Pi +Pj +Pв (6.42)

и называется уравнением силового баланса.

Последовательность решения уравнения (6.42) методом силового баланса:

1. Сумма сил в правой части уравнения (6.42) является суммарной силой сопротивления движению пожарного автомобиля – Ρ_Σ. Поэтому запишем:

Ρ_Σ = Pf + Pi +Pj +Pв

и подставим в него значения величин сил, тогда

Ρ_Σ = f Ggcosα + Ggsinα + gGj +K_вFv²

Ρ_Σ = Gg(f cosα + sinα) + gGj +K_вFv² .

Обозначим (f cosα + sinα) = ψ – коэффициент сопротивления дороги, запишем

Ρ_Σ = [ψ + δ ј/g] Gg + K_вFv² . (6.43)

1. По формуле (6.22) вычисляется максимальная сила тяги Р_φ, которую могут обеспечить ведущие колеса ПА по сцеплению с дорогой. Сила Р_φ вычисляется с учетом перераспределения нагрузки между колесами ПА.

Двухосные и трехосные ПА при движении с подводом крутящего момента двигателя к ведущим колесам задних осей могут обеспечить по сцеплению с дорогой

(6.44)

В этом уравнении G₃₄ – масса ПА, воспринимаемая ведущими колесами.

Использование всех колес ПА для создания силы тяги позволяет увеличить Р_φ на 15 – 30 %. Максимальная сила тяги Р_φ полнопроводных ПА определяется по формуле

(6.45)

2. Проверяется выполнение неравенства (6.24)

_,

если неравенство не выполняется, то длительное (безостановочное) движение ПА на заданной передаче в известных дорожных условиях (α, f) со скоростью v и ускорением j невозможно. В зависимости от решаемой задачи изменяется один из перечисленных параметров и расчеты повторяются.

3. По формуле (6.19) вычисляется суммарная сила тяги (обозначим ее Рк), которую может обеспечить двигатель на ведущих колесах ПА. Крутящий момент двигателя М_д определяется по внешней скоростной характеристике (см. рис.6.4) или по формуле (6.7) –

Ме = 9550 H·м.

5. Необходимая для движения сила тяги Ρ_Σ , вычисленная по формуле (6.18), сравнивается с силой тяги Рк, которую может обеспечить двигатель (см. формулу 6.19).

Если Ρ_Σ < , то движение ПА возможно при неполном открытии дроссельной заслонки (карбюраторный двигатель) или при неполной подаче топлива (дизель).

Если Ρ_Σ = , то уравнение (6.36) решено и движение ПА возможно только при полном открытии дроссельной заслонки или полной подаче топлива, т. е. при использовании внешней скоростной характеристики двигателя.

Если Ρ_Σ > , то движение ПА при заданных условиях (и, α, f, v, j) невозможно – двигатель не может обеспечить необходимую силу тяги на ведущих колесах. Один из параметров – и, α, f, v или j изменяется и расчеты повторяются с п. 1.

Методом силового баланса можно определить v_max и v_min. Для этого при расчетах необходимо изменять и и v при j = 0, α = 0. Для определения α _max необходимо изменять v и α при движении ПА на первой передаче и Р_в ≈ 0. Для определения t_v метод силового баланса не применяют из-за большого объема расчетов.