3.5. Сопротивление при ускорении автомобиля

Чтобы скорость автомобиля увеличилась, необходимо придать ему ускорение. Мощность, которая имеется для обеспечения ускорения, представляет собой разность между мощностью, требующейся при данных условиях для преодоления сопротивления движению, и мощностью, подводимой к ведущим колесам. Условия движения автомобиля показаны на рис. 5, где изображено изменение максимальной мощности, передаваемой от двигателя на задние ведущие колеса, при включенной четвертой (IV) или третьей (III) передаче в зависимости от скорости автомобиля. Прямой линией нанесена мощность N_f, необходимая для преодоления сопротивления качению, к которой прибавлена мощность N_v, затрачиваемая на аэродинамическое сопротивление. При этом принято, что движение происходит с постоянной скоростью. Кривой 0 % показана мощность, необходимая для движения по горизонтальной дороге. Помимо нее приведены кривые полной мощности, требуемой при движении на подъемах с уклонами 2, 5, 10, 15 и 20 %, а также на спуске с уклоном -2 %. При скорости 100 км/ч на горизонтальном шоссе необходима мощность N_R, так что при движении на четвертой передаче имеется запас мощности достаточный для преодоления подъемов около 8 % при постоянной скорости автомобиля. При езде по горизонтальному участку этот запас мощности может быть использован для ускорения автомобиля.

Рис. 5. Мощностной баланс автомобиля

При движении на третьей передаче с той же скоростью 100 км/ч запас мощности увеличился бы с 30 до 44 кВт. При езде накатом (с отключенным двигателем) на спуске с уклоном 2 % автомобиль достиг бы постоянной скорости 50 км/ч.

Приведенная диаграмма показывает зависимости отдельных составляющих от скорости при равномерном движении автомобиля. В случае переменной скорости влияние каждой из этих составляющих будет иным.

Ускорение автомобиля, которое может быть достигнуто, рассчитывается по формуле

где F - избыточная величина движущей силы; Q_r - масса автомобиля (с приведением всех вращающихся масс к диаметру колеса), кг.

Чем автомобиль легче, тем большее ускорение удается развить при одинаковой мощности двигателя.

Аэродинамическое сопротивление не зависит от массы автомобиля. Площадь фронтальной проекции автомобиля определяется формой кузова и требованиями по обеспечению комфортного расположения водителя и пассажиров на сиденьях. Например, автомобиль большого класса может быть ниже, чем малого, так как сиденья у него зачастую располагаются ниже. У автомобиля малого класса из-за его небольшой массы и длины сиденья расположены выше над полом, и поэтому расстояние между передними и задними сиденьями меньше. Более прямое расположение водителя и пассажиров в автомобиле малого класса требует его большей высоты, но меньшей длины. Площади фронтальных проекций обоих автомобилей при этом почти одинаковы, но низкий и длинный кузов автомобиля большого класса аэродинамически более выгоден.