3.6. Малая масса автомобиля

Снижение массы у небольших автомобилей благоприятно сказывается на уменьшении сопротивления качению, а также сопротивлений при движении на подъеме и при ускорении, но не оказывает влияния на величину аэродинамического сопротивления. На рис. 6 приведены результаты расчета мощностей сопротивления качению и аэродинамического сопротивления для одного и того же автомобиля, но в одном случае - со сниженной наполовину массой, а в другом - с уменьшенным также вдвое аэродинамическим сопротивлением.

В обычном варианте, без уменьшения массы и аэродинамического сопротивления, для достижения скорости 140 км/ч автомобиль должен развить мощность на ведущих колесах, равную 40 кВт (см. рис. 4). Если его масса снижена наполовину, то для достижения этой скорости требуется уже 36,1 кВт (кривая на рис. 6). Кроме того, значительно улучшаются характеристики разгона и преодоления подъемов. Уменьшая массу автомобиля, можно получить еще целый ряд преимуществ: снижение стоимости производства, уменьшение размеров и удешевление шин, улучшение распределения нагрузки и т. д.

Наибольшие преимущества от снижения массы проявляются при малых скоростях, когда из всех видов сопротивления движению преобладает сопротивление качению. В этом случае сопротивление качению и аэродинамическое сопротивление равны, уже при скорости 40 км/ч. Относительное снижение мощности, требующейся при движении по горизонтальной дороге, показано кривой 2 на рис. 6.

Рис. 6. Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений движению: ; ; 3 - N_f + N_v автомобиль с параметрами, соответствующими указанным на рис. 4; 4 - N_v + N_f/2 - автомобиль с уменьшенной на 50% массой; 5 - N_f + N_v/2 - автомобиль с улучшенными на 50% аэродинамическими характеристиками; 6 - N_f; 7 - N_f/2

При скорости 10 км/ч экономится 64,6 % требуемой от двигателя мощности и даже при скорости 140 км/ч - все еще 9,7 %. При скорости 70-80 км/ч, т. е. при так называемой крейсерской скорости, в случае движения по шоссе, экономия затрат мощности двигателя составляет 26-30 %.

Преимущества, получаемые при уменьшении аэродинамического сопротивления на 50 %, показаны кривой 1. При скорости 10 км/ч снижение требуемой мощности составляет только 0,9 %, тогда как при 140 км/ч - более 40 %. При скоростях 70-80 км/ч экономия энергетических затрат, как и в случае снижения массы, составит 25-29 %. Динамические качества автомобиля повысятся только на больших скоростях движения, когда аэродинамическое сопротивление является преобладающим. Способность к преодолению подъемов не изменится. При высоких скоростях автомобиля уменьшение суммарного со-противления движению приближается к 50 %. Характер изменения сопротивления в этом случае показан кривой 5. При совершенствовании автомобиля обычно стараются улучшать его массовые и аэродинамические характеристики одновременно.