6.1.8. Уравнение мощностного баланса пожарного автомобиля

Метод мощностного баланса основан на анализе использования мощ­ности двигателя при движении ПА. По аналогии с уравнением силового баланса уравнение мощностного баланса ПА можно записать в следую­щем виде

(6.41)

где N_д—мощность, которая передается от двигателя к трансмиссии ПА; N_тр — мощность, затрачиваемая на преодоление трения в трансмиссии; N_по — мощность, затрачиваемая на привод пожарного оборудования (например, насоса, механизма прокладки и сборки рукавных ли­нии) при движении ПА.

После учета расхода мощности двигателя на работу дополнитель­ного оборудования базового шасси (коэффициентом К_с) и на трение в трансмиссии (учитывается коэффициентом η) (6.14), (6.19), (6.23) и (6.26) уравнение (6.41) можно преобразовать к виду

(6.42)

Графическое решение уравнения мощностного баланса для опреде­ления скорости движения ПА на первой и второй передачах с одновре­менной подачей воды из цистерны через лафетный ствол приведено на рис. 6.6.

Внешняя скоростная характеристика двигателя N_e(n) (рис.5.9) построена в координатах N — υ. При построении зависимости N_e(υ) (рис. 6.6, поз. 1) предполагается, что нет пробуксовки ведущих колес ПА и для пересчета n_д в υ и наоборот можно использовать формулу (6.40).

Вниз от N_e(υ) отложена мощность, которая затрачивается на преодо­ление трения в трансмиссии и на обеспечение работы дополнительного оборудования базового шасси. Для движения ПА и привода насоса может быть использована мощность К_сηN_e (рис. 6.6, поз. 2).

Мощность N_по отложена вниз от мощности К_сηN_e. Мощность N_по, затрачиваемая на привод пожарного центробежного насоса, пропорцио­нальна третьей степени частоты вращения рабочего колеса насоса. За­висимость N_e(n), а следовательно, и зависимость К_сηN_e в координатах N— υ (рис. 6.6, поз. 2) также представляет собой многочлен третьей степени (формула 5.11). Поэтому зависимость мощности, которую может обеспечить двигатель на ведущих колесах ПА (рис. 6.6, поз. 3) — ку­бическая парабола, вид которой зависит: от внешней скоростной харак­теристики двигателя N_e(n_д), от передаточного числа и и коэффициента полезного действия η трансмиссии ПА на включенной передаче, от передаточного числа и_тн и коэффициента полезного действия η_тн трансмиссии пожарного насоса, от подачи Q_н, напора H_н и коэффициента по­лезного действия η_н насоса.

Если принять, что коэффициент f — величина постоянная и сила сопротивления воздуха при движении на первой и второй передаче пренебрежимо мала, то правая часть уравнения (6.42) представляет собой наклонную прямую (рис. 6.6, поз. 4), проходящую через начало координат.

При полном открытии дроссельной заслонки карбюраторного двига­теля или при полной подаче топлива дизельного двигателя движение. ПА на первой и второй передачах не может быть более скоростей υ₁ и υ₂. Скорости υ₁ и υ₂ определяются по точкам пересечения (рис. 6.6). Для равномерного движения в тех же условиях со скоростью, меньшей υ₁ или υ₂, водитель должен прикрыть дроссельную заслонку карбю­раторного двигателя или уменьшить подачу топлива дизельного дви­гателя, что приведет к уменьшению частоты вращения коленчатого ва­ла двигателя и, как следствие, к уменьшению подачи Q_н и напора Н_н насоса. Если на ПА установлена коробка отбора мощности (КОМ) с постоянным передаточным числом, то водителю сложно одновременно обеспечить и необходимую скорость движения, и необходимую подачу воды из лафетного ствола. Для того чтобы обеспечить водителю воз­можность одновременного выбора требуемых скорости движения и по­дачи воды из лафетного ствола, необходимо или устанавливать КОМ с переменным передаточным числом, или устанавливать на ПА такие двигатели и насосы, у которых кривая 3 на первой и второй передачах не пересекают кривую 4. и Метод мощностного баланса удобно использовать при выборе дви­гателя базового шасси ПА. Использовать этот метод для определения υ_max , t_{υ ,} а_max, υ_min нецелесообразно, так как приходится дополни­тельно вычислять Р_к, Р_φ проверять выполнение неравенства (6.11).