Rozpatrując bilans sił działających na samochód, jako podstawę do określa- nia siły napędowej na kołach przyjęto charakterystykę momentu obrotowego silnika. Stan równowagi można rów­nież rozpatrywać porównując moc doprowadzoną do kół z mocą oporów ruchu. Porównanie takie, nazywane bilansem mocy, przeprowadza się, korzys­tając z innej charakterystyki silnika — charakterystyki mocy N=f(n) (rys. 6.13). Pomiędzy mocą Ns, momentem Ms i prędkością obrotową ns silnika zachodzi zależność N, = Ms-ns (7.9) gdzie: k — współczynnik zależny od tego, w jakich jednostkach wyrażamy poszczególne wielkości. W układzie jednostek SI 1000 yVfs[N • m] • co, [rad/s] iV,[kW] gdzie: to, — prędkość kątowa silnika; to, = W praktyce zamiast prędkością kątową częściej posługujemy się prędkością obrotową wyrażaną w obr/min. Wówczas Mi [N • m] • «, [obr/min] N, [kW] = Uwzględniając całkowite przełożenie układu napędowego ic oraz sprawność mechaniczną /],„, można obliczyć moc Nk przenoszoną przez układ napędowy na koła pojazdu. Moment obrotowy przenoszony przez układ napędowy na koła Mk = Ms • ic • 7)m Prędkość obrotowa kół- wynosi Wobec tego moc przenoszona przez układ napędowy na koła ic Ms • fis • Tl,, Podczas ruchu pojazdu moc Nk dostarczana przez silnik na koła równoważy wszystkie opory ruchu. Jeżeli sumaryczną moc oporów ruchu oznaczymy N0) wówczas najprostsza forma równania bilansu mocy na ko­łach ma postać Nk = N0 = Nt+N9 + Np + Nb (7.11) Poszczególne składniki mocy oporów ruchu N0 oznaczono tu analogicznie do oznaczeń składników siły oporów ruchu we wzorze 7.1. Przyjęto więc: Nt — moc oporów toczenia, Np — moc oporów powietrza, Na — moc oporów wzniesienia Nb — moc oporów bezwładności Ponieważ wszystkie opory ruchu są siłami równoległymi do kie­runku ruchu samochodu, więc moc oporów ruchu można określić jako ilo­czyn siły oporów F0 i prędkości v F0-v Podobnie jak we wzorze 7.9, wartość współczynnika k zależy od tego, w jakich jednostkach podstawimy poszczególne wielkości. W układzie jednostek SI Posługując się wzorem 7.12 można określić analogicznie wzory na moc oporów toczenia, wzniesienia, powietrza i bezwładności F, • v f'G - cos a Podstawiając otrzymane wartości oraz zależność 7.10 do wzoru 7.11 otrzymuje się równanie bilansu mocy w postaci jawnej Równanie 7.17 można przedstawić w postaci wykresu o współrzęd­nych Nk—v. Wykres ten jest podobny do wykresu mocy silnika Ns w fun­kcji prędkości obrotowej ns (rys. 6.13). Ponieważ jednak dla różnych bie­gów tym samym wartościom prędkości obrotowej wału silnika ns odpo- wiadają różne prędkości jazdy v, jednej charakterystyce Ns = /(w,) odpowiada kilka (w zależności od liczby biegów) krzywych Nk =f(v). Ilustruje to rysunek 7.7. Rzędne wykresów dla poszczególnych biegów różnią się od siebie nie­znacznie — tylko o tyle, o ile zmienia się sprawność mechaniczna ym. W obli­czeniach nie wymagających szczególnej dokładności przyjmuje się zwykle, że ■fu tylko na biegu bezpośrednim ma nieco większą wartość niż na biegach po­zostałych, na któiych sprawność jest taka sama. Niezależnie od tego, na którym biegu jedzie w danej chwili samochód charakterystyka mocy silnika może zmieniać się w zależności od kąta otwarcia przepustnicy (lub przesunięcia listwy zębatej pompy wtryskowej). Tak więc dla każdego biegu krzywa mocy na kołach może odpowiadać charakterystyce zewnętrznej silnika lub charakterystykom mocy dławionej (rys. 7.8). Wykresy mocy oporów toczenia, wzniesienia i bezwładności są prostymi przechodzącymi przez początek układu współrzędnych (rys. 7.9 a, b, d). Wynika to stąd, że w równaniach 7.13, 7.14 i 7.16 moc oporów jest wprost proporcjonalna do prędkości ruchu. Natomiast moc oporów powie­trza Np jest proporcjonalna do trzeciej potęgi prędkości. Jej wykres jest więc parabolą trzeciego stopnia, również przechodzą przez początek układu współrzędnych (rys. 7.9 c). Dla określonego samochodu wykresy mocy oporów toczenia, wzniesienia i bezwładności mogą być rozmaicie nachylone, zależnie od aktu­alnych warunków drogowych, tzn. od współczynnika oporów toczenia na danej nawierzchni, pochylenia drogi i działających przyspieszeń. Krzywą mocy oporów powietrza traktuje się zwykle jako niezmienną dla danego samochodu, pomijając błędy wynikające ze zmian gęstości powietrza. Na rys. 7.10 przedstawiono wykres sumarycznej mocy oporów ruchu Noi a na rys. 7.11 naniesiono krzywe N0 == f(v) na wykres mocy na kołach Nk=f (v), ilustrując w ten sposób równanie bilansu mocy. Równanie to jest spełnione w punkcie przecięcia krzywych N0 = f(v) i Nk = f(v). Pole pomiędzy krzywymi przedstawia zapas mocy, jaki może być wyko­rzystany na przyspieszanie lub pokonywanie wzniesień. Z wykresu łatwo odczytać, na którym bie­gu może poruszać się pojazd w danych warun­kach drogowych oraz jaka jest jego prędkość. Maksymalną prędkość osiąga samochód wów­czas, gdy działają na niego możliwie najmniej­sze opory ruchu Nomini tzn. opory powietrza i opory toczenia (mały współczynnik /). Przy prawidłowo dobranych przełożeniach skrzynki biegów linia N0 min = f(v) powinna przecinać się z charakterystyką mocy na kolach na najwyższym biegu przy prędkości obrotowej silnika nieco więk­szej od prędkości nN maksymalnej mocy. Na rys. 7.11 można, analogicznie jak w przypadku bilansu sil, prześledzić samoczynne dostosowywanie się prędkości jazdy samochodu do mo­cy oporów ruchu. Wzrost oporów powoduje bardziej strome nachylenie krzy­wej N0, a więc przesunięcie się punktu C w lewą stronę wykresu. Łączy się to ze spadkiem prędkości samochodu, zmniejszeniem się oporów ruchu i usta­leniem nowych warunków równowagi. Zmniejszenie się oporów ruchu powo­duje łagodniejsze nachylenie krzywej N0; punkt C przesuwa się w prawą stronę, prędkość samochodu wzrasta, ale rosną również opory; ustalają się nowe wa­runki równowagi przy większej niż poprzednio prędkości samochodu.