Построение внешней скоростной характеристики двигателя

В зависимости от данных, включенных в вариант задания, определяется мощность, с которой должен работать двигатель при движении автомобиля на высшей передаче:

а) с максимальной скоростью V₀._max на дороге, имеющей коэффициент суммарного сопротивления движению ψ_v:

(1.9)

где Vо_макс - в м/с (км/ч);

η_тр - коэффициент полезного действия трансмиссии автомобиля на высшей передаче;

k - коэффициент сопротивления воздуха (обтекаемости автомобиля), Н с²/м⁴;

- для грузовых автомобилей Н с²/м⁴;

- для автобусов Н с²/м⁴;

- для легковых автомобилей Н с²/м⁴;

F - площадь лобового сопротивления, м²;

G_a - полная сила тяжести автомобиля, Н.

Коэффициент сопротивления воздуха k и площадь лобового сопротивления F или фактор сопротивления воздуха kF принимаются по аналогии с существующими автомобилями, близкими к рассчитываемому по классу, грузоподъемности и назначению.

Определение максимальной мощности двигателя

В зависимости от его типа по наиболее распространенным эмпирическим зависимостям максимальную мощность определяют:

а) при известной N_Vмакс

(1.10)

где N_Vмакс - мощность двигателя при максимальной скорости движения автомобиля на высшей передаче;

(1.11) – коэффициент, определяющий отношение максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя к частоте вращения, при максимальной эффективной мощности; (1.11)
- для легковых автомобилей с карбюраторным двигателем без ограничителя частоты вращения коленчатого вала;
- для автомобилей с карбюраторным двигателем, имеющим ограничитель частоты вращения коленчатого вала;
- для гоночных автомобилей и автомобилей с дизельным двигателем.

Для карбюраторных двигателей а = в = с = 1;

Для двухтактных дизелей а = 0,87; b = 1,13; с = 1; для четырехтактных дизелей а = 0,53; b = 1,56 с = 1,09.

Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности двигателя n_Nмакс принимается по прототипу или определяется коэффициентом оборотности двигателя η_н, равным отношению частоты вращения коленчатого вала двигателя к соответствующей скорости движения автомобиля:

, отсюда , (1.12)

Для грузовых автомобилей коэффициент оборотности η_п принимают равным пределах 30 – 40 в соответствии с прототипом автомобиля и расчетной максимальной мощностью двигателя. Построение кривой эффективной мощности на графике внешней скоростной характеристики двигателя производится по эмпирической зависимости:

, (1.13)

где N_e и n_дв - текущие значения эффективной мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Для упрощения расчета, параметры, входящие в квадратные скобки формулы (1.13) заменены коэффициентом А, значения которого приведены в таблице №2.

Определив текущие значения эффективной мощности, соответствующие им вращающие моменты двигателя определяются по формуле:

(1.14)

где Ne_макс в кВт, n_дв.н в об/мин.

Таблица 2

Тип двигателя	Значения коэффициента А в зависимости от отношения
0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3
Карбюраторный двигатель	0,363	0,496	0,625	0,744	0,847	0,928	0,981	1,000	0,979	0,912	0,793
Двухтактный дизель		0,465	0,592	0,713	0,820	0,907	0,969	1,000
Четырехтактный дизель			0,519	0,644	0,762	0,864	0,946	1,000

 

Результаты расчетов для построения внешней скоростной характеристики заносят в табл. 3.

Таблица 3

Nдв, об/мин
Ne, кВт
Мдв, Нм

Рис 1.2 Примерная внешняя скоростная характеристика двигателя

 

По данным таблицы строится график внешней скоростной характеристики двигателя.

Определение передаточного числа главной передачи
автомобиля

Скорость движения автомобиля Vможет быть выражена через число оборотов в минуту двигателя п следующей формулой:

, (1.15)

где V - скорость автомобиля, м/с;

d_к - диаметр качения колеса, м;

п - частота вращения вала двигателя, мин^-1;

i_o - передаточное число главной передачи;

i_к - передаточное число коробки передач. Значение i_oопределяют из условия движения автомобиля с заданной максимальной скоростью V_mах на прямой передаче коробки передач, т. е. при i_к = 1;

где V — скорость автомобиля, м/с;

, (1.16)

Если скорость в км/ч, то

, (1.17)