Определение мощности двигателя, построение внешней скоростной характеристики двигателя

Мощность двигателя определяют из условия, что груженый автомобиль на горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием будет двигаться с максимальной скоростью V_max. В этом случае мощность двигателя расходуется на преодоление сопротивления качению и воздуха и определяется по формуле

, кВт (6.1)

где N_en - мощность двигателя, что обеспечивает максимальную скорость движения V_max;

N_f - мощность сопротивления качению автомобиля на горизонтальной

дороге при максимальной скорости движения, равная

. V_max,,

где f ₀=0,01...0,02- коэффициент сопротивления качению на асфальтобе-тонной дороге при малой скорости;

Nв - мощность сопротивления воздуха при максимальной скорости движения автомобиля, которая равна

,

где k _в - коэффициент сопротивления воздуха в . Принимаются значения этого коэффициента согласно данных табл. 5.2;

F_в площадь лобового сопротивления в м², которая рассчитывается по формуле

F_в = ,

где = 0,75...0,9- коэффициент заполнения площади;

H,B - габаритные высота и ширина автомобиля в м, которые принимаются по прототипу;

h_тр - КПД трансмиссии. Принимается для легковых автомобилей h_тр =0,92...0,87. При этом большее значение соответствует переднеприводным автомобилям, а меньшее – заднеприводным. Для грузовых автомобилей колесной формулы 4x2 h_тр =0,87...0,85, для трехосных и полноприводных автомобилей - h_тр =0,8...0,85. По рассчитанной мощности N_ev, обеспечивающей максимальную скорость движения автомобиля, для улучшения его динамических свойств определяется окончательно максимальная мощность двигателя.

Если двигатель дизельный или карбюраторный с ограничителем максимальных оборотов, то его максимальную мощность принимают

N_{e max}=(1,1...1,25)N_ev.

По рассчитанной мощности N_{e max} с учетом колесной формулы и прототипа автомобиля выбирается из справочной литературы двигатель. Записываются коэффициенты двигателя a,в,с и угловая скорость коленчатого вала w_N, соответствующая максимальной мощности двигателя.

Если двигатель карбюраторный без ограничителя максимального числа оборотов коленчатого вала, максимальную мощность двигателя определяют по формуле

,

где w_emax - максимальная угловая скорость двигателя, которая выбирается с

прототипа; w_N- угловая скорость вращения двигателя при максимальной мощности, равная w_N=(0,8...0,9) w_{e max}.

Внешнюю характеристику двигателя рассчитывают по эмпирическим зависимостям

; кВт

; Н×м

, г/кВт.ч
где w_e - текущее значение угловой скорости коленчатого вала в рад./с.

Для получения текущих значений мощности, момента и удельного расхода топлива, угловую скорость двигателя от w_{е min} до w_{e max} разбивают на 6…8 равных интервалов. Минимальную угловую скорость двигателя w_{е min} принимают по прототипу или в пределах 70….90 рад./c.

K_w - коэффициент, учитывающий изменение расхода топлива от угловой скорости коленчатого вала, который рассчитывают согласно зависимости ,
где a_w,b_w,c_w- коэффициенты, которые рекомендуется принимать для двигателей внутреннего сгорания a_w =1,26; b_w =0,85; c_w =0,59.
- удельный расход топлива при максимальной мощности. Принимается для дизеля =210...240 г/кВт ч, для карбюраторного двигателя 310...340 г/кВт ч.

Результаты расчетов внешней скоростной характеристики двигателя сводятся в табл.6.2.

Таблица 6.2 Значение параметров для построения внешней скоростной характеристики

По результатам данных табл. 6.2 строится внешняя скоростная характеристика двигателя

Рис. 6.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя