Построение скоростной характеристики двигателя

Тяговый расчет автомобиля

Определение полной массы автомобиля

Полная масса автомобиля М_а определяется по формуле:

М_а = М_о + М_пn + М_б,

где М_о – собственная масса автомобиля, кг;

М_п – масса пассажира (принимается равной 75 кг);

n – количество пассажиров, включая водителя;

М_г – масса груза.

М_а = 1800 + 75∙3 + 1000 = 3025 кг.

Подбор шин для автомобиля

Максимальная нагрузка на колесо определяется:

По максимальной нагрузке подбираем размер шин 175/80R16С 99М, где 185 – ширина профиля, дюймов; 75 – отношение высоты профиля к ширине, %; R – радиальная конструкция; 16 – посадочный диаметр обода, дюймов; 99 – индекс нагрузки (775 кг), М – индекс скорости (130 км/ч) и определяем статический радиус колеса:

r_ст= 0,5d_o+ H(1 – l*),

где d_o – диаметр обода колеса, м;

H – высота профиля, м;

l* – коэффициент деформации шины.

R_ст = 0,5∙0,0254∙16 + 0,175∙0,8(1 – 0,1) = 0,33 м.

В дальнейшем принимаем, что статический радиус равен динамическому.

Определение максимальной мощности двигателя

Определяем мощность двигателя, которая необходима для движения автомобиля с заданной максимальной скоростью по горизонтальной дороге:

; (1)

где С_х – коэффициент лобового сопротивления;

r – плотность воздуха, кг/м³;

F_a – площадь проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную к

его продольной оси, м²; F_a = aBH = 0,8∙2∙2,2 = 3,5 м².

v_max – максимальная скорость автомобиля, м/с;

М_a – полная масса автомобиля, кг;

g – ускорение свободного падения;

f_v – коэффициент сопротивления качению:

;

f_о– коэффициент сопротивления качению при малых скоростях;

h_тр – коэффициент полезного действия трансмиссии на высшей передаче.

Максимальная мощность определяется по формуле

;

где N_Vmax – мощность двигателя при максимальной скорости движения,

определяется по формуле (1), кВт;

– отношение угловой скорости вращения коленчатого вала при

максимальной скорости к угловой скорости вращения при

максимальной мощности.

Для автомобилей с дизельным двигателем l = 1,0.

Построение скоростной характеристики двигателя

Если известны максимальная мощность двигателя N_max, угловая скорость вращения коленчатого вала при максимальной мощности w*, то скоростная характеристика двигателя при полной подаче топлива может быть построена по формуле:

; (2)

где N_e, w_e – текущие значения мощности и угловой скорости вращения коленчатого вала.

Коэффициенты a, b и c для дизельных двигателей a = 0,53; b = 1,56; c = 1,09.

Принимаем максимальную угловую скорость вращения коленчатого вала w_max = 300 с^-1. Тогда угловая скорость вращения при максимальной мощности:

Для построения скоростной характеристики по уравнению (2) можно ограничиться 6 – 7 точками, соответствующими угловой скорости вращения коленчатого вала w_e: w_min; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; w*.

Минимальная угловая скорость вращения коленчатого вала w_min принимаем 80 с^-1.

Крутящий момент рассчитывается по формуле

;

где N_е – текущее значение мощности, Вт;

w_е – текущее значение угловой скорости вращения коленчатого вала, с^-1.

По полученным значениям N_е и w_е строим скоростную характеристику двигателя.

Таблица 2.1 – Результаты расчета скоростной характеристики

wе, с-1
ne, об/мин	764,33	1146,50	1528,66	1910,83	2866,24	2866,24
Ne, кВт	30,36	51,37	73,55	94,87	117,22	131,09
Mк, Н∙м	379,50	428,05	459,67	474,35	468,89	436,96

Рабочий объем двигателя определяется по известным значениям N_max и w*:

;

где Р_е – среднее эффективное давление при максимальной мощности (1 МПа);

N_max –максимальная мощность двигателя, кВт;

w* – угловая скорость вращения коленчатого вала при максимальной

мощности, с^-1.