Определение внешней скоростной характеристики двигателя
Основные обозначения при расчете параметров
Эксплуатационных свойств автомобиля
| F-лобовая площадь автомобиля, м; Go-вес автомобиля в снаряженном состоянии, Н; Ga-полный вес автомобиля, Н; Gп-вес прицепа, Н; G2-вес автомобиля, приходящийся на заднюю ось, Н; Jm-момент инерции вращающихся деталей двигателя, Н·мс2; Jk-момент инерции колёс, Н·мс2; Uo-передаточное число главной передачи; Uk-передаточное число коробки передач; rk- радиус качения колеса, м; V- скорость движения автомобиля, м/с; Vmax- максимальная скорость движения автомобиля на высшей передаче, м/с; ωе,- частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с; ωN- частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности, 1/с; ωmax- максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с; j- ускорение автомобиля, м/с2; jтор- максимальное замедление автомобиля при торможении, м/с2; g- ускорение свободного падения, м/с2; Pm-тяговая сила на ведущих колёсах автомобиля, Н; P-сила сцепления ведущих колеса автомобиля с дорогой, Н; Pƒ-сила сопротивлению качению, Н; | Pί-сила сопротивления подъёму, Н; Pw-сила сопротивления воздуху, Н; Pψ-сила сопротивления дороги, Н; Pj-сила инерции автомобиля, Н; Me-крутящий момент двигателя, Н·м; Ne-эффективная мощность двигателя, кВт; Nm-тяговая мощность, подведённая к ведущим колёсам, кВт; Nψ- мощность сопротивления дороги, кВт; Nw-мощность сопротивления воздуху, кВт; Nj-мощность, расходуемая на разгон автомобиля, кВт; D-динамический фактор автомобиля по условиям тяги; D-динамический фактор автомобиля по условиям сцепления; ge- удельный эффективный расход топлива, кг/кВт·ч; qn- путевой расход топлива, л/м; S-путь движения автомобиля, м; Sтор-путь торможения автомобиля, с; t- время движения автомобиля, с; tтор- время торможения автомобиля, с; ƒ-коэффициент сопротивления качению; k-коэффициент обтекаемости автомобиля; δp-коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при разгоне; h-коэффициент полезного действия трансмиссии; ψ-коэффициент сопротивления дороги. |
Определение полного веса автомобиля и подбор шин
| Ga=Go+Gг+ (g1+g2) ·nn |
где nn-число мест в автомобиле, включая место водителя;
g1 -вес одного человека;
g2 -вес багажа, принимаемый равным 100 Н на человека.
Определение внешней скоростной характеристики двигателя
Мощность, необходимая для преодоления сопротивления движению при максимальной скорости а/м.
| Nv = (Ga f Vmax/1000+kFV3max/1000)/ h |
Коэффициент сопротивления качению.
| f = f0·(1+13V2/20000), |
где f0 - коэффициент сопротивления качению при движении со скорость меньше 15…25м/с. Коэффициент сопротивления качению при движении, для шоссе, с асфальто-бетонным покрытием, принимают f0 =0,02.
Лобовая площадь и коэффициент обтекаемости составляют:
для легковых автомобилей: F = 3…6 м2, k= 0,2…0,4 с2/м4;
для грузовых автомобилей: F = 3…6м2, k =0,5…0,9 с2/м4.
К.п.д. трансмиссии (h) принимают постоянным для всех передач:
для легковых автомобилей h = 09...0,92;
для грузовых h = 0,8…0,9.
Зная мощность автомобиля при максимальной скорости ( ) движения (Vmax = 25…40 м/с) можно найти максимальную мощность двигателя.
Зная частоту вращения коленчатого вала (к расчету принять 4…5 значений) ne и одно значение nN (при максимальной мощности), задаваясь отношением ne/ nN, можно найти текущее значение эффективной мощности Ne двигателя.
Текущее значение эффективной мощности двигателя
| Ne= Nmax (a (ne/nN) +b (ne/nN)2-c (ne/nN)3). |
Текущие значения крутящего момента двигателя
| Me=1000· (Ne/ne). |
Полученные расчетом значения эффективной мощности (…) и крутящего момента коленчатого вала (…) двигателя заносим в таблицу
Таблица 1.1 Параметры внешней скоростной характеристики двигателя.
| Параметры двигателя | Частота вращения коленчатого вала, ωе, с-1 (ωе=0.1nе) | ||||
| Ne ,кВт | |||||
| Me , Н·м | 21,1 | 25,8 | 26,9 | 25,4 |
По данным таблицы 1.1 строится график скоростной характеристики двигателя, при построении графика определить масштабные коэффициенты каждой оси диаграммы.
 | Ne – мощность, соответствующая частоте вращения коленчатого вала ne; Me – крутящий момент, соответствующий частоте вращения коленчатого вала ne; MК – кривая крутящего момента коленчатого вала; ne/nN - ge – удельный эффективный расход топлива. л/кВт; GT – расход топлива, л. |
| Рис. График внешней скоростной характеристики карбюраторного двигателя |
На графике внешней скоростной характеристики отмечаются следующие характерные точки: точка минимальной мощности (расход топлива наибольший), точка максимальной мощности, точка максимального крутящего момента (среднего эффективного давления), точка максимальной частоты вращения коленчатого вала. Эти точки позволяют правильно анализировать скоростную характеристику.