Определение внешней скоростной характеристики двигателя

Основные обозначения при расчете параметров

Эксплуатационных свойств автомобиля

F-лобовая площадь автомобиля, м; G_o-вес автомобиля в снаряженном состоянии, Н; G_a-полный вес автомобиля, Н; G_п-вес прицепа, Н; G₂-вес автомобиля, приходящийся на заднюю ось, Н; J_m-момент инерции вращающихся деталей двигателя, Н·мс^2; J_k-момент инерции колёс, Н·мс²; U_o-передаточное число главной передачи; U_k-передаточное число коробки передач; r_k- радиус качения колеса, м; V- скорость движения автомобиля, м/с; V_max- максимальная скорость движения автомобиля на высшей передаче, м/с; _е,- частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с; _N- частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности, 1/с; _max- максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с; j- ускорение автомобиля, м/с²; j_тор- максимальное замедление автомобиля при торможении, м/с²; g- ускорение свободного падения, м/с²; P_m-тяговая сила на ведущих колёсах автомобиля, Н; P-сила сцепления ведущих колеса автомобиля с дорогой, Н; P-сила сопротивлению качению, Н;

P-сила сопротивления подъёму, Н; P_w-сила сопротивления воздуху, Н; P-сила сопротивления дороги, Н; P_j-сила инерции автомобиля, Н; M_e-крутящий момент двигателя, Н·м; N_e-эффективная мощность двигателя, кВт; N_m-тяговая мощность, подведённая к ведущим колёсам, кВт; N- мощность сопротивления дороги, кВт; N_w-мощность сопротивления воздуху, кВт; N_j-мощность, расходуемая на разгон автомобиля, кВт; D-динамический фактор автомобиля по условиям тяги; D-динамический фактор автомобиля по условиям сцепления; g_e- удельный эффективный расход топлива, кг/кВт·ч; q_n- путевой расход топлива, л/м; S-путь движения автомобиля, м; S_тор-путь торможения автомобиля, с; t- время движения автомобиля, с; t_тор- время торможения автомобиля, с; -коэффициент сопротивления качению; k-коэффициент обтекаемости автомобиля; _p-коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при разгоне; h-коэффициент полезного действия трансмиссии; -коэффициент сопротивления дороги.

Определение полного веса автомобиля и подбор шин

G_a=G_o+G_г+ (g₁+g₂) ·n_n

где n_n-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.

N_v = (G_a f V_max/1000+kFV³_max/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 (V_max = 25…40 м/с) можно найти максимальную мощность двигателя.

Зная частоту вращения коленчатого вала (к расчету принять 4…5 значений) n_e и одно значение n_N (при максимальной мощности), задаваясь отношением n_e/ n_N, можно найти текущее значение эффективной мощности N_e двигателя.

Текущее значение эффективной мощности двигателя

N_e= N_max (a (n_e/n_N) +b (n_e/n_N)²-c (n_e/n_N)³).

Текущие значения крутящего момента двигателя

M_e=1000· (N_e/n_e).

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, _е, с^-1 (_е=0.1n_е)

N_e,кВт
M_e, 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.

N_e – мощность, соответствующая частоте вращения коленчатого вала n_e; M_e – крутящий момент, соответствующий частоте вращения коленчатого вала n_e; M_К – кривая крутящего момента коленчатого вала; n_e/n_N - g_e – удельный эффективный расход топлива. л/кВт; G_T – 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.