Построение скоростной характеристики двигателя

Тяговый расчет автомобиля

 

Определение полной массы автомобиля

 

Полная масса автомобиля Ма определяется по формуле:

 

Ма = Мо + Мпn + Мб,

 

где Мо – собственная масса автомобиля, кг;

Мп – масса пассажира (принимается равной 75 кг);

n – количество пассажиров, включая водителя;

Мг – масса груза.

 

Ма = 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:

 

rст= 0,5do+ H(1 – l*),

 

где do – диаметр обода колеса, м;

H – высота профиля, м;

l* – коэффициент деформации шины.

 

Rст = 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 Сх – коэффициент лобового сопротивления;

r – плотность воздуха, кг/м3;

Fa – площадь проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную к

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

vmax – максимальная скорость автомобиля, м/с;

Мa – полная масса автомобиля, кг;

g – ускорение свободного падения;

fv – коэффициент сопротивления качению:

;

fо– коэффициент сопротивления качению при малых скоростях;

hтр – коэффициент полезного действия трансмиссии на высшей передаче.

 

 

Максимальная мощность определяется по формуле

;

 

где NVmax – 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 Nmax, угловая скорость вращения коленчатого вала при максимальной мощности w*, то скоростная характеристика двигателя при полной подаче топлива может быть построена по формуле:

; (2)

где Ne, we – 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 wmax = 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 we: wmin; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; w*.

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

Крутящий момент рассчитывается по формуле

;

где Nе – текущее значение мощности, Вт;

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

По полученным значениям Nе и wе 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 Nmax и w*:

;

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

Nmax –максимальная мощность двигателя, кВт;

w* – угловая скорость вращения коленчатого вала при максимальной

мощности, с-1.