2.1.2. Розрахунок робочого об’єму двигуна автомобіля

Робочим об’ємом (літражем) двигуна вважають робочий об’єм усіх його циліндрів. Робочий об’єм (літраж) двигуна розраховується за формулою:

м³ ,

де – робочий об’єм циліндра двигуна, л; і = 8 – кількість циліндрів двигуна.

Для розрахунку робочого об’єму одного циліндра двигуна користуються формулою:

м³,

де D = 0,092 – діаметр циліндра м; S = 0,080 – хід поршня, м.

2.2. Розрахунок потужності та вибір двигуна

2.2.1. Визначення ефективної потужності двигуна трактора

Ефективна потужність двигуна, яка необхідна для руху агрегату без перемикання передач з заданою швидкістю руху υ_Д буде:

Вт,

де F_г.н = 30000 Н – номінальне тягове зусилля на гаку; χ_П = 1,15 – коефіцієнт пристосованості двигуна; η_Т = 0,94 – ККД трансмісії.

2.2.2 Вибір двигуна трактора

Виходячи з розрахованаго значення вибираємо двигун, використовуючи додаткову літературу та додаток 4. Виписуємо основні параметри вибраного двигуна за відповідною послідовністю, що показано низче.

Основні параметри двигуна трактора:

Марка двигуна………………………………………………………………….…… Д -140

Тип …………………………………………………………………………………….. Д2Р

Максимальна потужність N_{e max}, кВт…………………………………………………….. 21

Частота обертання за максимальної потужності n_е, ……………………………… 1800

Крутний момент М_{е тах}, Нм ……………………………………….……………....……. 200

Питомі витрати пального, г/(кВтгод):

- ефективна q_е……………………………………………………………………...……. 254

- номінальна q_n….……………………………………………………..……………........ 280

2.3. Розрахунок потужності та вибір двигуна автомобіля

2.3.1. Розрахунок ефективної потужності двигуна автомобіля

Ефективна потужність двигуна розраховується за формулою:

Вт,

де = – робочий об’єм (літраж) двигуна, м³; Р_е = – середній ефективний тиск, Па; п_е = – частота обертання колінчастого валу двигуна, хв^-1; τ = – тактність двигуна (число ходів поршня або тактів за один цикл).

2.3.2. Розрахунок необхідної потужності двигуна

Вибір характеристик двигуна є одним із найбільш відповідальних етапів тягового розрахунку. За недостатньої потужності двигуна автомобіль, маючи низькі тягово-швидкісні властивості, буде створювати перешкоди для інших більш швидкісних автомобілів, які рухаються в загальному транспортному потоці. Це, звичайно, зменшує ефективність автомобільних перевезень.

Необхідну максимальну потужність двигуна визначають за умовою забезпечення руху повністю завантаженого автомобіля з максимальною швидкістю дорогою з асфальтовим покриттям з виразу [8]:

кВт,

де v_а.тах – максимальна швидкість руху автомобіля, км/год; m_а – маса автомобіля, т; ψ_V – дорожній опір рухові; k_п = – коефіцієнт опору повітря, (вибираємо з [8], табл. 2.4, додаток); F_л = – лобова площа автомобіля, м²; η_Т – ККД трансмісії.

Значення дорожнього опору рухові приймаємо:

- для легкових автомобілів в залежності від класу ψ_V = 0,025...0,040;

- для автобусів ψ_V = 0,018...0,030;

- для вантажних автомобілів ψ_V = 0,015...0,025;

- для автопоїздів ψ_V = 0,010...0,015;

- для повноприводних автомобілів підвищеної і високої прохідності ψ_V = 0,015...0,050.

Для проектних розрахунків рекомендуються такі значення ККД окремих механізмів трансмісії: коробки передач η_кп = 0,96...0,98; роздавальної коробки η_рк = 0,93...0,97; колісної передачі (колісного редуктора) η_кр = 0,96...0,98; карданного шарніру η_кш = 0,995; головної передачі η_o = 0,93...0,97. Під час роботи двигуна за зовнішньою характеристикою ККД механічної трансмісії можна приймати рівним η_Т = 0,80...0,92 (менші значення відносяться до багатоприводних вантажних автомобілів, більші – до легкових).

Лобова площа приймається з технічної характеристики або визначається за формулою:

м²,

де α_f – коефіцієнт заповнення площі; В_а = і Н_а = – найбільші відповідно ширина і висота автомобіля, м.

Коефіцієнт заповнення площі приймають: для вантажних α_f = 0,75...0,90 (більші значення приймаються для більш важких автомобілів).

2.3.3. Розрахунок максимальної потужності двигуна

У карбюраторного двигуна максимальна частота обертання n_{e max} і частота за максимальної потужності n_N, як правило, не співпадають. В цьому випадку максимальну потужність можна визначити за формулою:

кВт,

де a, b і с – коефіцієнти, значення яких залежить від типу і конструкції двигуна. Для карбюраторних двигунів а = b = с = 1, для дизелів з нероздільною камерою згоряння а = 0,87, b = 1,13, с = 1.

Відношення сучасних карбюраторних двигунів легкових автомобілів складає 0,90…1,15, а у вантажних – 0,9…1,0.

2.3.4. Розрахунок максимальної стендової потужності

Максимальна стендова потужність двигуна:

кВт,

де k_c – коефіцієнт, який залежить від типу двигуна і автотранспортного засобу, (приймають k_с = 0,85…0,90).

2.3.5. Вибір двигуна

Виходячи з розрахованаго значення вибираємо двигун, використовуючи додаткову літературу та додаток 4. Виписуємо основні параметри вибраного двигуна за відповідною послідовністю, що показано низче.

Основні параметри двигуна автомобіля:

Марка двигуна…………………………………………………………………

Літровий об’єм V_д, м³ ………………………….……………………...………… 4,25

Тип ……………………………………………………………………….……….. Д8V

Максимальна потужність N_{e max}, кВт………………………………………...…. 84,53

Частота обертання за максимальної потужності n_е, ……………………….. 3200

Крутний момент М_{е тах}, Нм ……………………………………….……………. 284,4

Частота обертання за максимального крутного моменту п_М, хв.^-1 …………..… 500

Питомі витрати пального, г/(кВтгод):

- ефективна q_е…………………………………………………………………...…. 320

- номінальна q_n….………………………………………………………………..... 326

2.3.6. Визначення питомої потужності двигуна

Вибравши відповідний двигун, за його потужністю N_{e max}, визначаємо питому потужність проектованої машини і порівнюємо її з відповідними показниками сучасних автомобілів:

кВт/т,

де G_а = 5,8 – повна вага автомобіля з вантажем, т.

З точки зору забезпечення достатньої середньої швидкості руху і мінімальної витрати пального N_num повинна бути не нижчою 6 кВт/т.