1.3 Построение внешней скоростной характеристики двигателя

1.3.1 Определение максимальной мощности двигателя

Эффективную мощность двигателя N_ev, необходимую для движения полностью нагруженного автомобиля с установившейся максимальной скоростью V_max в заданных дорожных условиях, определяют по формуле:

, (1.8)

где G_a – сила тяжести автомобиля с грузов, Н;

V_max – максимальная скорость движения автомобиля на прямой передаче

в заданных дорожных условиях, км/ч;

F – площадь лобового сопротивления автомобиля, которая подсчитывается

по формуле:

, (1.9)

где В, Н – наибольшая ширина и высота автомобиля, м;

 – коэффициент заполнения лобовой площади:

для легковых автомобилей  = 0,78…0,8;

для грузовых автомобилей и автобусов  = 0,75…0,9;

 – коэффициент суммарного сопротивления дороги, в общем случае

движения на дороге с уклоном определяется по формуле:

, (1.10)

где f – коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля со

скоростью менее 60 км/ч, зависит от типа и состояния дороги

(см. таблицу 1.1);

i – уклон дороги.

На автомобильных дорогах с твердым покрытием углы подъема не превышают 4…5, и можно принять, что уклон в 1/100 составляет  = 35, а i = tg  sin (в этом случае cos 1).

Увеличение скорости движения автомобиля сверх 60 км/ч приводит к существенному увеличению коэффициента сопротивления качению, который в этом случае можно определить по эмпирической формуле:

(1.11)

где V_max – максимальная скорость движения в км/ч.

Таблица 1.1 – Коэффициенты сопротивления качению f при движении

автомобиля со скоростью менее 60 км/ч

Тип дороги		f
Асфальто- и цементобетонное покрытие: в отличном состоянии в удовлетворительном состоянии Щебневое покрытие Грунтовая дорога: сухая укатанная после дождя Снежная укатанная дорога Песчаная дорога	0,75…0,8 0,6…0,75 0,5…0,65 0,5…0,7 0,35…0,5 0,3…0,35 0,65…0,75	0,012…0,018 0,018…0,020 0,04…0,07 0,03…0,05 0,5…0,15 0,07…0,10 0,10…0,30

Для легковых автомобилей принято считать, что коэффициент суммарного сопротивления можно приравнять к сопротивлению качению при максимальной скорости движения:

(1.12)

Для грузовых автомобилей и городских автобусов:

(1.13)

где f_v – подсчитывается по формуле 1.11 для горизонтального

асфальтобетонного покрытия в отличном состоянии.

Чтобы иметь больший запас мощности двигателя и лучшую динамичность, берут большее значение коэффициента в скобках формулы 1.13;

_тр - механический к.п.д трансмиссии, он выбирается в зависимости от типа автомобиля и его главной передачи:

для легковых автомобилей _тр = 0,88…0,92

для грузовых автомобилей и автобусов:

с одинарной главной передачей _тр = 0,85…0,90

с двойной главной передачей _тр = 0,82…0,86

для полноприводных автомобилей _тр = 0,78…0,84

К_w – коэффициент сопротивления воздуха, Нс²/м⁴, он рассчитывается по формуле:

, (1.14)

где С_х – коэффициент обтекаемости;

 – плотность воздуха (для нормальных атмосферных условий  = 1,225 кг/м³)

При выборе коэффициента сопротивления воздуха К_w можно воспользоваться данными таблицы 1.2.

Таблица 1.2 – Значения коэффициента сопротивления воздуха

Автомобили	Кw, Нс2/м4	Сх
Легковые: С закрытым кузовом С открытым кузовом Грузовые: Бортовые С кузовом фургон Автоприцепы Автопоезда Автобусы: Капотной компоновки Вагонной компоновки Гоночные автомобили	0,20…0,35 0,40…0,50 0,5…0,7 0,5…0,6 0,55…0,65 0,85…0,95 0,45…0,55 0,35…0,45 0,15…0,20	0,32…0,57 0,65..0,81 0,9…1,15 0,8…1,0 0,9…1,1 1,4…1,55 0,75…0,9 0,6…0,75 0,25…0,30