2.1. Мощность, необходимая для движения автомобиля с заданной максимальной скоростью

Расчет мощности, необходимой для движения автомобиля с заданной максимальной скоростью, N_v ведется по уравнению мощностного баланса для данного режима движения:

N_v=(G_a*ψ_v* V_amax+ k_B* F_a* V³_amax)/1000* η_тр

где G_a - полный вес автомобиля, Н; ψ_v - суммарный коэффициент сопротивления дороги в режиме максимальной скорости; V_amax –максимальная скорость автомобиля, м/с.

Величина суммарного коэффициента сопротивления

дороги в режиме максимальной скорости ψ_v выбирается из соображений, что максимальная скорость развивается автомобилем на горизонтальном участке дороги с усовершенствованным покрытием, находящимся в хорошем состоянии. Для этих условий значение суммарного коэффициента сопротивления дороги может быть принято равным значению коэффициента сопротивления качению на указанной дороге f_v.Согласно экспериментальным данным для асфальтированного шоссе f_v=0,015-0,018, принимаю f_v=0,016 .

N_v =(66218*0,016*29,2+0,6*4,39* 24897,088)/1000*0,94=102,7 кВт

2.2. Максимальная мощность двигателя по условию обеспечения максимальной скорости автомобиля

Максимальная мощность N^V_emax определяется по формуле С.Р. Лейдермана, связывающей мощность в произвольной точке внешней скоростной характеристики N_e с максимальной мощностью двигателя N_emax:

N_e= N_emax*[a*(ω_e/ω_eN)+b*(ω_e/ω_eN)²-c*(ω_e/ω_eN)³] ,

где ω_e — угловая скорость коленчатого вала в произвольной точке,

рад/с;

ω_eN -угловая скорость коленчатого вала в режиме максимальной

мощности двигателя, рад/с.

N^V_emax=N_v/[a*(ω_v/ω_eN)+b*(ω_v/ω_eN)²-c*(ω_v/ω_eN)³],

где ω_v - угловая скорость коленчатого вала двигателя при максимальной

скорости движения на высшей передаче в коробке передач, рад/с.

Для определения максимальной мощности двигателя нет

необходимости знать абсолютные значения ω_v и ω_eN, которые в большей

степени сами зависят от максимальной мощности двигателя. Поэтому

целесообразно пользоваться их относительными величинами. Для

дизелей ω_v/ω_eN = 1.

Эмпирические коэффициенты а, b и с в первом приближении

оцениваются следующим образом [2]:

- для 4-тактных дизелей с непосредственным впрыском топлива: а = 0,53;

b = 1, 56; с = 1, 09.

N^V_emax =102,7/[0.53*1+1.56*1-1.09*1]=102.7 кВт

Таким образом, максимальная мощность двигателя по условию

обеспечения максимальной скорости автомобиля N^V_emax для дизеля N^V_emax= N_v=102,7 кВт

2.3. Расчет мощности двигателя, необходимой для обеспечения заданного значения максимального динамического фактора на высшей передаче

Этот расчет производится при упрощающем предположении, что

режим максимального динамического фактора автомобиля на высшей

передаче совпадает с режимом максимального крутящего момента

двигателя.

Угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя, при

которой развивается максимальный крутящий момент ω_М , связана с

угловой скоростью коленчатого вала при максимальной мощности

ω_N соотношением:

Угловая скорость при N_max:

ω_N=(π*n_N)/30

ω_N- угловая скорость коленчатого вала при максимальной мощности

ω_N =(3.14*2400)/30=251.2 рад/с

ω_N = k_ω* ω_М

ω_М- угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя, при

которой развивается максимальный крутящий момент

k_ω - коэффициент приспособляемости двигателя по скорости.

В случае использования приведенных выше коэффициентов а, b, с

из формулы С.Р. Лейдермана k_ω принимается равным:

-для дизелей k_ω =1,4.

ω_М= ω_N/ k_ω

ω_М =251.2/1.4=179.4 рад/с

Мощность для режима максимального динамического фактора на

высшей передаче N_D рассчитывается по формуле:

N_D=(G_a*D_0max* V_aD+ k_B* F_a* V³_aD)/1000* η_тр

где D_0max - заданное максимальное значение динамического фактора

на высшей передаче;

V_aD -скорость автомобиля в режиме максимального динамического фактора на высшей передаче, м/с.

Для дизелей V_aD= V_amax* (ω_М/ ω_N)

V_aD =30.5*(179, 4/251, 2) =21.78 м/с

N_D = (67500*0,033*21.78+0, 6*4, 39*21.78³)/1000*0, 94=79, 7 кВт