2. Динамический расчет автомобиля

Задачей динамического расчета автомобиля является определение основных параметров двигателя и трансмиссии, обеспечивающих ему выполнение эксплуатационного задания по перевозки грузов или пассажиров с определенной скоростью в конкретных дорожных условиях.

Исходные данные для расчета.

1. Тип автомобиля.

2. Грузовместимость или пассажировместимость .

3. Коэффициент сопротивления качению .

4. Максимальная скорость движения на данной дороге , м/c.

5. Максимальный приведенный коэффициент дорожного сопротивления .

6. Число передач .

2.1. Определение массы автомобиля, мощности двигателя и расчет скоростной характеристики двигателя

2.1.1. Определение полной массы автомобиля

Полная масса автомобиля складывается:

У автомобилей, предназначенных для перевозки людей, масса перевозимого груза определится:

где - автобус городского типа; - междугородний автобус; - легковой автомобиль.

Для легкового автомобиля в пассажировместимость включен водитель.

Собственная масса автомобиля определяется выбранным значением коэффициента грузоподъемности.

,

Значения коэффициента грузоподъемности составляют:

где - легковой автомобиль; - автобус; - грузовой автомобиль.

Масса водителя принимается равной, кг,

При наличии на автомобиле экспедитора, кондуктора и пр. увеличивается вдвое.

2.1.2. Определение мощности двигателя

Расчетная (номинальная) мощность двигателя, необходимая для движения автомобиля с полной нагрузкой при максимальной скорости движения в заданных дорожных условиях, определится:

, кВт

где - сила сопротивления качению.

Для расчета силы сопротивления качению можно воспользоваться эмпирической зависимостью коэффициента сопротивления качению от скорости движения

.

где - сила сопротивления воздуха,

, кН

где - плотность воздуха. Можно принять кг/ м³; - коэффициент лобового сопротивления; - лобовая площадь автомобиля,

Лобовую площадь ориентировочно можно оценить

- грузовой автомобиль,

- автобус,

- легковой автомобиль,

где - габаритная ширина автомобиля; - колея автомобиля; - габаритная высота.

Средние значения и приведены в табл. 2.

Таблица 2 Значения коэффициента лобового сопротивления и лобовой площади различных типов автомобилей.

	Грузовые	Автобусы	Легковые	Гоночные
	0,93…1,10	0,70…0,93	0,28…0,70	0,20…0,23
,м2	3,0…6,0	4,5…6,5	1,6…2,8	1,0…1,3

- механический КПД трансмиссии,

где - механический КПД трансмиссии, учитывающий потери холостого хода, ; , - механический КПД цилиндрической и конической пары шестерен, ; ; , - число цилиндрических и конических пар шестерен, работающих на одной передаче.

До выполнения расчетов необходимо выбрать схему трансмиссии, ориентируясь на автомобиль - прототип, и определить число цилиндрических пар шестерен, передающих крутящий момент от двигателя на одной передаче. Число конических пар шестерен при продольном расположении двигателя, для поперечного расположения .

По результатам расчетов номинальной мощности двигателя для трактора и автомобиля определить двигатели-прототипы, основные технические параметры которых занести в таблицу 3.

Таблица 3. Основные технические параметры

№ п/п	Наименование параметра	Автомобильный двигатель	Тракторный двигатель
1	Назначение двигателя	автомобильный	тракторный
2	Тип двигателя
3	Тактность двигателя
4	Номинальная мощность, кВт
5	Номинальная частота вращения коленчатого вала, мин

Степень сжатия.

Степень сжатия в первую очередь зависит от способа смесеобразования и рода топлива, а также от быстроходности двигателя, наличия наддува и других факторов.

Для бензиновых двигателей предел степени сжатия ограничивается возможностью нарушения нормального процесса сгорания из-за возникновения детонации. Поэтому для двигателей, работающих на высокооктановых

бензинах, степень сжатия выбирается в пределах , а для двигателей с впрыском легкого топлива вплоть до . Для двигателей, работающих на низкооктановых бензинах, степень сжатия равна .

В дизелях величина определяется, исходя из условий обеспечения стабильного воспламенения заряда на всех режимах работы двигателя. В дизелях без наддува и неразделенной камерой сгорания , в вихрекамерных и предкамерных дизелях , в дизелях с наддувов .

При выполнение задания принимается по прототипу

Параметры заряда на впуске.

При работе двигателя без наддува в цилиндр поступает воздух из атмосферы. В этом случае в качестве параметров исходного состояния заряда на впуске принимаются давление и температура окружающей средь, соответственно равные МПа и К.

При расчете рабочего цикла двигателя с наддувом за исходные параметры принимаются давление и температура на выходе из компрессора, а при наличии промежуточного холодильника - за холодильником.

В зависимости от степени наддува принимаются следующие значения давления , МПа наддувочного воздуха:

при низком наддуве................................................................................до ;

при среднем наддуве............................................................................. ;

при высоком наддуве............................................................................ .

В настоящее время на двигателях тракторов и автомобиле используется низкий или средний наддув.

Температура воздуха после компрессора , К:

,

где - показатель политропы сжатия воздуха в компрессоре. В зависимости от типа компрессора значение принимают:

для поршневых нагнетателей..................................................................1,4 - 1,6;

для объемных нагнетателей....................................................................1,55 - 1,75

для осевых и центробежных нагнетателей............................................1,4 - 2,0.

Для газотурбинного наддува в автотракторных дизелях принимают последнее ближе к нижнему пределу.