3. Визначення потужності двигуна, побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна

Потужність двигуна визначають з умови, що навантажений автомобіль на горизонтальній дорозі з асфальтобетонним покриттям буде рухатися з максимальною швидкістю V_max. У цьому випадку потужність двигуна витрачається на подолання опору коченню і повітря і визначається за формулою:

, (6.1)

де N_еv – потужність двигуна, що забезпечує максимальну швидкість руху V_max , у кВт;

N_f – потужність опору коченню автомобіля по горизонтальній дорозі при максимальній швидкості руху, дорівнює:

,

де f₀=0,01...0,02- коефіцієнт опору коченню по асфальтобетонній дорозі при малій швидкості руху;

N_п – потужність опору повітря при максимальній швидкості руху автомобіля визначимо так:

,

де к_п – коефіцієнт опору повітря, . Беремо значення цього коефіцієнта згідно з даними табл. 5.2;

F_п – площа лобового опору в м², яка розрахувалася за формулою:

,

де = 0,75...0,9 – коефіцієнт заповнення площі;

Н,В – габаритні висота і ширина автомобіля у м, які беремо за прототипом;

_тр – ККД трансмісії. Приймається для легкових автомобілів _тр=0,92…0,87. При цьому більше значення відповідає передньоприводним автомобілям, а менше – задньоприводним. Для вантажних автомобілів колісної формули 4х2 приймається _тр=0,87…0,85, для тривісних і повноприводних автомобілів – _тр=0,85…0,8. За розрахованою потужністю Nev, що забезпечує максимальну швидкість руху автомобіля, для покращення його динамічних властивостей визначається остаточно максимальна потужність двигуна.

Враховуючи, що на сучасному етапі на автомобілях, що сходять із конвейєрів автомобільних заводів, установлюються дизельні або інжекторні двигуни, тому максимальну потужність двигунів беруть:

N_{е max=}(1,1...1,25)N_еv.

Зауважимо, що для цих двигунів максимальну потужність двигуни розвивають при максимальних обертах, а тому:

,

де – максимальна кутова швидкість колінчастого вала двигуна, рад/с;

– кутова швидкість колінчастого вала двигуна, при якій він розвиває максимальну потужність, рад/с.

Зовнішню швидкісну характеристику двигуна розраховують за емпіричними залежностями:

;

; ,

де _е – поточне значення кутової швидкості колінчастого вала, рад./с.

Для отримання поточних значень потужності, моменту і питомої витрати палива, кутову швидкість двигуна від _{е min} до _{е max} розбивають на 6…8 рівних інтервалів. Мінімальну кутову швидкість двигуна _{е min} беруть за прототипом або в межах 70….90 рад/с.

к_w – коефіцієнт, що враховує зміну витрати палива від кутової швидкості колінчастого вала, який розраховують згідно з залежністю:

, де – коефіцієнти, які рекомендується приймати для двигунів

внутрішнього згоряння ; – питома витрата палива при максимальній потужності. Для дизеля приймають =190...240 г/кВт год, а для карбюраторного двигуна – 290...340 г/кВт год.

Результати розрахунків зовнішньої швидкісної характеристики двигуна зводяться до табл.6.2.

Таблиця 6.2

Значення параметрів для побудови зовнішньої швидкісної характеристики двигуна

e, рад/с
Ne,кВт
Me,Н м
ge, г/кВт год.

З а даними табл. 6.2 будують зовнішню швидкісну характеристику двигуна