2 Тягово-скоростные свойства автомобиля
2.1 Расчет внешней скоростной характеристики двигателя
Для расчета внешней скоростной характеристики двигателя необходимо взять технические характеристики значения ключевых точек.
Максимальная мощность двигателя: Рр=86,2 кВт. Частота вращения вала, соответствующая максимальной мощности: nр=2400 об/мин
Максимальный крутящий момент двигателя: Ме(мах)=413 Н·м=0,413 кН·м. Частота вращения вала, соответствующая максимальному крутящему моменту: nм=1500 об/мин.
Промежуточные значения пределяются из уравнения полинома:
Ре=Рр[a(we/wp)+b(we/wp)2+c(we/wp)3], (2.1)
где Ре - текущее значение мощности двигателя, КВт;
Рр - максимальная мощность двигателя, КВт;
we - текущее значение частоты вращения коленчатого вала, рад/с,
wp - частота вращения коленчатого вала в расчетном режиме, соответ- ствующая максимальному занчению мощности, рад/с;
a,b,c - коэффициенты полинома.
Рассчитаем коэффициенты полинома по следующим уравнениям:
(2.2)
(2.3)
(2.4)
где Км - коэффициент приспособляемости по моменту;
Км=Me(max)/Мр, (2.5)
Кw - коеффициент приспособляемости по частоте вращения.
Коэффициент приспособляемости:
Кw=wp/wм, (2.6)
где Мр - момент, соответствующий максимальной мощности.
Мр=Рр/wp, (2.7)
Перевод частоты об/мин в рад/с:
w=πn/30, (2.8)
Для проверки правильности расчетов коэффициентв полинов должно выполняться равенство: a+b+c=1.
Расчет характеристики Ре=f(we) следует произвести для значений we we(min),wм,wp и 3-4 точек (wi), равномерно расположенные в диапазоне частоты от we(min) до wp.
Значение величины крутящего момента:
Ме=Ре / we, (2.9)
Фактическое значение мощности и момента:
Ре(ф)=КпРе, (2.10)
Ме(ф)=КпМе, (2.11)
где Кп - коэффициент, учитывающий потери мощности на привод вспомогательного оборудования, Кп=0,93.
Для автомобиля ГАЗ-3309:
Перевод частот в рад/с:
wм=3,14·1500/30=157 рад/с;
wp=3,14·2400/30=251,2 рад/с.
Крутящий момент при максимальной мощности:
Мр=86,2/251,2=0,343 кН·м.
Коэффициент приспособляемости по моменту и по частоте врещения:
Км=0,413/0,343=1,204;
Кw=251,2/157=1,6.
Коэффициенты полинома:
Проверка: 0,637+1,813-1,45=1
Следовательно, расчеты коэффициентов произведены правильно. Приведем расчеты мощности и крутящего момента для холостого хода. Минимальная частота вращения, при которой двигатель работает устойчиво с полной нагрузкой для дизельного двигателя we=80 рад/с.
Ре(80)=86,2[0,637(80/251,2)+1,813(80/251,2)2-1,45(80/251,2)3]=29,3 кВт;
Ме(80)= Ре(80)/ we=29,3/80=0,366 кН·м;
Реф(80)= Ре(80) ·0,93=29,3·0,93=27,25 кВт;
Меф(80)=Ме(80) ·0,93=0,366·0,93=0,341 кН·м;
Дальнейшие расчеты занесены в таблицу 2.1
Таблица 2.1 - Расчет значений внешней скоростной характеристики
|
Параметр |
wхх |
w1 |
w2 |
wм |
w3 |
w4 |
wp |
|
we, ад/сек |
80 |
105,7 |
131,4 |
157 |
188,4 |
219,8 |
251,2 |
|
we/ wр |
0,318 |
0,421 |
0,523 |
0,625 |
0,75 |
0,875 |
1 |
|
Ре, кВт |
29,3 |
41,463 |
53,6 |
64,85 |
76,36 |
84 |
86,2 |
|
Ме, кН∙м |
0,3663 |
0,3923 |
0,408 |
0,4131 |
0,4053 |
0,382 |
0,3432 |
|
Ре(ф), кВт |
27,25 |
38,561 |
49,843 |
60,311 |
71,015 |
78,087 |
80,166 |
|
Me(ф), Н∙м |
0,3406 |
0,3648 |
0,38 |
0,384 |
0,377 |
0,355 |
0,32 |
График внешней скоростной характеристики см. Приложение А.