3. Расчет внешней характеристики двигателя

Расчет начинается с определения мощности N_ev, необходимой для обеспечения движения с заданной максимальной скоростью V_max.

При установившемся движении автомобиля мощность двигателя в зависимости от дорожных условий может быть выражена следующей формулой (кВт):

N_ev = V_max * (G_a * + K_в * F * V) / (1000 * * K_p), (12)

где - коэффициент суммарного дорожного сопротивления для легковых автомобилей определяется по формуле:

=0,01+5*10^-6* V. (13)

K_в – коэффициент обтекаемости, K_в = 0,3 Н*с^2*м^-4;

F – лобовая площадь автомобиля, м²;

- КПД трансмисии;

K_p – коэффициент коррекции.

Коэффициент суммарного дорожного сопротивления для грузовых автомобилей и автопоездов

=(0,015+0,02)+6*10^-6* V. (14)

Лобовую площадь для легковых автомобилей находим из формулы:

F_A = 0,8 * B_г * H_г, (15)

где B_г – габаритная ширина;

H_г – габаритная высота.

Лобовая площадь для грузовых автомобилей

F_A = B * H_г, (16)

где B – колея,м.

При рекомендуемых температурах масла в агрегатах механической трансмиссии = 0,8…0,95. Коэффициент коррекции в данном случае рекомендуется применять K_p =0,6…0,8.

1. Частота вращения коленчатого вала двигателя

Частота вращения коленчатого вала двигателя n_v, соответствующая максимальной скорости автомобиля, определяется из уравнения (мин^-1) :

n_v = Vmax * , (17)

где - коэффициент оборотистости двигателя.

У существующих легковых автомобилей коэффициент оборотистости двигателя лежит в приделах 30…35, у грузовых с карбюраторным двигателем – 35…45; у грузовых с дизельным двигателем– 30…35.

2. Максимальная мощность двигателя

Максимальную мощность двигателя найдем из формулы:

N_max = N_ev / [ a * + b * ()² – c * ()³ ] , (18)

где - отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя при

максимальной скорости движения автомобиля к частоте

вращения при максимальной мощности двигателя;

a, b, c – коэффициенты, постоянные для каждого двигателя.

В случае упрощенного расчета можно применять для бензиновых двигателей a = b = c = 1; для дизелей с непосредственным впрыском а=0,5, в=1,5,с=1; для дизелей предкамерных а=0,8, в=1,4, с=1, для двухтактных дизелей а=0,87, в=1,13, с=1.

Для построения внешней характеристики при известной мощности N_max и выбранных коэффициентах a, b, c , принимаем частоту вращения коленчатого вала при максимальной мощности от 5500 до 6500 мин^-1.

3. Построение внешней характеристики двигателя

Внешнюю характеристику двигателя с достаточной для практических расчетов точностью можно определить по формуле Лейдермана (кВт):

N_е = N_мах * [ a * + b * ()² – c * ()³ ] , (19)

где n_т – текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Текущие значения частоты вращения коленчатого вала двигателя выбирают произвольно через определенный интервал (например, 500, 1000, 1500 и т.д.), но так, чтобы полученных точек характеристики было не меньше семи.

Аналогично проводим расчет для следующих значений n_т и результаты расчетов сводим в Таблицу 2.