Розділ 1 визначення необхідної потужності двигуна та маси проектованої машини

Обчислюємо масу автомобіля:

m = m_в + m_o + 75n= m = m_в· (1 + 1/η_в) + 75n, (1.1)

де m_в =3000 – маса вантажу згідно з завданням, кг;

m_о = m_в/η_в =2437– власна маса порожнього автомобіля, кг;

η_в =1,231 - коефіцієнт вантажопідйомності прийнятий за прототипом;

n =3 - кількість місць у кабіні.

m =3000+2437+75·3 =5662 кг

Виходячи з завдання приймаємо за прототип ГАЗ-53.

Кінематична схема трансмісії прототипу зображена на рис. 1.

Згідно з кінематичною схемою число циліндричних передач z_ц = 4;

конічних передач z_к =0;

гепоїдних передач z_г =1;

число шарнірів z_ш =3.

Обчислюємо ККД трансмісії прототипу:

η_тр =

де η_хол = 0,97 - ККД холостого ходу трансмісії;

η_ц = 0,99 - ККД циліндричної передачі;

η_к = 0,98 - ККД конічної передачі;

η_г = 0,97 - ККД гіпоїдної передачі;

η_ш = 0,99 - ККД шарнірів;

η_тр =0,97·0,99²·0,98⁰·0,97·0,99³= 0,9038. (1.2)

Знаходимо силу опору повітря Р_w:

Р_w = (1.3)

де V_макс =60 – швидкість руху автомобіля згідно з завданням, км/год.

F = 2,895 - площа лобової поверхні за прототипом, м²;

k = 0,5 - коефіцієнт обтічності;

f = 0,02 - коефіцієнт опору кочення;

Р_w = = 400,8 Н. (1.4)

Обчислюємо силу опору дороги Р_φ:

Р_φ = m·g·(f·cosα + sinα), (1.5)

де g = 9,81 – прискорення вільного падіння;

α =1,5 – ухил дороги згідно завданню.

Р_φ =5662·9,81(0,02·0,9997+0,02618) = 2564 Н.

Обчислюємо потужність двигуна:

, (1.6)

де η_тр =0,8770 – ККД трансмісії на прямій передачі.

= 54,67 кВт.

За розрахованою потужністю N_е підбираємо прототип двигуна:

- Марка двигуна – Mercedes-Benz OM 611.987.

- Номінальна потужність - 60 (кВт).

- Частота обертання – 1800 (об/хв)

- Діаметр циліндра – 88 (мм ).

- Хід поршня – 88,5 (мм) .

- Число та розташування циліндрів – Р4.

- Ступінь стиску – 19,00.

- Питома витрата палива – 149,64(г/кВтгод).

Розділ 2 ПОБУДОВА ЗА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИМИ АБО

Аналітичними даними зовнішньої швидкісної та регуляторної характеристик двз

Швидкісна характеристика двигуна необхідна для подальшого проектування трактора чи автомобіля. На основі швидкісної характеристики виконується розрахунок тягової характеристики трактора, визначаються тягово-динамічні показники автомобіля, проводиться аналіз економічності проектованої машини.

За відомими співвідношеннями (табл. 5.1) обчислюємо параметри швидкісної характеристики проектованого двигуна.

Значення крутного моменту М_ех та питомої витрати палива g_ех обчислюють за формулами:

M_eх = 9550·N_eх/n_х , Нм (5.1)

та

g_eх = 1000·G_тх/N_eх , г/(кВтгод) (5.2)

підставляючи поточні значення N_ех (кВт), G_тх (кг/год) та n_х (хв^-1).

Таблиця 5.1

Параметри відносної швидкісної характеристики автотракторних ДВЗ

Для дизелів
Частота обертання KB n, %	20	40	60	80	100	107
Ефективна потужність Nе, %	17	41	67	87	100	0
Питома витрата палива gе, %	135	110	100	95	100	∞

Табличні дані приведені до значення частоти обертання 100%. При збільшенні частоти обертання у дизелів спрацьовує регулятор-обмежувач обертів і характеристика практично лінійно падає. При холостому ході (М_е = 0, N_е = 0) частота обертання збільшується на 6...7% від номінальної, годинна витрата палива G_T при цьому становить 25...30% від номінальної.

Циклову подачу палива q_ц паливним насосом високого тиску розраховуємо за формулою:

q_ц = (g_е·N_e·1000)/ (30·n·i·γ_п), мм³/цикл (5.3)

де: n – частота обертання KB, об/хв;

і – число циліндрів;

γ_п – густина палива, кг/дм³.

Приймаємо γ_п =0,8 кг/дм³.

Результати розрахунків швидкісної характеристики зводимо до таблиці 5.2, вибираємо масштаби та будуємо графіки залежності крутного моменту, потужності, годинної, питомої витрати палива, розрахункової циклової подачі палива (рис. 5.1 в додатку).

Таблиця 5.2

Результати розрахунку зовнішньої швидкісної характеристики двигуна

Частота обертання КВ об/хв	Потужність, кВт	Крутний момент Нм	Витрата палива		Циклова подача мм3/цкл
			годинна (кг/год)	питома (г/кВтгод)
360 720 1080 1440 1800	9,9 23,8 38,9 50,5 58,1	262 315.9 344,2 335,2 308,2	3,0 6,0 8,9 11,0 13,3	308,2 251,1 228,3 216,9 228,3	88,1 86,5 85,7 79,3 76,7
1926	0.0	0.0	4,0	∞	∞
Масштаб побудови графіків	μN =0,5 кВт/мм	μМ =4 Нм/мм	μG =0,2 (кг/год)/мм	μg =4 (г/кВтг)/мм	μq =1 (мм3/цкл)/мм

Висновки: В результаті проведення розрахунків я отримав данні для побудови зовнішньої швидкісної характеристики майбутнього проектованого двигуна