4.4 Параметры двигателя

Определим мощность двигателя P_ev, необходимую для движения автомобиля с максимальной скоростью:

, (5)

где V_max- максимальная скорость автомобиля, км/ч;

_T- КПД трансмиссии;

_Т=0,91;

g=9,81м/с²- ускорение свободного падения;

m_a- полная масса автомобиля;

m_a = 1810кг;

_max - коэффициент сопротивления дороги при движении автомобиля с максимальной скоростью;

_max= 0,015;

К_В и S определены в пункте 1.3.2.

Внешняя скоростная характеристика двигателя внутреннего сгорания – зависимость эффективной мощности и крутящего момента двигателя Р_е и М_е от частоты вращения коленчатого вала n, приближенного может быть представлена зависимостью:

(6)

где Р_е – текущая мощность ДВС;

Р_{е max} – максимальная мощность ДВС, кВт;

a, b и c – коэффициенты зависящие от типа и конструкции ДВС;

n_е – текущая частота вращения коленчатого вала ДВС, об/мин;

n_р – частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности, развиваемой ДВС, об/мин.

Основываясь на данных по ДВС автомобилей – прототипов принимаем для ДВС проектируемого автомобиля:

n_еmin=900 об/мин – минимальную устойчивую частоту вращения коленчатого вала;

n_р=4400 об/мин – частоту вращения коленчатого вала максимальной мощности,

Частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте, развиваемом ДВС, определяется по соотношению:

n_М = n_р / к_n , (7)

где к_n – коэффициент приспосабливаемости по частоте вращения коленчатого вала ДВС (приведено в техническом задании на проектирование);

n_М =4400/2,4=1833,3 об/мин

Принятые и рассчитанные значения характерных частот вращения коленчатого вала ДВС заносим в таблицу 4.4.

Таблица 4.4 - Характерные частоты вращения коленчатого вала ДВС проектируемого автомобиля.

Частота ДВС	Обозначение	величина,об/мин
Минимальная устойчивая	ne min	900
при максимальном крутящем моменте Мe max	nM	1833
при максимальной мощности Pemax	np	4400
максимальная	ne max	4400

Определим коэффициенты a, b и c, входящие в формулу (6) для различных типов ДВС:

(8)

(9)

(10)

Если коэффициенты a, b и c, определены правильно, то должны выполняться следующие условия:

1) с < 0;

2) а + b + с = 1;

3) b + 2с / К_n = 0;

4) a + b / K_n + c/K_n² = K_м;

1) -0,969<0

2)0,808+1,16-0,969=1

3) 0,808+2·(-0,969)/2,4=0

4) 1,16+0,808+2·(-0,969)/2,4=1,33

Рассчитанные и проверенные коэффициенты a, b и с заносим в таблицу 4.5.

Таблица 4.5 - Коэффициенты для построения ВСХ

a	1,16
b	0,808
с	-0,969

Рассчитаем удельную мощность P_уд для проектируемого АТС:

P_уд. = (11)

P_уд. =

Крутящий момент М_Р при максимальной мощности P _emax:

М_p= (12)

где P_{e max} – максимальная мощность, кВт;

n_e – частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности, об/мин.

М_p=

Рассчитанный показатель удельной мощности ДВС P_уд должен находиться в пределах, указанных в таблице 4.6.

Таблица 4.6 - Значения удельной мощности P_уд для различных типов автомобиля

Тип АТС	легковой	грузовой	автобусы	автопоезда	внедорожные
Pуд., кВт/т	17…90	8…20	9…15	4,5…8	7…16

4.2 Тягово–динамический расчет проектируемого автомобиля

4.2.1 Построение внешней скоростной характеристики ДВС

Как показано в пункте 4.3.2, внешняя скоростная характеристика (ВСХ) ДВС приближенно может быть представлена зависимостью для эффективной мощности:

(13)

где значения P _emax, n_p, а, b и с рассчитаны в пункте 1.3.2. (14)

Преобразуем последнюю формулу:

(14)

(15)

эффективный крутящий момент ДВС определяется следующей зависимостью:

(16)

где М_p – крутящий момент при максимальной мощности ДВС, Н^.м.

Подставляя ранее полученные значения P_emax, n_N, а, b и с и М_N в формулы (6), (4.15) и выбирая текущие значения частоты вращения коленчатого вала n_e (порядка 8-ми точек, в число которых обязательно включаются характерные частоты – n_emin, n_M, n_p, n_emax, а интервалы между ними разбиваются равномерно, но при этом значения n_e должны быть кратными 100) и производим расчет ВСХ: результаты вычислений заносим в таблицу 4.7, по данным которой строим график ВСХ.

Таблица 4.7 - Внешняя скоростная характеристика ДВС проектируемого автомобиля

Обозначение	nemin	ne2	nе3	nМ	ne4	ne6	nе7	nemax
ne, об/мин	900	1400	1833	2400	2900	3400	3900	4400
Pe, кВт	17,5	27,7	38,2	49,5	59,6	68,3	73,5	74
Ме, Н.м	205,5	211,6	212,9	210,7	205,5	193,6	180,5	160,6