Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНЕШНЕЙ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ
Расчет мощности двигателя Мощность двигателя, необходимая для движения автомобиля с максимальной скоростью, кВт (2.1) где – вес автомобиля с расчетной нагрузкой, Н; , (2.2) где g – ускорение свободного падения, м/с2; ; mp – расчетная масса автомобиля, кг; – коэффициент сопротивления качению при максимальной скорости движения (i = 0). Этот коэффициент является частным случаем коэффициента сопротивления качению f, определяемого по формуле: , (2.3) где – коэффициент сопротивления качению при малой скорости АТС; – дорожное покрытие: асфальто- и цементобетон в хорошем состоянии; – коэффициент коррекции скорости движения АТС; – лобовая площадь сопротивления автомобиля, м2; – коэффициент обтекаемости, ; , (2.4) где – коэффициент лобового аэродинамического сопротивления; – КПД трансмиссии рекомендуется выбирать: – легковые автомобили; = 0, 86 – полноприводные легковые; =0, 9 – грузовые 2-осные с одинарной главной передачей; = 0, 88 – грузовые 2-осные с двойной главной передачей; = 0, 84 – грузовые 3-осные (с двумя ведущими осями); =0, 9-0, 88 – автобусы 2-осные; =0, 84 – автобусы 3-осные; =0, 8 – полноприводные грузовые и автобусы; коэффициент коррекции; .
Определение максимальной мощности двигателя
Максимальная мощность двигателя определяется исходя из данных: - мощность, необходимая для движения АТС с максимальной скоростью, , кВт; - частота вращения коленчатого вала (к/в) двигателя, соответствующая максимальной мощности двигателя ; - запас крутящего момента , Н м; - максимальная частота вращения к/в двигателя, , мин-1; - частота вращения к/в при движении АТС с максимальной скоростью, , мин-1; - максимальная эффективная мощность двигателя, , кВт; - максимальная мощность двигателя, , кВт; - обороты к/в, при которых срабатывает ограничитель угловой скорости к/в, . Для дизельного двигателя принимаются следующие значения: , . Для карбюраторного двигателя с ограничителем угловой скорости к/в: , , . (2.5) Карбюраторный двигатель без ограничителя числа оборотов к/в: , . (2.6)
Построение графика внешней скоростной характеристики Двигателя На графике внешней скорости характеристики изображаются зависимости: и . Для этого используется эмпирическая зависимость, позволяющая по известным координатам скоростной характеристики и воспроизвести всю кривую мощности. , (2.7) где – мощность двигателя, кВт, соответствующая частоте вращения к/в n, мин-1; a, b, c – эмпирические коэффициенты. Коэффициенты a, b, c определяются: - для двигателя, не имеющего ограничителя угловой скорости к/в: , , ; (2.8) - для двигателя, снабженного ограничителем или регулятором угловой скорости к/в: ; (2.9) где M3 – запас крутящего момента, %; – коэффициент приспосабливаемости по частоте. . (2.10) Если в исходных данных величина запаса крутящего момента не задана, то ее следует брать равной соответствующей величине автомобиля-прототипа: , (2.11) где kМ – коэффициент приспосабливаемости по моменту; Mkmax – величина максимального крутящего момента; MkN = 9550 Nmах/ – крутящий момент, соответствующий максимальной мощности двигателя, Нм; – частота вращения к/в, соответствующая Nmax, об/мин. Значение следует выбирать из диапазона: = (0, 16.... 0, 2) . (2.12) Значение оборотов выбирается из диапазона: nmin... nmax. Этот диапазон разбивается на участки (8... 10), желательно с постоянным шагом (необходимо иметь обороты к/в, при которых достигается максимальная мощность двигателя ( = ) и максимальный крутящий момент ( = = )). Крутящий момент рассчитывается по формуле . (2.13) Таблица 2.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя
По данным таблицы 2.1 строится график внешней скоростной характеристики двигателя, включающий зависимости: Ne =f(n) и Mk =f(n).
Пример построения внешней скоростной характеристики Двигателя автомобиля
Мощность двигателя Nv, кВт, необходимая для движения автомобиля с заданной максимальной скоростью, определим, учитывая следующие данные: Gр – вес автомобиля, соответствующий расчетной массе, H; fv – коэффициент сопротивления качению при максимальной скорости движения; Fлоб – лобовая площадь сопротивления автомобиля, м2, Fлоб = 1, 82; сx – коэффициент лобового аэродинамического сопротивления, сx = 0, 46; ρ в – плотность воздуха, кг/м3, ρ в = 1.225 при НУ [5]; Vmax – максимальная скорость движения автомобиля, м/с, Vmax = 45, 56; η тр – КПД трансмиссии, принимаем η тр = 0–94; kр – коэффициент коррекции характеристик двигателя, принимаем kр = 0, 96. Вес автомобиля, соответствующий расчетной массе, определяется по формуле (2.2). Тогда Gр = 1200, 00·9, 81 = 11772, 00. Коэффициент сопротивления качению при максимальной скорости движения определяется по формуле (2.3). fo = 0, 0100 для дороги с асфальто- или цементобетонным покрытием в хорошем состоянии [3]. Тогда fv = 0, 0100 + 7·10(-6) ·45, 562 = 0, 0245. На проектируемый автомобиль устанавливается двигатель дизельный с регулятором частоты вращения к/в, имеющий характерные обороты: nN – обороты к/в при максимальной мощности, об/мин, nN = 4100, 00; nM – обороты к/в при максимальном крутящем моменте, об/мин; nmin – минимальные устойчивые обороты к/в при работе двигателя под нагрузкой, об/мин, nmin выбираем из диапазона: nmin = (0, 16... 0, 18)nN = 656, 00... 820, 00, принимаем nmin = 800, 00; nmax – максимальные расчетные обороты к/в двигателя, об/мин; no – обороты к/в при срабатывания регулятора частоты вращения, об/мин; nv – обороты к/в при максимальной скорости движения, об/мин. Обороты nmax, nv, no составляют nmax = nv = no = nN = 4100, 00. Зависимость Ne = f(n), аппроксимируемая формулой кубического трехчлена, построим учитывая следующие данные: Ne – эффективная мощность двигателя, кВт; Nemax – максимальная эффективная мощность двигателя, кВт; a, b, c – эмпирические коэффициенты; n – обороты к/в двигателя, об/мин. Согласно заданию на проектируемом автомобиле устанавливается двигатель дизельный с регулятором частоты вращения к/в. Наибольшая развиваемая таким двигателем мощность Nmax, кВт, составляет Nmax = (1, 0... 1, 2)Nv = 68, 08... 81, 70. Принимаем Nmax = 68, 08. Максимальная эффективная мощность двигателя Nemax, кВт, Nemax = Nmax = 68, 08. Эмпирические коэффициенты a, b, c определяются по формулам, с учетом исходных данных получим: Мз – запас крутящего момента, %; kw – коэффициент приспосабливаемости по оборотам, kw = 1, 70. km – коэффициент приспосабливаемости по моменту, km = 1, 16. Тогда Мз = (1, 16 – 1)100 % = 16, 00 %, a = 0, 8335, b = 1, 1102, c = 0, 9437. Обороты к/в при максимальном крутящем моменте nM = 1, 1102·4100, 00/(2·0, 9437)= 2411, 76. Результаты расчетов зависимостей Ne = f(n) и Mk = f(n) представим в таблице 2.2.
Т а б л и ц а 2.2 |
Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 797; Нарушение авторского права страницы