Определение максимальной мощности двигателя

Тяговый расчет

Цель расчета

Тяговый расчет служит для определения основных параметров двигателя и трансмиссии автомобиля, обеспечивающих ему требуемые тягово-скоростные свойства в заданных условиях движения. Тяговый расчет выполняют при проектировании новой и модернизации выпускаемой модели автомобиля.

 

Исходные данные для выполнения расчета

 

Таблица 1.1. Исходные данные для тягового расчета

Тип автомобиля:	Легковой
Колесная формула, компоновка:	4х2.2, Заднеприводная
Снаряженная масса, кг:	1850
Тип двигателя:	Бензиновый
Тип трансмиссии:	Механическая
Количество передач:	5
Пассажировместимость, человек:	3
Максимальная скорость , км/ч	115

1.2.1 Коэффициент сопротивления дороги

Величину коэффициента сопротивления дороги при максимальной скорости принимаем равной .

 

1.2.2 Максимальный коэффициент сопротивления дороги

Максимальный коэффициент сопротивления дороги , преодолеваемый легковыми автомобилями на низшей передаче трансмиссии, принимают равным 0,3…0,5. Для расчета принимаем .

1.2.3 Фактор обтекаемости

Аэродинамические свойства автомобиля зависят от фактора обтекаемости:

 

,

 

где  – коэффициент лобового сопротивления;

 – плотность воздуха;

 – площадь миделева сечения.

 

 

Распределение массы автомобиля по осям

У грузовых автомобилей распределение массы по осям зависит от компоновочной схемы. Для расчета принимаем в снаряженном состоянии: , ; при полной массе , .

 

1.2.5 КПД трансмиссии

КПД трансмиссии зависит от ее конструкции и для грузовых автомобилей составляет 0,88…0,9. В расчетах принимаем .

 

Выполнение тягового расчета

1.3.1 Определение полной массы автомобиля

Полная масса грузового автомобиля определяется по формуле:

,

 

где  – масса автомобиля в снаряженном состоянии;

 – расчетная масса водителя и пассажиров;

 – масса багажа на одного человека;

 – число мест;

 - номинальная грузоподъемность;

 

 

Подбор шин

Максимальная и минимальная нагрузки на шину определяются по формулам:

 

, ,

 

где  – часть полной массы автомобиля, приходящейся на наиболее нагруженную переднюю (1) или заднюю (2) ось, кг;

 – часть массы автомобиля в снаряженном состоянии, приходящейся на наименее нагруженную переднюю (1) или заднюю (2) ось, кг;

 – число шин на колесах наиболее нагруженной оси;

 – число шин на колесах наименее нагруженной оси;

 – ускорение свободного падения, .

 

,

.

Для расчётов принимаем шины размерностью 185/175R16.Ее статический радиус r_ст=0,2195м.

 

 

Определение максимальной мощности двигателя

Для автотранспортных средств всех типов требуемую максимальную мощность двигателя выбирают из условия обеспечения заданной максимальной скорости .

При движении с максимальной скоростью  ускорение автомобиля  и мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления разгону:

 

.

 

Принимая , запишем уравнение мощностного баланса при движении автомобиля с максимальной скоростью:

 

,

 

где  – мощность двигателя, необходимая для движения автомобиля с максимальной скоростью, кВт;

 – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления дороги, кВт;

 – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;

 – КПД трансмиссии;

 – коэффициент сопротивления дороги при максимальной скорости движения;

 – полная масса автомобиля, кг;

 – ускорение свободного падения, ;

 – фактор обтекаемости, ;

 – максимальная скорость движения автомобиля, .

 

 

Необходим двигатель, мощность которого на 5% превышает расчётную мощность, что составляет 81,6*1,05=85,68 кВт. В таблице 1.2. приведены параметры выбранного прототипа двигателя.

 

Таблица 1.2. Параметры двигателя

Двигатель	ЗМЗ-4052
Мощность, кВт (л.с.)	91 (123,8)
Частота вращения при максимальной мощности, рад/с (об/мин)	546 (5200)
Максимальный крутящий момент, Нм	205
Частота вращения при максимальном моменте, рад/с (об/мин)	473 (4500)