Определение мощности двигателя, необходимой для движения АТС с максимальной скоростью

Мощность двигателя, необходимую для движения АТС с максимальной скоростью , кВт, определяют по формуле:

, (3.1)

где – ускорение свободного падения, м/с²; – коэффициент сопротивления качению; – максимальная скорость движения АТС, м/с.

Ускорение свободного падения g = 9,81 м/с² [2].

Коэффициент сопротивления качению при движении с максимальной скоростью ( >15 м/с) определяют по формуле:

, (3.2)

где – коэффициент сопротивления качению для скоростей движения, для легкового автомобиля = 0,015 [2].

Nv=63,56кВт.

3.1.2 Определение максимальной эффективной мощности

Максимальную эффективную мощность двигателя , кВт, рассчитывают по формуле:

, (3.3)

где а, b, c – коэффициенты Лейдермана, зависящие от типа и конструкции двигателя; – отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости к частоте при максимальной мощности.

Запас крутящего момента определяют по формуле:

, (3.4)

где – коэффициент приспосабливаемости двигателя по моменту.

Коэффициент приспосабливаемости двигателя по моменту рассчитывают по формуле:

, (3.5)

где – максимальный крутящий момент двигателя, Н×м; – крутящий момент двигателя при максимальной мощности, Н×м.

Так как для двигателя проектируемого АТС значения этих параметров неизвестны, предлагается воспользоваться имеющимися данными для бензиновых двигателей = 1,10 1,35 [1]. Принимаем К_м = 1,15 [1].

Мз = (1,15-1)^.100 = 15%

Коэффициенты Лейдермана а, b, с для двигателей без ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала (малофорсированные бензиновые двигатели) определяют по формулам

; (3.6)

; (3.7)

, (3.8)

а = 2-25/15 = 0,55

b = 50/15 – 1 = 1,8

с = 25/15 = 1,35

После определения коэффициентов Лейдермана полученные значения необходимо проверить на соответствие условию:

a + b - c = 1 (*)

0,55 + 1,8 – 1,35 = 1

Условие (*) выполняется

кВт

Определение текущих значений мощности

Текущее значение мощности , кВт, определяют по формуле

, (3.9)

где – текущее значение частоты вращения коленчатого вала, об/мин.

Определение текущих значений крутящего момента

Текущее значение крутящего момента , Н×м, определяют по формуле:

, (3.10)

Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Результаты расчетов по формулам (3.9), (3.10) сводят в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Внешняя скоростная характеристика

Параметр, размерность	ne, об/мин
Ne, кВт	4,6	11,1	18,8	27,2	35,9	44,3	51,9	58,2	62,6	64,6	63,7	59,4
Mе, Нм	96,0	114,7	129,8	141,3	149,1	153,4	154,0	150,9	144,3	134,1	120,2	102,7

По данным таблицы 3.1 строят внешнюю скоростную характеристику (рисунок 3.1).

Минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала для современных двигателей = 400 1000 об/мин [3], поэтому при расчете и построении внешней скоростной характеристики двигателя заданного АТС > 400 об/мин.

На рисунке 3.1 показывают следующие характерные точки:

· максимальную эффективную мощность двигателя и соответствующую ей частоту вращения коленчатого вала с указанием числовых значений и размерности;

· максимальный крутящий момент двигателя и соответствующую ему частоту вращения коленчатого вала с указанием числовых значений и размерности;

· минимальную устойчивую частоту вращения коленчатого вала.

Ветви внешней скоростной характеристики после срабатывания ограничителя показывают штриховой линией.