Определение внешней скоростной характеристики двигателя

Определим мощность N_v, необходимую для преодоления сопротивления движению при максимальной скорости автомобиля, по уравнению мощностного баланса (2) , при условии, что максимальная скорость задана на горизонтальной дороге и ускорение равно нулю:

N_v = (G_a∙f∙V_max/1000+k∙F∙V_max³/1000)/η    (2)

где f – коэффициент сопротивления качению, зависящий от скорости движения автомобиля. Эта зависимость определяется эмпирической формулой (3):

 

f = f₀∙(1+13∙V²/20000),     (3)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

АТ-351.084.00.00ПЗ

где f₀ – коэффициент сопротивления качению при движении со скоростью меньше 15…20 м/с. Для шоссе с асфальтобетонным покрытием f₀ = 0,02 [1, стр. 5];

f= 0,02∙(1+13∙20²/20000) = 0,0252.

N_v=(252200∙0,0252∙20/1000+0,6∙4,5∙20³/1000)/0,9 = 165,232 кВт.

Зная мощность автомобиля при максимальной скорости движения найдем максимальную мощность двигателя по уравнению, предложенному С. Р. Лейдерманом (4):

N_max= N_v/(a∙λ+b∙λ²-c∙λ³),     (4)

где a,b,c – эмпирические коэффициенты.

a=0,5; b=1,5; c=1,0 [1, стр. 6].

для дизельных двигателей λ= 1 [1, стр. 6].

N_max= 165,232 /(0,5∙1+1,5∙1²-1∙1³) = 165,232 кВт.

Зная частоту вращения коленчатого вала n_N и задаваясь отношением n_e/n_N , можно найти текущее значение эффективной мощности двигателя N_e в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя n_e, по формуле (5):

N_e= N_max(a∙(n_e/n_N)+b∙(n_e/n_N)²-c∙(n_e/n_N)³)     (5)

Текущие значения крутящего момента двигателя находится по выражению (6):

M_e=1000∙(N_e/n_e)     (6)

Для дизельных двигателей грузовых автомобилей n_N = 200…320 1/с.  Принимаем значение n_N = 250 1/с.

Результаты вычислений по выражениям (5) и (6) представлены в таблице 1.

Таблица 1- Параметры внешней скоростной характеристики двигателя.

Параметры двигателя	Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с.
	60	85	110	135	155	170	185	200	215	230	250
Мощность, кВт	31,8	50,2	70,3	90,9	107,1	118,8	129,9	140,1	149,3	157,1	165,2
Крутящий момент, Нм	530,3	591,1	638,7	673,1	691,1	699,0	702,2	700,6	694,2	683,1	660,9

На рисунке 1 представлена внешняя скоростная характеристика двигателя, построенная на основе полученных результатов.

Рисунок 1 – Внешняя скоростная характеристика

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

АТ-351.084.00.00ПЗ

 двигателя.

Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное отношение главной передачи U₀ определяется, исходя из максимальной скорости автомобиля, по формуле (7):

U₀=r_к∙n_max/(U_k∙V_max),     (7)

где U_k = 1– если высшей является прямая передача.

U₀= 0,495∙250/(1∙20) = 6,188

Определение передаточных чисел коробки передач

Используя уравнение силового баланса, и, пренебрегая силой сопротивления воздуха, определим передаточное число первой передачи из условия преодоления максимального сопротивления дороги по выражению (8):

U₁= G_a∙y_max∙r_k/(M_max∙U₀∙η),     (8)

где y_max – коэффициент максимального сопротивления дороги, y_max = 0,3 [1, стр. 7];

M_max – максимальный крутящий момент двигателя.

 

U₁=252200∙0,3∙0,495/(702,2∙6,188∙0,9) = 9,577.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

АТ-351.084.00.00ПЗ

Полученное передаточное отношение необходимо проверить по сцеплению ведущих колес с дорогой (на отсутствие буксования). Проверка выполняется по условию (9):

P_Tmax  ≤  P _{j ,}     (9)

или

M_max∙U₁∙U₀∙η/r_k ≤ G_φ∙φ,

где P_Tmax – максимальная тяговая сила на ведущих колесах автомобиля; G_φ - сцепной вес автомобиля.

Сцепной вес подсчитывается по формуле (10):

G_φ = G₂∙m_2,     (10)

 где m₂ – коэффициент динамического перераспределения веса автомобиля на заднюю ось при тяговом режиме. Принимаем m₂ = 1,2 [1, стр. 8].

G_φ = 189150∙1,2 = 226980 Н.

Изменяя значение коэффициента сцепления φ определим, при каких дорожных условиях возможно буксование ведущих колес для рассчитываемого передаточного числа U_1.

При φ = 0,6 условие (9) выполняется: 75662,02 Н ≤ 136188 Н;

При φ =  0,5: 75662,02 Н ≤ 113490 Н;

При φ = 0,4: 75662,02 Н ≤ 90792 Н;

При φ = 0,3: 75662,02 Н ≤ 68094 Н – условие не выполняется.

Таким образом, буксование ведущих колес возможно при движении по обледенелому асфальту, а также при движении по влажной грунтовой дороге.

Рассчитываемый автомобиль имеет 10 передач. Для определения передаточного числа каждой передачи воспользуемся выражением (11):

U_m = ^n-1√U₁^n-m          (11)

где m - порядковый номер рассчитываемой передачи;

n- число ступеней коробки передач, не считая ускоряющую передачу.

U₂=⁹√9,577⁸ = 7,451;

U₃=⁹√9,577⁷ = 5,797;

U₄=⁹√9,577⁶ = 4,510;

 

U₅=⁹√9,577⁵ = 3,509;

U₆=⁹√9,577⁴ = 2,730;

U₇=⁹√9,577³ = 2,124;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

АТ-351.084.00.00ПЗ

U₈=⁹√9,577² = 1,652;

U₉=⁹√9,577 = 1,285;

U₁₀=⁹√9,428⁰ = 1.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

АТ-351.084.00.00ПЗ

2 Определение тягово-скоростных качеств автомобиля

---

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 587; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!