Необходимая максимальная мощность двигателя Nev предварительно определяется из условия обеспечения максимальной скорости (v max) движения автомобиля, указанной в задании на проектирование.
(1,5)
где ψ v – коэффициент сопротивления дороги, v max – максимальная скорость движения автомобиля, км/ч.
При определении мощности двигателя Nev учитывается, что максимальная скорость автомобиля обеспечивается при его движении по горизонтальной дороге. Коэффициент дорожного сопротивления ψ v в этом случае равен коэффициенту сопротивления качению fv. Учитывая, что коэффициент дорожного сопротивления ψv зависит от скорости движения автомобиля, он может быть определен по эмпирической формуле
ψv = fv =0,01 (1 + (1.6)
При выборе характеристик двигателя следует учитывать, что автомобили развивают максимальную скорость при работе двигателя в режиме максимальной частоты вращения коленчатого вала n max двигателя. Для дизельного двигателя максимальная частота вращения коленчатого вала nN и частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности nN совпадают, т. е. n max = nN, следовательно, N max = Nev.
У бензиновых двигателей максимальная частота n max и частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности nN как правило не совпадают (т. е. n max ≠ nN), следовательно, N max ≠ Nev. Определить требуемую максимальную мощность бензинового двигателя N max можно по формуле С.Р. Лейдермана
(1.7)
Значение nN может быть принято, ориентируясь на данные, приведенные в табл. 2. Значение nmax для бензиновых двигателей без ограничителя частоты вращения коленчатого вала составляет nmax = (1,1–1,15) nN. Наиболее полные сведения о параметрах двигателя дает внешняя скоростная характеристика, представляющая собой зависимость мощности Ne и крутящего момента Me от частоты вращения коленчатого вала n (об/мин). Расчет графика зависимости мощности от частоты вращения коленчатого вала Ne=f(n) может быть выполнен с помощью уравнения С.Р. Лейдермана
, (1.8)
где nN – номинальная частота вращения коленчатого вала, соответствующая максимальной мощности, об/мин; a, b, c – эмпирические коэффициенты, зависящие от типа двигателя (a = b = c = 1 – бензиновый двигателя; a = 0,53, b = 1,56, с = 1,09 -четырехтактный вращения коленчатого вала, дизель); ni –текущие значения частоты
Номинальная частота вращения коленчатого вала двигателей Таблица№ 2
Группы двигателей | nN, об/мин |
Двигатели бензиновых легковых автомобилей | 5200–5600 |
Двигатели дизельных легковых автомобилей | 3500–5000 |
Двигатели бензиновые грузовых автомобилей малой грузоподъемности | 4000–4500 |
Двигатели бензиновые грузовых автомобилей средней грузоподъемности | 3200–3600 |
Двигатели дизельные грузовых автомобилей | 2200–2600 |
При расчете внешней скоростной характеристики минимальную частоту вращения коленчатого вала n min рекомендуется принимать в пределах:
n min = 700–900 об/мин – для бензинового двигателя;
n min = 800–1000 об/мин – для дизельного двигателя.
График зависимости крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала Me = f (n) можно построить, пользуясь зависимостью
(1.9)
Результаты расчетов сводят в табл. 3.
Таблица №3
Результаты расчета внешней скоростной характеристики двигателя
Текущее значение n | nmin | n1 | n2 | ni | … | nN | nmax |
Ne | |||||||
Me |
По результатам расчетов строятся кривые Ne = f(n) и Me = f(n) внешней скоростной
характеристики двигателя (рис. П.4.1).