Определение максимальной мощности двигателя и коэффициента полезного действия трансмиссии транспортной машины

Максимальную мощность двигателя определяют, исходя из условия обеспечения максимальной скорости движения  ТМ при заданном дорожном сопротивлении ψ _v (пси).

Зная силы, действующие на ТМ, можно записать:

F _к = F_ψ + F _в + F _а.

Поскольку при максимальной скорости ускорение ТМ равно нулю, то F _а =0 и F _к = F_ψ + F _в . Умножив все члены последнего уравнения на максимальную скорость автомобиля V_{a max}, получим: F _к · V_{a max} = F_ψ · V_{a max} + F _в · V_{a max}  или

Р_к = Р_ψ + Р_в,

где Р_к – мощность, подводимая к ведущим колёсам; Р_ψ – мощность, затрачивае-мая на преодоление дорожного сопротивления; Р_в – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха.

Выразим мощность P _к, подводимую к колёсам, через мощность двигателя P_{e v}, необходимую для обеспечения максимальной скорости движения ТМ:

Р_{е v} ∙ η _тр = Р_ψ + Р_в  или   Р_{е v} ∙ η _тр = g ∙ m _тм ∙ψ∙ V _{тм max} + k _в · A _в · V _{тм max} ² ∙ V _{тм max}.

Отсюда окончательно получим:

Р_{е v} = (g m _тм  ∙ψ + k _в · A _в · V _{тм max} ²), если скорость ТМ выражена в м/с.   

 или, если скорость ТМ  выражена в км/ч:                                                         Р_{е v} =   (g ∙ m _тм ∙ψ + ),                                                       где η_тр – коэффициент полезного действия трансмиссии.

    Так как при максимальной скорости движения ТМ двигатель работает на максимальных оборотах, то в случае установки на ней дизельного двигателя или бензинового с впрыском ω _{e max} = ω _p и Р_{е v} = Р_{е max .}

          Для построения внешних скоростных характеристик двигателя, кроме най-денных значений мощности Р_{е m ах} ^{c т} и коэффициентов а, в и с, необходимо знание таких параметров, как частота (угловая скорость) коленчатого вала двигателя при максимальной мощности n_P (ω _P), минимальное n _{е min} (ω _{e min}) и максимальное      n _{е max} (ω _{e max}) значение частот (угловых скоростей) коленчатого вала двигателя, и значение частоты вращения (угловой скорости)при максимальном крутящем моменте двигателя n _М (ω_М).

Снимаемая с коленчатого вала двигателя мощность, передаётся через узлы трансмиссии к ведущим колёсам ТМ, при этом часть мощности теряется.    

      Эти потери оцениваются коэффициентом полезного действия (КПД).             При определении КПД трансмиссии учитывают гидравлические потери, связан-ные с перемешиванием масла в картерах коробки передач и ведущего моста, и механические потери на трение в зубчатых зацеплениях, подшипниках, манжетах (сальниках) и карданных шарнирах.  

Величина гидравлических потерь зависит от вязкости масла, скорости вращения валов и шестерён, а также от уровня масла.

Величина механических потерь зависит главным образом от качества обра-ботки поверхностей трущихся деталей и качества смазки между ними; их считают пропорциональными крутящему моменту, нагружающему трансмиссию.

При работе трансмиссии ТМ с полной нагрузкой, т.е. при работе двигателя на внешней скоростной характеристике, КПД трансмиссии, в зависимости от типа ТМ, находится в пределах 0,85…0.95.

Определяя мощность двигателя, необходимую для обеспечения максималь-ной скорости движения ТМ, значения коэффициентов суммарного дорожного сопротивления ψ принимают из диапазона 0,010…0,050 (в зависимости от типа ТМ и условий их эксплуатации).

    У различных двигателей значения оборотов коленчатого вала двигателяпри его максимальной мощности n_P находятся в нижеследующих пределах:

    Бензиновые двигатели: 5000…7000 об/мин                

     Дизельные двигатели: 2000…4000 об/мин      

     Минимальная частота вращения n _{е min} коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания, при которой они устойчиво работают с полной нагрузкой, находится в пределах 800…1000 об/мин.