Определение параметров двигателя.

 

К параметрам двигателя определяемым в данном подразделе относятся минимальная и максимальная частоты вращения коленвала, вращающий момент и мощность двигателя, развиваемая во всем диапазоне частот вращения коленвала. Указанные параметры определяются по эмпирическим формулам, полученным на основе анализа существующих конструкций двигателей. Исходными данными для определения перечисленных параметров двигателя проектируемого автомобиля являются:

тип двигателя - карбюраторный;

частота вращения коленвала при максимальной мощности (neN) =3000 об/мин;

грузоподъемность - 4000 кг;

пассажировместимость - 2 человека.

Минимально устойчивую частоту вращения коленвала двигателя nemin принимаем по рекомендациям (грузовые автомобили с карбюраторным двигателем):

ne min =500…600 об/мин;

Принимаю ne min =500 об/мин.

Максимальную частоту вращения коленвала двигателя принимаем в зависимости от номинальной neN по соотношениям:

грузовые автомобили ne max = ne N

nemax =3000 об/мин.

Для определения мощности двигателя проектируемого автомобиля необходимо оценить его предполагаемый собственный и полный вес.

Собственный вес автомобиля определяется по эмпирической зависимости:

для грузовых автомобилей

 

 [кг], где

 

k c - коэффициент снаряженного веса;

mг - масса груза, перевозимого автомобилем, [кг].

Значение коэффициента приведено в таблице 1.

 

Таблица 1 - Значения коэффициента  для грузовых автомобилей

Параметр	Значения параметра
mа, кг	1000	2000	4000	6000	8000	10000
k c	1,25	0,8	0,75	0,8	0,85	0.9

 

mг = 4000 кг

kc = 0.75

 

ma = 0.75*4000 = 3000 кг.

 

Полная масса автомобиля определяется по следующей зависимости

 

, кг

 

где mб - масса багажа пассажиров, кг; mб = 0

n - количество пассажиров; n = 2

 

m = 3000 +(75+0) *2+4000 = 7150 кг

 

При движении автомобиля затрачивается мощность на преодоление сил сопротивления дороги (NΨ) и сил сопротивления воздуха (NW). Суммарная мощность затрачиваемая на движение полностью груженого автомобиля с максимальной скоростью по горизонтальной дороге определяется по формуле-1

 

, кВт (1)

 

где D min - минимальное значение динамического фактора, ;

для грузовых автомобилей и автобусов выбирается в интервале значений 0,030…0,045 . Принимаю D min = 0.030 ;

 - максимальная скорость автомобиля по заданию на проектирование, км/ч, =100 км/ч;

k - коэффициент обтекаемости автомобиля, , для грузовых автомобилей k = 0,5…0,65 . Принимаю = 0,5

F - лобовая площадь автомобиля, м2; на этапе проектирования можно принимать ориентировочные значения лобовой площади автомобиля:

для грузовых автомобилей F =3…5, м2.

При известных габаритных размерах автомобиля или его аналога лобовая площадь автомобиля может быть определена по формуле

 

F = 0,78ВаНа, м2, где

Ва и На - габаритные размеры автомобиля по ширине и высоте соответственно, м2.

 

F = 0,78*2,38*2,22=4,12, м2.

Nψ + NW = ((7150+0) *0,30*100) /367+0,5*4,12*1003/46700=102 кВт.

 

Требуемая для движения полностью груженого автомобиля с максимальной скоростью по горизонтальной дороге мощность двигателя определится по формуле 2

 

, кВт (2)

 

где ηтр - КПД трансмиссии автомобиля, на этапе проектирования принимается для грузовых автомобилей ηтр = 0,85…0,9. Принимаю ηтр = 0,85

 

NeVmax =102/0,85= 120 кВт

 

Максимальная мощность двигателя проектируемого автомобиля может быть определена из формулы Лейдермана 3.

 

, кВт

(3)

 

где a, b, c - коэффициенты уравнения Лейдермана; для карбюраторных двигателей a=b=c=1;

nemax - максимальная частота вращения коленвала двигателя, об/мин;

neN - частота вращения коленвала при максимальной мощности двигателя, об/мин

 

Ne max = 120/(1+1-1) = 120 кВт