2.1 Оценка приспособляемости ДВС

Эффективные показатели поршневых двигателей внутреннего сгорания расчетным путем можно определить с использованием приведенных ниже аналитических зависимостей. Эти расчеты, выполненные в предложении полной подачи топлива, дают показатели, которые являются предельно возможными для рассчитываемого двигателя, т.е. они характеризуют, что максимально можно “выжать” из этого источника энергии. График, построенный по этим данным в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, называется внешней скоростной характеристикой ДВС.

Расчетные формулы:

N_e=N_Hд(а+b?_д-с?_д²)=58*1(1+1-1)=58 кВт, (2.1)

-эффективная мощность двигателя для интересующего режима работы, кВт;

М_е=(N_e/?_д)*10³=(58/544,27)* 10³ =106,57 Н*м, (2.2)

-эффективный крутящий момент на коленчатом валу, H*м;

g_e=g_e(NH)*(a_T-b_T?_д+с_Т?_д²)=310*(1,2-1+0,8)=310 г/кВт*ч, (2.3)

-эффективный удельный расход топлива, г/кВт*ч;

Q_ч=g_еN_е10^-3=310*58*10³=17,98 кг/ч,

-часовой расход топлива,кг/ч.

В формулах (2.1)-(2.3) :

N_H=N_{e max} - номинальная(максимальная) мощность двигателя;

?_д=?_д/?_H - коэффициент, характеризующий скоростной режим работы ДВС:

?_д- текущая(интересующая) частота вращения коленчатого вала, с^-1;

?_д=?_H=1 - номинальный режим работы двигателя (с максимальной мощностью);

?_д<1 - работа двигателя с нагрузкой выше номинала (с перегрузкой);

?_д>1 - работа двигателя с недогрузкой;

a,b,c - коэффициенты, выбираемые с учетом типа двигателя при расчете N_e (см. приложение 2);

a_T,b_T,c_T - то же для расчета g_e. (см. Приложение 2).

.Для табл.2 недостающие параметры определяют и принимают:

_д=_д*_н, где _н=?*n_н/30= 3,14*5200/30=544,27с^-1 (2.4)

_мах=1.20...1.25 - для ЛА с карбюраторным двигателем;

_мах=1.10...1.15 - для ГА с карбюраторным двигателем;

_мах=1.07...1.08 - для АТС с дизельным двигателем.

Коэффициенты приспособляемости ДВС.

Чтобы оценить, какие перегрузки способен преодолеть двигатель, необходимо определить коэффициенты приспособляемости, которые рассчитываются по формулам:

_м=М_емах/М_н = (2.5)

- коэффициент приспособляемости по нагрузке;

=_н/_м = (2.6)

- коэффициент приспособляемости по частоте вращения,

где М_емах -максимальный крутящий момент двигателя (из табл. 2);

_м - частота вращения коленчатого вала при М_емах.

Данные расчёта см. табл. 2

Графическая зависимость - рис.1.

Таблица 2.

Расчет выходных данных ДВС.

* Для дизелей N_е рассчитывают по формуле 2.1 до _д=1

Внешняя скоростная характеристика двигателя

Рис. 1.

3. Расчет КПД и передаточных чисел трансмиссии

3.1 Кинематическая схема трансмиссии автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Рис. 2.

3.2 Расчет КПД и передаточных чисел

4. Расчет и построение тяговой характеристики АТС (для установившегося движения по горизонтальной местности)

Линейная скорость движения автомобиля, м/с:

=544,27/17,2*0,315=9,97м/с (4.1)

где - скорость движения АТС, км/ч.

Тяговая сила на ведущих колесах (касательная сила тяги), Н:

=106,57*17,2*0,87/0,315=5055Н (4.2)

Сила сопротивления воздуха, Н:

=0,56*2,15*9,98²=120Н (4.3)

где -коэффициент обтекаемости; - плотность воздуха, кг/м³;

площадь лобовой поверхности, :

=- для легковых автомобилей; (4.4)

=-для грузовых автомобилей; (4.5)

где -ширина колеи.

Сила сопротивления качению колес, Н:

=0,04*(1+(0,0216*0,98)²)*9,8*1610=660Н

где для радиальных шин (4.6)

f₀ =f_t

=-для шин с диагональным кордом; (4.7)

Сила тяги по сцеплению (сила сцепления ведущих колес с дорогой) в продольном направлении, Н:

0,2*9,8*1610=3155,6Н (4.8)

где коэффициент сцепления колес с дорогой;

сила, прижимающая ведущие колеса к дороге (G_cц=R_z ведущая), Н;

m_i - масса, приходящаяся на ведущую ось, кг;

m _i = m₁ - для переднеприводных АТС;

m _i = m₂ - для АТС с задними ведущими колесами;

m _i = m - для полноприводных АТС;

P_k?(o)=?_x?m_o?g=0,2*9,8*1685Н - сцепная сила ведущих колёс порожнего автомобиля.

Данные расчетов см. табл. 4, график- рис. 3.

Таблица 4.

Расчет показателей тяговой характеристики.

*Расчеты выполнить для =1.

Тяговая характеристика автомобиля

(V=const, i=tg?=0)

Рис. 3.

5. Расчет и построение динамического паспорта АТС

Динамический фактор автомобиля (коэф. динамичности по тяге):

=(5055-120)/(1610*9,8)=0,313 (5.1)

где : P_к и P_W из табл.4.

Расчеты сведены в табл. 5.

Динамический фактор по сцеплению

==1*0,2=0,2 (5.2)

где -коэффициент нагрузки ведущих колес:

=-для переднеприводных АТС;

=-для АТС классической схемы;

?_i =1- для полноприводных АТС

Масштаб шкалы следует выбрать из соотношения:

= = (5.3)

где -цена деления шкалы D, мм;

-цена деления шкалы D₀, мм;

-снаряженная масса, кг;

-полная масса, кг.

Коэффициент сопротивления качению с учетом влияния скорости движения АТС -см. табл 4, динамический паспорт- рис. 5.

Таблица 5.

Расчет показателей динамического паспорта.

Динамический паспорт.

% загрузки

Рис. 5

6. Расчет и построение мощностной характеристики автомобиля

Путевой расход топлива (л/100 км) можно определить из соотношений:

(7.1)

(7.2)

автомобиль двигатель трансмиссия передаточный

где:Q_s - часовой расход топлива, кг/ч;

V - скорость движения автомобиля, км/ч;

?_т - плотность топлива, кг/л;

N_e(ф) - фактическая мощность двигателя, необходимая для движения с рассматриваемой скоростью v_i, кВт;

g_e(i) - удельный расход топлива, г/кВт*ч;

k' - коэффициент частоты (оборотности), характеризующий скоростной режим работы ДВС (k'=_д);

k'' - коэффициент использования мощности ДВС;

Р_сопр - внешние силы сопротивления движению, Н.

;

В свою очередь:

- для установившегося движения АТС по горизонтальной местности:

N_e(ф)=N_тр+N_f+N_w=(P_f+P_w)·v·10^-3/?_тр(7.3)

- для ускоренного движения по горизонтальной местности:

N_e(ф)=(P_f+P_w+Р_jрез)·v·10^-3/?_тр(7.4)

- для равномерного движения на подъеме:

N_e(ф)=N_тр+N_f+N_w=(P_f+P_w+Р_?)·v·10^-3/?_тр(7.5)

где: N_тр - мощность, потерянная в трансмиссии;

Р_jрез - сила инерции, действующая на автомобиль при неравномерном движении, Н.

Р_? - сила сопротивления подъему, Н.

Соответственно:

(при =0)(7.6)

(7.7)

(7.8)

(7.9)

Коэффициенты k' и k'', входящие в состав ф. 9.2 можно определить из графиков (рис. 9.1 и 9.2 Приложение 9). Точнее их значения могут быть вычислены для разных случаев движения по эмпирическим зависимостям, приведенным в учебниках по теории АТС.

Таблица 7.

Топливно-экономическая характеристика АТС

Топливно-экономическая характеристика

Рис. 12

Литература

1. Краткий автомобильный справочник. М., Трансконсалтинг, 1994 или др. издания.

2. Руководство по устройству и эксплуатации автомобиля

3. Литвинов А. С., Фаробин Я. Е. Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств. М., Машиностроение, 1989.

4. Конотилов В. И. Автомобили, теоретические основы. Тюмень, ТюмГНТУ, 1999.

5. Иларионов В. А. Экспертиза дорожно-транспортных происшествий. М., Транспорт, 1989

6. ГОСТ Р51709-2001. Автотранспортные средства, требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. М., Госстандарт России, 2001.

7. Конспект лекций по дисциплине «Теория АТС» и методические указания.

Приложение 1

Где взять указанные данные [1]*

*Краткий автомобильный справочник М., Трансконсалтинг,1994.

Приложение 2