Расчет внешней скоростной характеристики двигателя. Построение динамического паспорта автомобиля

1.  Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

Внешнюю скоростную характеристику строим, используя следующие зависимости:

, .

Здесь a, b, c – коэффициенты, значения которых зависят от типа и конструкции двигателя,  - текущее значение угловой скорости,  - угловая скорость, соответствующая режиму максимальной мощности,  и  - текущие значения мощности и крутящего момента,  - максимальная мощность двигателя,  - величина крутящего момента на режиме максимальной мощности.

Значения мощности и крутящего момента определяем в интервале значений угловой скорости от  до . Величину минимальной угловой скорости принимаем равной  (, ). Максимальную угловую скорость принимаем равной .

Определяем коэффициенты a, b, c для данного двигателя. Для этого находим коэффициенты приспособляемости по моменту и по угловой скорости:

, .

Коэффициенты a, b и с рассчитываются по формулам:

;

;

.

Зависимость удельного расхода топлива от угловой скорости коленчатого вала имеет следующий вид:

.

Здесь  - удельный расход топлива на режиме максимальной мощности, ,  - коэффициенты, равные для дизельного двигателя , .

Часовой расход топлива равен:

.

Расчеты проводим в диапазоне значений  от 0,2 до 1,0 с шагом 0,1, результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1. Расчет параметров внешней скоростной характеристики двигателя

Рис. 1.       Внешняя скоростная характеристика двигателя ЗИЛ-645

2. Определение параметров силовой передачи

Передаточное число главной передачи равно

, где  - передаточное число высшей передачи в коробке, радиус качения колеса  принимаем равным статическому радиусу колеса .

Передаточное число первой передачи определяют из условия движения при заданном сопротивлении, затем полученное значение проверяют по условиям отсутствия буксования и обеспечения минимально устойчивой скорости движения.

.

Здесь  - величина дорожного сопротивления, принимаем ;  - полный вес автомобиля,  - максимальный крутящий момент двигателя,  - КПД трансмиссии, принимаем .

Передаточное число первой передачи равно:

.

Условие отсутствия буксования:

.

Здесь  - коэффициент нагрузки ведущих колес, где  - коэффициент изменения нормальной реакции дороги для ведущих задних колес,  - вес, приходящийся на заднюю ось; принимая  при весе  , получим величину .

Наибольшая величина  равна:

.

Для расчетов принимаем среднее значение .

Условие обеспечения минимально устойчивой скорости движения, принимая :

, условие выполняется.

Прямой передачей является девятая. Передаточные числа промежуточных передач рассчитываем из условия, что их ряд образует собой геометрическую прогрессию. Это обеспечивает наилучшее использование мощности двигателя. Тогда знаменатель прогрессии равен

.

Передаточное число n-й передачи определяется по формуле:

.

Члены полученного таким образом ряда равны:

, , , , , , , , .

Данные числа близки к передаточным числам, использованным в коробке передач рассматриваемого автомобиля.

3. Силовой баланс автомобиля

Условия движения - подъем с уклоном дороги , сырой песок, коэффициент сопротивления качению .

Уравнение силового баланса имеет вид:

, где  - сила тяги на ведущих колесах автомобиля.

 - сила сопротивления дороги, где  - коэффициент дорожного сопротивления. Здесь  - угол продольного наклона дороги, , ,  - коэффициент сопротивления качению, зависящий от скорости автомобиля,  - скорость автомобиля, км/ч.  - полный вес автомобиля.

 - сила сопротивления воздуха,  - коэффициент сопротивления воздуха, принимаем для расчетов ;  – площадь лобового сопротивления, , В – колея, м, - наибольшая высота подвижного состава, м,  - скорость автомобиля, км/ч.