Частота вращения коленчатого вала двигателя

Частота вращения коленчатого вала двигателя n_v, соответствующая максимальной скорости автомобиля, определяется из уравнения мин^-1:

n_v= V_max*η_n (13)

где ηn - коэффициент оборотистости двигателя.

У существующих легковых автомобилей коэффициент оборотистости двигателя ηn лежит в приделах 30…35.

n_v=150*35= 5250 мин^-1

Максимальная мощность двигателя

Максимальную мощность двигателя найдем из формулы:

N_max=N_ev/ (a*n_v/n_N+b* (n_v/n_N) ²-c* (n_v/n_N) ³) (14)

где n_v/n_N-отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости движения автомобиля к частоте вращения при максимальной мощности двигателя;

a, b, c - коэффициенты, постоянные для каждого двигателя.

В случае прощеного расчета можно применять для бензиновых двигателей a=b=c=1.

Для построения внешней характеристики при известной мощности N_max и выбранных коэффициентах a, b, c, принимаем частоту вращения коленчатого вала при максимальной мощности от 5250 мин^-1

N_max=68,6/ (1*5250/5400+1* (5250/5400) ²+1* (5250/5400) ³) =68,7 кВт

Построение внешней характеристики двигателя

Внешнюю характеристику двигателя с достаточной для практических расчетов можно определить по формуле Лейдермана (кВт):

N_е = N_мах * [a *  + b * ( ) ² - c * ( ) ³],

где n_Т - текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя выбирают произвольно через определенный интервал (например, 500, 1500, 2500 и т.д.), но так, чтобы полученных точек характеристики было не меньше семи.

N_e1=68,7* (1*500/5400+1 (500/5400) ²-1* (500/5400) ³) =6,9 кВт

N_e3=68,7* (1*1500/5400+1* (1500/5400) ²-1* (1500/5400) ³) =22,94 кВт

Аналогично проводим расчет для следующих значений nТ и результаты расчетов сводим в Таблицу 1.

Вращающий момент двигателя

Определим вращающий момент двигателя по формуле:

M_в=30*N_e/ (n_T*π) (16)

M_в1=30*6,9*1000/ (500*3,14) =131,93 кН*м

М_в3=30*22.94/ (1500*3,14) =146,12 кН*м

Аналогично проводим расчет для следующих значений n_Т и результаты расчетов сводим в Таблицу 1.

Таблица 1 - Внешняя характеристика двигателя

По полученным данным таблицы 1 строится внешняя скоростная характеристика рисунок 1.

Рисунок 1 - Внешняя скоростная характеристика двигателя

Выбор передаточных чисел

Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи из условий обеспечения V_max на высшей передаче

U_г=0,105*r_к*n_v/ (U_дк*V_max*U_кв) (17)

где U_кв - передаточное число высшей передачи дополнительной коробки: U_дк=1…1.44 (U_дк=1, при ее отсутствии). U_кв - высшее расчетное передаточное число коробки передач: U_кв=1

U_г=0,105*0,28*5250/ (42*1,2*1) =3,06