2.2 Визначення необхідної потужності двигуна і побудова його зовнішньої швидкісної характеристики

Визначаємо потужність двигуна N_ev,кВт:

N_ev= V_max·(G_а·ψ_v+ K·F·V²_max)/1000·η_м, (2.6)

де V_max- максимальна швидкість автомобіля, м/с;

G_а- сила тяжіння від повної маси автомобіля, Н;

ψ_v- коефіцієнт опору дороги при максимальнiй швидкості автомобіля;

KF = W- фактор опору повітря, Нс²/м²;

η_м- механічний ККД трансмісії.

V_max= 200 км/год = 200/3,6 = 55,56 м/с;

N_ev= 55,56 (10500·0,02+ 0,65·55,56²)/1000·0,94=136 кВт.

В загальному випадку _v_N, а значить i N_evN_emax. При цьому N_ev<N_emax. Тому при проектуванні легкових автомобілів i автобусів з карбюраторними двигунами приймають:

N_emax = 1,1·N_{e v}, (2.7)

де N_emax- максимальна ефективна потужність двигуна, кВт;

ω_N- частота обертання колінчастого вала двигуна примаксимальній потужності, c^-1.

Отже, приймаємо:

N_emax = 1,1∙136=149,4кВт;

ω_v= ω_N=735c^-1.

Для математичного вираження i графічної побудови залежності N_e=f(ω)використовуємо формулу С.Р. Лейдермана:

Залежнiсть M_к=f(ω )визначаємо за формулою:

Питому витрату палива gвизначаємо із залежності:

В формулах (2.8-2.10):

- максимальна ефективна потужність двигуна, кВт;

- поточне значення частоти обертання колінчастого вала двигуна, с^-1;

- частота обертання колінчастого вала двигуна при максимальній потужності, с^-1;

N_e, M_к, g - поточні значення відповідно потужності, крутного момента (H·м) i питомої витрати палива при ;

а, в, c, а₁, в₁, c₁-емпiричнiкоефіцієнти;

- коефіцієнт впливу частоти обертання колінчастого валадвигуна на питому витрату палива;

g_N- питома витрата палива, г/кВт·год (у дизельних двигунів g_N=210...240 г/кВт·год, у карбюраторних - g_N=320...360 г/кВт·год ). Приймаємо g_N=350г/кВт·год

Значення коефіцієнтів а, в, с i коефіцієнта жна визначити. Значення коефiцiєнтiва₁,в₁,с₁- за табл. 2.3.

Таблиця 2.3 – Розрахункове значення коефіцієнтів а₁,в₁,с₁

Тип двигуна	Коефіцієнти
	а1	в1	с1
Бензиновий	1,20	1,00	0,80

Годинна витрата палива Q_г, кг/год:

Q_г = g· N_e/1000, (2.8)

Результати розрахунків , N_ei, M_kі, g_ідля побудови швидкісної зовнішньої характеристики двигуна наведемо увигляді таблиці (табл. 2.5).

Таблиця 2.4 - Параметри зовнішньої швидкісної характеристики двигуна S14 B23

wі	Ne	Mк
65	19,04278	292,9658
100	30,46573	304,6573
135	42,42887	314,2879
170	54,71578	321,8575
205	67,11006	327,3662
240	79,39533	330,8139
275	91,35516	332,2006
310	102,7732	331,5264

Продовження табл. 2.4

345	113,433	328,7912
380	123,1181	323,995
415	131,6122	317,1379
450	138,6989	308,2198
485	144,1618	297,2408
520	147,7844	284,2008
555	149,3504	269,0999
590	148,6434	251,938
625	145,4469	232,7151
660	139,5446	211,4313
695	130,7201	188,0865
730	118,7569	162,6807

Рисунок 2.1 – Зовнішня швидкісна характеристика двигуна BMW S14 B23

Аналогічні розрахунки проведемо і для двигуна УЗАМ 331 автомобіля Москвич -2140, який може рухатися з максимальною швидкістю 143 км/год.

V_max= 143 км/год = 143/3,6 = 39,7 м/с;

N_ev= 39,7 (10500·0,02+ 0,65·39,7²)/1000·0,94=53,12 кВт.

Результати розрахунку ЗШХ автомобіля Москвич 2140 з штатним силовим агрегатом представлено в табл. 1.2

Таблиця 2.5 - Параметри зовнішньої швидкісної характеристики двигуна УЗАМ 331

wі	Ne	Mк
65	10,20	156,97
100	16,40	163,98
135	22,83	169,09
170	29,29	172,30
205	35,59	173,61
240	41,53	173,03
275	46,90	170,55
310	51,51	166,17
345	55,16	159,90
380	57,65	151,72
415	58,79	141,65
450	58,36	129,68
485	56,17	115,82
520	52,03	100,05

Рисунок 2.2 Зовнішня швидкісна характеристика двигуна УЗАМ 331