2.Расчет и построение внешний скоростной характеристики двигателя

Эффективная мощность вычисляется по следующей формуле:

(5)

где – число оборотов соответствующее номинальной мощности, 2100 об/мин;

- текущее число оборотов, об/мин;

– номинальная мощность, равная 88 кВт (120 л. с.);

– эмпирические коэффициенты

Эффективный расход вычисляется по следующей формуле:

(6)

где – номинальный расход, 250 .

– эмпирические коэффициенты

Таблица 2

Значение эмпирических коэффициентов для дизельного двигателя с непосредственным впрыском

Двигатель
Дизельный с непосредственным впрыском	1	1	1	1,2	1	0,8

Эффективный момент вычисляется по следующий формуле:

[Н*м] (7)

Результаты расчетов по выше приведенным формулам сведены в таблицу 3.

Таблица 3

Результаты расчета характеристик двигателя

Текущее число оборотов, об/мин;	1000	1200	1400	1600	1800	2000	2200	2400	2600	2800	3000	3200
Эффективная мощность, , кВт	33	41	48	55	62	68	73	78	82	85	87	88
Эффективный расход топлива, ,	241	234	229	225	223	222	223	225	229	234	241	250
Эффективный момент, , [Н*м]	315	326	328	328	329	324	317	310	301	290	277	263

Зависимость эффективной мощности, эффективного расхода топлива, эффективного момента от числа оборотов изображена на рисунке 1.

Рис.1. Внешняя скоростная характеристика двигателя

3. Расчеты и построение тяговой и динамической характеристик

Необходимый размер шины подбираем по нагрузке.

Нагрузка на шину равна: Q_ш = ( + )/4 = (3000+4000)/4 = 1750 кг

В соответствие с нагрузкой выбираем шину 7,50R20 по ГОСТ 5513-97

Шина имеет наружный диаметр 928 мм, статический радиус = 443 мм.

По мощности двигателя определяю максимальную скорость для случая, когда автомобиль в не нагружённом состоянии без прицепа движется по горизонтальной дороге. Коэффициент сопротивления качения =0,02. Имеется сопротивление воздуха

Методом проб определили, что для этих условий максимальная скорость движения автомобиля должна быть 86 км/ч. При этой скорости сила сопротивления воздуха подсчитывается по формуле (4) и равна :

кН.

Вес автомобиля в не нагруженном состоянии без прицепа

кН

По формуле (3) вычисляем силу сопротивления движению

кН

По формуле (2) находим мощность необходимую для движения

кВт

Таким образом, при скорости 86 км/ч мощность используется полностью.

Находим максимальную силу тяги по сцеплению

, (9)

где – коэффициент сцепления;

_N– нормальная нагрузка, кН.

Нормальная нагрузка рассчитывается следующим образом:

=29,4+39,2=68,6 кН (10)

Грунтовая дорога мокрая .

По формуле (9) находим максимальную силу тяги

кН

Находим минимальную скорость автомобиля

м/с км/ч

В соответствие с ГОСТ 21398-89 [4] скорость на горизонтальном участке с сухим, твёрдым и ровным покрытием должна быть не менее 85 км/ч для автомобилей в составе автопоезда.

Из условий движения минимальную скорость принимаем равной км/ч.

Диапазон скоростей вычисляется по формуле

(11)

Подставляя в формулу (11) значения максимальной и минимальной скорости, получаем:

(12)

где – коэффициент приспособляемости по частоте вращения. Коэффициент приспособляемости по частоте вращения определяется по формуле

; (13)

Подставляя в формулу (13) =3200 об/мин и = 1800 об/мин, получаем

Количество передач вычисляется по формуле

, = (14)

Уточняем значение по формуле:

Скорость передвижения на любой передаче подсчитывается по формуле:

(15)

Передаточное число вычисляется по формуле

, (16)

где – номинальное число оборотов, 3200 об/мин;

– статический радиус, 0,443 м.

Пользуясь формулами (15) и (16), получаем следующие значения скоростей и передаточных чисел:

км/ч,

,

км/ч,

,

км/ч,

,

км/ч,

,

км/ч,

,

км/ч,

,

Для получения данных для тяговой характеристики вычисляем значения скорости с учетом передаточного числа и текущего числа оборотов

V_a= , км/ч (17)

Соответствующие тяговые усилия на ведущих колесах определяются по формуле:

P_k= , Н

Динамический фактор определяется по формуле

Все данные, необходимые для построения тяговой и динамической характеристики, сведены в таблицу 4

Таблица 4

Данные, необходимые для построения тяговой характеристики

		1800	2000	2200	2400	2600	2800	3000	3200
		329	324	317	310	301	290	277	263
		67545,26	66518,74	65081,6	63644,47	61796,3	59538,37	56869,41	53995,15
		2,809531	3,121701	3,433871	3,746041	4,058211	4,370381	4,682551	4,994721
		0,001462	0,001805	0,002184	0,002599	0,000305	0,003537	0,00406	0,00462
	-	67545,26	66518,73	65081,6	63644,47	61796,72	59538,37	56869,41	53995,14
		0,984625	0,969661	0,948711	0,927762	0,900827	0,867906	0,829	0,787101
		37875,85	37300,23	36494,36	35688,49	34652,37	33386	31889,39	30277,65
		5,01033	5,567033	6,123737	6,68044	7,237143	7,793847	8,35055	8,907253
		0,004649	0,005739	0,006944	0,008264	0,009699	0,011249	0,012913	0,014692
	-	37875,84	37300,22	36494,35	35688,48	34652,36	33385,99	31889,38	30277,64
		0,552126	0,543735	0,531988	0,52024	0,505136	0,486676	0,46486	0,441365
		21462,98	21136,79	26080,14	20223,48	19636,34	18918,74	18070,65	17157,34
		8,841759	9,824176	10,80659	11,78901	12,77143	13,75385	14,73626	15,71868
		0,014477	0,017873	0,025737	0,030205	0,035031	0,040214	0,040214	0,045755
	-	21462,97	21136,78	20680,11	20223,45	19636,31	18918,7	18070,61	17157,29
		0,312871	0,308116	0,301459	0,294802	0,286244	0,275783	0,26342	0,250106
		12625,28	12433,41	12164,79	11896,16	11550,79	11128,67	10629,8	10092,55
		15,03099	16,7011	18,37121	20,04132	21,71143	23,38154	25,05165	26,72176
		0,041839	0,051653	0,0625	0,07438	0,087294	0,10124	0,116219	0,132232
	-	12625,24	12433,36	12164,72	11896,72	11550,7	11128,57	10629,68	10092,42
		0,184041	0,181244	0,177328	0,173412	0,168378	0,162224	0,154952	0,14712
		6943,905	6838,375	6690,632	6542,889	6352,935	6120,767	5846,388	5550,903
		27,32907	30,36564	33,4022	36,43876	39,47533	42,51189	45,54845	48,58502
		0,138311	0,170754	0,206612	0,245886	0,288574	0,334678	0,384197	0,43713
	-	6943,767	6838,204	6690,425	6542,644	6352,646	6120,433	5846,004	5550,466
		0,101221	0,099682	0,097528	0,095374	0,092604	0,089219	0,085219	0,080911
		3787,585	3730,023	3649,436	3568,849	3465,237	3338,6	3188,939	3027,765
		50,1033	55,67033	61,23737	66,8044	72,37143	77,93847	83,5055	89,07253
		0,464878	0,573923	0,694447	0,82645	0,96993	1,12489	1,291328	1,469244
	-	3787,12	3729,449	3648,741	3568,022	3464,267	3337,476	3187,648	3026,296
		0,055206	0,054365	0,053189	0,052012	0,0505	0,048651	0,046467	0,044115

Тяговая и динамическая характериски автомобиля изображены на рисунках 2, 3.

Рис.2 Тяговая характеристика автомобиля.

Рис.3 Динамическая характеристика автомобиля.

Список использованной литературы

1. Лесотранспортные машины : учебное пособие / Анисимов Г.М. и др./под редакцией Шоль Н.Р.-Ухта: УГТУ, 2006.-451 с.:ил.

2. Краткий автомобильный справочник НИИАТ.-: Транспорт, 1984.-233с.

3. ГОСТ – 5513-97 Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним автобусов и тролейбусов , Минск,1985.

4. ГОСТ – 21398 – 89: Автомобили грузовые. Общие технические требования. Издательство стандарт, Москва,1989.