Определение мощности и подбор двигателя

Необходимая мощность двигателя определяется из условий обеспечения скорости движения автомобиля или автопоезда.

Дли военных колёсных машин, в отличие от легковых автомобилей, в качестве максимальной берётся расчётная скорость движения на высшей передаче, соответствующей работе двигателя на максимальной мощности.

 

Мощность двигателя определяется из уравнения

 

 

где Р_д - сила тяги по двигателю (подставляется из уравнений динамики для случая равномерного движения)

 

P_д = ψ G + P_w. (113)

 

К.п.д. η учитывает потери в моторной установке.

Отсюда для одиночной машины при V = V' max получим

(114)

 

Для тягача с прицепом при V_max = V’_max (при максимальной скорости поезда)

 

(115)

 

Если заданы обе скорости (V_max и V'_max), то мощность двигателя определяется по обеим формулам и выбирается большая из них. Если же задана только скорость автопоезда, то мощность подсчитывается по второй формуле, а номинальная скорость одиночной машины - по первой формуле, куда подставляется найденное значение N_Hmax.

Непосредственно из формул(114) и (115) видно, что мощность двигателя будет зависеть от принятыхкоэффициентов - сопротивления движению и полезного действия. Коэффициент ψ для одиночной машины обычно берётся в расчётена хорошие дороги с минимальными подъёмами (f = 0, 02 - 0, 03; i = 0, 01 - 0, 02), то есть в пределе 0, 03 - 0, 05. Для автопоезда с целью обеспечения возможности более длительного движения на передаче, соответствующей У'_тах и тем уменьшить частоту переключений, значение ψ _∑ принимают на 0, 01 - 0, 02 выше.

Коэффициент полезного действия проектируемого автомобиля с учётом потерь в моторной установке можно выбрать лишь в самом первом приближении (для ступенчатой трансмиссии можно принимать η = 0, 8-0, 85).

Пример: Определить необходимую мощность двигателя автомобиля многоцелевого назначения 6х6; G = 16т; V_max= 80 км/ч (22 м/сек.)

Решение: Задаёмся ψ = 0, 04; η = 0, 85; K _w = 0, 06.

Тогда, введя коэффициент 270 для получения мощности в лошадиных силах, получим

 

 

Рассмотренный пример показывает приближённость полученного результата. Действительно, достаточно было задать ψ = 0, 05 и η = 0, 8.

Тогда получим

 

 

Поэтому при выборе мощности двигателя обычно ориентируются на величину удельной мощности, взятой по аналогии с существующими автомобилями того же класса.

Поделив обе части выражения (114) на вес автомобиля, получим

 

(116)

 

Из формулы (116) следует, что удельная мощность N _уд (обычно берётся в л.с/т) зависит от максимальной скорости; эта зависимость практически линейная, если кпд. постоянен и влияние сопротивления воздуха невелико.

В связи с этим коэффициент удельной мощности а_N (его размерность в ) при V_max, в формуле (116) можно рассматривать как некоторый обобщённый параметр, характеризующий внешние (дорожные) и внутренние сопротивления при движении машины.

Когда необходимая мощность определена, то двигатель подбирается из числа серийно производимых. Если мощность такого двигателя значительно превышает необходимую, он может быть задросселирован. Правильно выполненная дросселировка увеличивает срок службы двигателя и позволяет несколько повысить его экономичность по сравнению с незадросселированньм, но работающим при большой постоянной недогрузке. Однако задросселированный двигатель всегда будет иметь худшие параметры по весу, объёму и экономичности, чем двигатель, работающий на расчётной мощности.

Следует иметь ввиду, что специальное проектирование двигателя для создаваемого автомобиля, за редкими исключениями, нереально так же, как и " исправление" характеристики выбранного двигателя.