Рассчитать и построить внешнюю скоростную характеристику двигателя

Расчет и построение скоростной характеристики двигателя

Для выполнения полного расчета необходимо построить внешнюю скоростную характеристику двигателя, для чего определяют максимальную мощность Nmax и ее текущие значения Nei при различных величинах частоты вращения коленчатого вала.

Максимальную мощность двигателя подсчитывают по формуле:

(1.8)

где (С1; С2; С3 – эмпирические коэффициенты,

где: nv — частота вращения вала двигателя при максимальной скорости движения автомобиля, мин -1

nN -частота вращения вала двигателя при номинальной (максимальной) мощности двигателя, мин -1 (выбирают по двигателю-прототипу).

Для бензиновых двигателей λ = 1,05…1,1

Для дизелей и бензиновых двигателей с ограничителем частоты вращения λ = 1.

Характеристика строится в интервале частот вращения

от nmin=500 мин -1 (дизель), 1000 мин -1 (бензин) до nv.

Текущие значения мощности определяют по формуле:

, (1.10)

где nei — произвольное, в пределах рабочей зоны, значение частоты вращения вала двигателя, мин -1 .

Значения эффективного крутящего момента Ме определяются при тех же значениях частоты вращения коленчатого вала по формуле:

, Н∙м (1.11)

Эффективный удельный расход топлива определяют по формуле:

, г/кВт∙ч (1.12)

gN — эффективный удельный расход топлива на номинальном режиме (при Ne max) (принимают по заданию), г/квт.ч,

gei — эффективный удельный расход топлива при Nei, г/квт.ч.

d — эмпирический коэффициент, зависящий от типа двигателя.

Для бензиновых двигателей d = 1,2; для дизелей d = 1,55.

При построении внешней скоростной характеристики двигателя по оси абсцисс откладывают как частоту вращения вала двигателя, так и скорость автомобиля на высшей передаче, используя формулу коэффициента оборотности ηо :

Рассчитанное значение ηо одинаково во всем диапазоне частоты вращения вала двигателя и скорости движения автомобиля для конкретной передачи.

Используя формулу (1.13) можно по известным значениям скорости движения автомобиля определить для конкретной передачи соответствующую частоту вращения вала двигателя и наоборот.

Построение внешней характеристики двигателя проводят в следующей последовательности:

1. Определяют по формулам (1.5) и (1.8) значения Nv и Nmax

2. Произвольно, в пределах рабочей зоны, через равные промежутки, выбирают значения nei (6-8 значений). В эти значения должны входить nv, nN и nmax.

3. Для выбранных значений nei определяют скорости движения (используя формулу 1.13), а по формулам (1.10), (1.11), (1.12) определяют величины Nei, Mei, gei.

Результаты расчетов заносят в таблицу 1.1 и по ним строят внешнюю скоростную характеристику двигателя.

Таблица 1.1

n , мин -1 Nе , кВт Mе , H∙м ge, г/кВт∙ч

На регуляторной ветви характеристики дизеля принимают изменения мощности Ne , крутящего момента Me по закону прямой линии.

При этом частоту вращения на холостом ходу, когда Ne = 0 , определяют из выражения:

Пример построения внешней скоростной характеристики бензинового двигателя приведен на рис.1.1(а), регуляторной характеристики дизеля на рис.1.1(б).

Читайте также:  Работа холодного двигателя фольксваген поло седан

Источник

Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя

Кировское областное государственное образовательное

Автономное учреждение

Среднего профессионального образования

«Колледж промышленности и автомобильного сервиса»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По профессиональному модулю ПМ.03 Разработка технологической документации для технического обслуживания, ремонта и модернизации модификаций автотранспортных средств

МДК.03.02 Тюнинг автомобилей

Тема: Тюнинг трансмиссии автомобиля ВАЗ-2107

Вариант: Автомобиль категории М1 ВАЗ-2107

Специальность:23.02.03Техническое обслуживание и ремонт

Работу выполнил:

Студент 5 курса

Головушкин Илья Владиславович

Работу проверил :

Преподаватель специальных дисциплин

КОГОАУ СПО КП и АС

Попов Вячеслав Михайлович

Дата защиты: 10.12.2015

Киров 2015г.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист

Содержание

1. Подбор параметров технической характеристики автомобиля.

2. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя.

3. Расчет передаточных чисел трансмиссии.

3.1. Расчет передаточного числа главной передачи.

3.2. Расчет передаточных чисел коробки передач.

4. Расчет и построение тяговой характеристики автомобиля.

5. Расчет и построение динамической характеристики.

6. Расчет и построение ускорений, времени и пути разгона.

7. Разработка кинематической схемы коробки передач.

8. Устройство и работа коробки передач.

9. Технология сборки коробки передач с подобранными шестернями с иными передаточными числами.

10.Особенности технического обслуживания модернизированной коробки передач.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист

Введение.

Для быстрого разгона и большей максимальной скорости есть несколько вариантов доработки автомобиля. Один из таких способов это тюнинг КПП. Для быстрой динамики разгона, коробка должна позволять двигателю как можно больше крутиться на одной передаче. Чтобы добиться этого эффекта, необходимо изменись передаточные числа каждой передачи. После изменения передаточных чисел в КПП, при переключениях на повышенную передачу обороты будут падать минимально, мотор останется в зоне высоких оборотов и двигатель будет уверенно продолжать ускорять автомобиль. Также при переключении на низшую передачу, можно не бояться перекрутить двигатель, а разгон так же будет динамичный.

Заводской автомобиль не только имеет неплохую динамику разгона, но и отвечает еще нескольким нормам. Для быстрого и уверенного подъема в горку с полной нагрузкой первая передача более короткая. Для ускорения авто нужна длинная передача. Также нужна передача для экономичного движения на трассе. Вот поэтому стандартная (заводская) коробка имеет некоторые провалы между передачами. Самый известный провал на Ваз между 1-ой и 2-ой передачами.

Для тюнинга МКПП есть разные ряды передач, которые имеют отличия между передаточными числами которые по разному отражаются на поведении авто при движении. Принцип построения рядов одинаковый. Можно и установить еще и 6 (5 если кпп 4хступенчатая) передачу. Главную пару и ряд передач необходимо подбирать под каждый мотор в отдельности дальнейший стиль езды и общие условия эксплуатации.

Читайте также:  Как крепится передняя опора двигателя

Цели и задачи курсового проекта:

1) На основании исходных данных провести анализ динамических качеств автомобиля, расчет и подбор передаточных чисел трансмиссии, расчет и построение разгонных характеристик (ускорение, время и путь).

2) С учетом проведенных расчетов передаточных чисел разработать модернизацию коробки передач.

3) Построить графики: внешней скоростной характеристики, тягового баланса, динамической характеристики, ускорений, времени и пути разгона.

1.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист

Подбор параметров технической характеристики автомобиля.

Исходными данными для такого расчета являются:

габаритные размеры автомобиля:

полная масса автомобиля-1460 кг;

масса автомобиля в снаряженном состоянии-1060 кг

распределение нагрузки по осям задняя ось-55%, передняя ось-45%

максимальная скорость, 150км/ч;

номинальная мощность, 52кВт, при

частоте вращения коленчатого вала 5600об/мин

максимальный крутящий момент, 104Нм, при

частоте вращения коленчатого вала 3400об/мин

коробка передач, передаточные числа коробки передач:

передаточное число главной передачи-4,1

к.п.д. трансмиссии-91%

размер шин 175/70

статический радиус колесаrк-0,27 м;

коэффициент аэродинамического сопротивления-0,35

Параметры исходных данных подбираются из справочной литературы. В том случае, если отдельные исходные данные отсутствуют, их можно выбрать по аналогии с другими автомобилями того же типа и назначения.

Распределение нагрузки по осям необходимо знать для определения максимально возможной по сцеплению тяговой силы, величина которой используется при выборе передаточного числа низшей передачи трансмиссии.

У легковых автомобилей, имеющих классическую компоновку, на задний мост приходится 52. 55 % нагрузки от полной массы, у автомобилей с задним расположением двигателя ‑ 56. 60 %, а у переднеприводных‑ 43. 48 %.

Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя.

Расчет начинают с определения мощности NVmax, необходимой для обеспечения движения с заданной vmax :

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист

кВт

кВт

где kвFа – фактор обтекаемости автомобиля, (или коэффициент сопротивления воздуха kв, , и лобовая площадь автомобиля Fа , м 2 ); vmax – максимальная скорость автомобиля, м/с; ψv – коэффициент сопротивления дороги при vmax; ηтр – КПД трансмиссии.

Расчетный коэффициент суммарного дорожного сопротивления yv для легковых автомобилей выбирают исходя из движения по горизонтальной дороге с цементобетонным или асфальтобетонным покрытием, учитывая зависимости ψv=f(v). Для легковых автомобилей коэффициент сопротивления дороги ψv задают равным коэффициенту сопротивления качению fv при максимальной скорости автомобиля, т. е. максимальную скорость автомобиль может развить только на ровной горизонтальной дороге.

Читайте также:  Нет компрессии в двигателе мотоцикла причины

Тип и состояние дороги

• Асфальто- и цементнобетонное шоссе: f

• — в хорошем состоянии 0,007…0,015

• — в удовлетворительном состоянии 0,015…0,02

• Гравийная дорога в хорошем

• Булыжная дорога в хорошем

• Грунтовая дорога сухая, укатанная 0,025…0,03

• Обледенелая дорога, лед 0,015…0,03

Укатанная снежная дорога 0,03…0,05

Значения к.п.д. трансмиссии (ηтр ):

Гоночные и спортивные 0.90—0.95 0.80—0.85

Легковые. 0.90—0.92 0,80—0,82

Грузовые ц автобусы 0,82—0.85 0.75—0.78

Повышенной проходимое™ 0,80—0,85 0,73—0,76

В общем случае nv≠nN, следовательно, Nev≠Nmax. У легковых автомобилей с бензиновыми двигателями nv может быть как больше, так и меньше nN.

Иногда vmax соответствует движению не на высшей, а на предшествующей передаче (рис. 1) – будем называть такую передачу высшей расчетной.

Рис. 1. Определение высшей расчетной передачи по мощностному балансу:

III–V – Neηт=f(v) соответственно на третьей – пятой передачах.

Передачу с минимальным передаточным числом (повышающую) у таких автомобилей используют для улучшения топливной экономичности.

У легковых автомобилей с бензиновыми двигателями обычно nv/nN= 0,9. 1,1. Задавшись, ориентируясь на аналог или по каким-либо другим соображениям, nv/nN максимальную мощность можно найти, решая уравнение относительно Nmax :

Nmax=63,76/[1*5880/5600+1*(5880/5600) 2 -1*(5880/ 5600) 3 ]=64,4кВт

где коэффициенты a, b и с имеют следующие значения:

Тип двигателя a b c
Бензиновый двигатель
Дизели с неразделенной камерой сгорания 0,87 1,13
Дизели с предкамерой 0,6 1,4
Дизели с вихревой камерой 0,7 1,3
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист

У автомобилей, снабженных двигателями с ограничителем частоты вращения или регулятором, nv=nN и Nmax=Nev.

Для построения внешней характеристики при известной мощности Nmax и выбранных коэффициентах a, b и c необходимо выбрать частоту nN по выбранному прототипу:

N1=64,4* [1*1000/5600+1*(1000/5600) 2 -1*(1000/ 5600) 3 ]=12.88

N2=64,4* [1*2000/5600+1*(2000/5600) 2 -1*(2000/ 5600) 3 ]=28.34

N3=64,4* [1*3000/5600+1*(3000/5600) 2 -1*(3000/ 5600) 3 ]=43.15

N4=64,4* [1*4000/5600+1*(4000/5600) 2 -1*(4000/ 5600) 3 ]=54.74

Nemax=64,4* [1*5600/5600+1*(5600/5600) 2 -1*(5600/ 5600) 3 ]=64.4

Где Nеи ne — текущие (промежуточные) значения;

nN — значение при максимальной мощности.

Задаваясь различными текущими значениями neопределяют для них значения Ne и строят график.

Таблица 1 Данные для построения скоростной характеристики

ne , мин -1 n1 n2 n3 n4 nNemax nv
Ne, кВт 12,88 28,34 43,15 54,74 64,4 62,47
Me, Н/м 123,06 135,38 137,42 130,75 109,87 96,27

Значения Ме определяются по формуле:

.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист

В указанных формулах Ne в кВт, Ме в Нм, а ωе – в рад/с. Для перевода частоты вращения в мин -1 в рад/с пользуются выражением

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист

Рис. 2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

Источник

Adblock
detector