Расчет мощности двигателя автомобиля

Указанному выше диапазону скоростей движения автомобиля соответствует диапазон угловых скоростей 256…321 с–1. По табл. 1 в найденный диапазон попадают три табулированных значения 261, 288 и 314 с–1. Выбираем большее значение, так как силы сопротивления на больших скоростях больше, а динамичность автомобиля может оказаться ниже указанного в задании Da = 0,1.

Найдем необходимую для обеспечения заданной динамичности автомобиля мощность его двигателя на скорости VD = 100 / 3,6 = 27,8 м/с

.

58006 Вт.

Таким образом, при скорости, соответствующей максимальному крутящему моменту, двигатель должен иметь мощность около 58 кВт. Максимальную же мощность двигателя найдем с помощью ВСХ прототипа (см. табл. 1, рис.1):

.

=85602 кВт.

Таким образом, для обеспечения динамического фактора Da = 0,1 на скорости 100 км/ч необходим двигатель максимальной мощностью около 86 кВт. Учитывая, что для обеспечения максимальной скорости достаточно мощности 83 кВт, окончательно принимаем Рmax = 86 кВт, так как этот двигатель обеспечит выполнение обоих указанных в третьем пункте задания параметров. При этом максимальная скорость автомобиля будет несколько выше заданной.

Определим паспортные характеристики нового двигателя:

Рmax = 86 кВт при 545 с-1 (5200 об/мин);

при ωТ.

174 Н∙м при ωТ = 314 с-1.

Рис. 1. ВСХ двигателя ВАЗ – 21114-50

По графику Мкр (см. рис. 1) определяем значения крутящего момента для всех значений скорости двигателя в пределах его рабочего диапазона с шагом 250 мин–1. Затем эти данные представляем в безразмерном виде (каждое значение Mкр делим на пиковое значение данного параметра (т.е. на 129), а каждое значение скорости двигателя – на скорость при максимальной мощности (т.е. на 5200). Результаты сводим в табл. 1 (столбцы «двигатель прототипа»). Минимальную устойчивую частоту вращения коленвала бензинового двигателя принимаем 1000 мин–1. Максимальную частоту вращения коленвала задаем выше на (5…15) % частоты, при которой двигатель развивает максимальную мощность.

Для безразмерных значений из таблицы 1 строим диаграмму.

Рис. 2. Безразмерная зависимость крутящего момента то скорости двигателя:

1 – кривая, построенная по данным табл. А2; 2 – 4 – тренды полиномов соответственно 4, 5 и 6 степени

Наиболее близко повторяет исходную кривую тренд 6 степени: