Проектировочный расчёт автомобильного двигателя

• постоянной скорости;
• ускорения;
• замедления.

   При отсутствии на дороге других автомобилей, система поддерживает заданную водителем  скорость.

   При ускорении или перестроении впереди  идущего автомобиля происходит ускорение  автомобиля до заданной водителем скорости.

   При замедлении или перестроении из соседнего  ряда впереди идущего автомобиля происходит замедление автомобиля до заданной водителем дистанции. На низкой скорости замедление достигается за счёт работы тормозной системы (увеличения давления тормозной жидкости в системе), на высокой скорости - за счет снижения мощности двигателя (уменьшения подачи воздуха через дроссельную заслонку) и, при необходимости, работы тормозной  системы.

   С целью повышения безопасности автомобиля отдельные конструкции адаптивного  круиз-контроля могут включать следующие системы:

• систему превентивной безопасности;
• систему экстренного торможения;
• систему GPS-навигации.

 

   

   3. Проектировочный расчёт автомобильного двигателя.

 

   Дано:

   V_max=110 км/ч;

   М_а=6600кг;

   к_в=0,53;

   B=2,10 м;

   H=1,81 м;

   ή_т= 0,71;

    =грунтовая  дорога сухая укатанная;

   n_N=2800 об/мин;

   Тип двигателя - дизельный двигатель  с вихрекамерой.

   3.1 Расчёт требуемой  мощности двигателя

 

   Номинальная эффективная мощность двигателя  для обеспечения движения автомобиля с заданной максимальной скоростью  определяется по формуле:

                ,кВТ                             (2.1)

где V_max-максимальная скорость автомобиля, м/с; 
М_а - полная масса автомобиля, кг; 
g - ускорение свободного падения, м/с²;

f_v- коэффициент сопротивления качению при максимальной скорости 
автомобиля;

к_в- коэффициент обтекаемости;

F - площадь лобового сопротивления автомобиля, м ; 
ή_т - коэффициент полезного действия трансмиссии; 
k_р - коэффициент коррекции (принять 0,95).

   Коэффициент сопротивления качению при максимальной скорости 
автомобиля:

     (2.2)

   где f₀ - коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с малой скоростью (до 10... 15 м/с).

   Площадь лобового сопротивления автомобиля:

   F=B*H=3,801 м²

   где В - колея передних колес, м; 
Н - высота автомобиля, м.

   3.2 Внешняя скоростная  характеристика двигателя.

 

   Зависимость текущих значений номинальной эффективной  мощности от угловой скорости вращения коленчатого вала устанавливается  формулой:

                               (2.3)

   где N_emax - номинальная эффективная мощность двигателя при максимальной скорости движения автомобиля, кВт;

        W_N - значение угловой скорости вращения коленчатого вала,соответствующее угловой скорости вращения коленчатого вала, рад/с;

        а, b, с - коэффициенты, зависящие от конструкции двигателя, а также его типа.

   Для четырехтактных дизелей:а =0,53, b = 1,56, с =1,09. При расчёте значения W_е принимаются от минимальной устойчивой скорости: W_min = 0,2 -W_N, до максимальной: W_mах (5-6 точек). Для дизелей:

                            W_mах = W_N.                                                              (2.4)

   Максимальная  устойчивая угловая скорость вращения коленчатого вала 
двигателя рассчитывается по формуле:

                               ,рад/с                                           (2.5)

   где n_N - частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной эффективной мощности двигателя, об/мин;

    - «пи» = 3,14.

   Рассчитаем  пять значений (точек) W_е для построения кривой внешней скоростной характеристики дизельного двигателя.

   Определим максимальную устойчивую угловую скорость вращения 
коленчатого вала двигателя при номинальной частоте:

                                                           (2.6)

   Определим пять значений угловых скоростей: 
 
 
 
 

   Дляопределим: 
 
 
 
 
 

   Для расчёта текущих значений эффективною крутящего момента 
используется следующая формула:

                                                                          (2.6) 
 
 
 
 

   Удельный  эффективный расход топлива рассчитывается по формуле:

                                (2.7)

   где - удельный эффективный расход топлива при номинальной эффективной мощности двигателя,;

   с₁, с₂, с₃ - эмпирические коэффициенты, значения которых устанавливаются экспериментально;

    - частота вращения  коленчатого вала  двигателя при  i-й угловой скорости,об/мин.

   Удельный  эффективный расход топлива при  номинальной эффективной мощности двигателя:

   - для карбюраторных двигателей:

    = 230...310;;

   - для дизельных двигателей с неразделёнными камерами сгорания:

   = 200...235;;

   - для вихрекамерных и предкамерных дизелей:

   = 220...260;.

   эмпирические  коэффициенты с₁=1,35  с₂=1,35  с₃=1,00

   Частота вращения коленчатого вала двигателя  при i-й угловой скорости:

                                                                           (2.8) 
 
 
 
 

   Удельный  эффективный расход топлива: 
 
 
 
 

   Часовой расход топлива:

                  ,кг/ч                                                   (2.9)

   ,кг/ч

   ,кг/ч

   ,кг/ч

   ,кг/ч

   ,кг/ч 
 
 

   Таблица 2. 1. - Результаты расчётов

Параметры	Размерность	Расчётные значении параметров точек  кривых необходимых для построения  внешней скоростной характеристики двигателя
We	Рад/c	59	117	176	234	293
Ne	кВт	34,85	87,71	139,49	186,66	216,34
Ме	кН*м
ge	г/кВт*ч	279	242	225	227	249
	кг/ч	9,7	21,2	31,4	42,4	54

 
 

     

   Рис.2.1.  Внешняя скоростная характеристика двигателя

   

   Заключение

   При выполнении контрольной работы по предмету «Автомобили» более подробно были изучены вопросы:

   Назначение, устройство и принцип работы однодискового  механизма сцепления с центральной  диафрагменной нажимной пружиной

   Назначение, устройство и принцип работы круиз  контроля движения автомобиля.

   Был выполнен проектировочный расчёт автомобильного двигателя. 
 
 

   Список  использованных информационных источников

1. Артамонов М.Д., Теория автомобиля и автомобильного двигателя. Учебник для техникумов. «Машиностроение», 1986.
2. Программа самообучения «Системы охлаждения двигателя»
3. Гришкевич А.И. Автомобили: Теория – Мн. Высшая школа, 1986