Автомобили малого класса местного сообщения с разработкой сцепления (стр. 4 из 8)
Коэффициенты a, b, cдля дизельных двигателей подсчитываются по формулам А.С. Литвинова:
(2.11)Для расчетов дизельных двигателей принимают: a=0,53, b=1,56, c=1,09.
После подстановки числовых значений параметров в зависимость (2.11), (2.10) получаем:
; 
.2.2.4. Внешняя скоростная характеристика двигателя
Внешняя скоростная характеристика является основой технического задания на проектирование нового двигателя. Расчет ее ведется по уравнениям вида:
, (2.12) 
, (2.13)где Ne – текущее значение эффективной мощности двигателя, кВт;
Mk – текущее значение крутящего момента двигателя, Н∙м;
ne – текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя, мин-1;
Nemax – максимальная эффективная мощность двигателя, кВт;
nN – частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности, мин-1;
a, b, c– постоянные коэффициенты (определяем по формуле (2.11)).
Задаваясь последовательно значениями частоты вращения neот минимальной (nmin= 600…800 мин-1) до максимальной (nmax= nNили nv) частоты с шагом ne= (nmax - nmin)/10, рассчитываем значения эффективной мощности Neи крутящего момента Mk. Результаты вычислений заносим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1
Параметры внешней скоростной характеристики расчетного двигателя
| ne, мин-1 | 600 | 760 | 920 | 1080 | 1240 | 1400 | 1560 | 1720 | 1880 | 2040 | 2200 |
| Ne, кВт | 14,1 | 19,2 | 24,6 | 30,0 | 35,5 | 40,7 | 45,7 | 50,1 | 54,0 | 57,1 | 59,2 |
| Mk, Н∙м | 224,7 | 241,3 | 254,9 | 265,5 | 273,2 | 277,9 | 279,6 | 278,4 | 274,2 | 267,1 | 257,0 |
Исходя из значения максимальной мощности расчетного двигателя, а также требований к рабочему объему, числу и расположению цилиндров, применяемому топливу, габаритным размерам и расположению в подкапотном пространстве, выбираем двигатель из числа выпускаемых или перспективных моделей.
При этом необходимо учитывать, что максимальная мощность и внешняя скоростная характеристика расчетного двигателя – это параметры двигателя, установленного на автомобиле, а аналогичные параметры типовых двигателей, приводимые в справочниках, – это параметры, полученные в результате стендовых испытаний двигателей (паспортные данные). Поскольку расчетные параметры не соответствуют паспортным, то при выборе двигателя их корректируют по выражению:
, (2.14)где Ncmax – максимальная стендовая мощность (паспортная) двигателя, кВт;
Nemax – максимальная расчетная (эксплуатационная) мощность двигателя, кВт;
kN – коэффициент учета потерь мощности двигателя (kN= 0,94).
Кроме того, при выборе двигателя зарубежного производства необходимо взаимно корректировать параметры, полученные при стендовых испытаниях двигателей по стандартам различных стран, т.к. требования этих стандартов различны.
Уравнение коррекции имеет вид:
N(ГОСТ, РОССИЯ) = N (SAE, США) = 1,03N (JIS, ЯПОНИЯ) =
1,06N (BS, АНГЛИЯ) = 1,08N (DIN, Германия). (2.15)
После подстановки числовых значений параметров в зависимость (2.14), (2.15), получаем:
кВт;Nemax(ГОСТ, РОССИЯ) = 94/1,08 = 87кВт.
Результаты вычислений параметров внешней скоростной характеристики выбранного двигателя заносим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2
Параметры внешней скоростной характеристики выбранного двигателя
Mercedes-Benz OM904 LA (Германия)
| ne, мин-1 | 600 | 760 | 920 | 1080 | 1240 | 1400 | 1560 | 1720 | 1880 | 2040 | 2200 |
| Ne, кВт | 20,7 | 28,2 | 36,1 | 44,1 | 52,1 | 59,9 | 67,1 | 73,7 | 79,3 | 83,8 | 87,0 |
| Mk, Н∙м | 330,2 | 354,6 | 374,5 | 390,2 | 401,4 | 408,4 | 410,9 | 409,2 | 403,0 | 392,5 | 377,7 |
По данным таблицы 2.1 и 2.2 строим диаграмму внешней скоростной характеристики расчетного и выбранного двигателя (Рис. 2.1.).
Ne`(ne), Mk`(ne) – расчетный двигатель;
Ne(ne), Mk(ne) – двигательMercedes-Benz OM904 LA
Рис. 2.1. Внешняя скоростная характеристика
расчетного двигателя и двигателя Mercedes-BenzOM904 LA
Параметры технических характеристик расчетного и выбранного типового двигателей сводим в таблицу 2.3.
Таблица 2.3
Параметры технических характеристик расчетного и выбранного двигателей
| Наименование параметра | Размерность | Значения по прототипу | Значения по расчёту |
| Тип и расположение | ДТР4В | ДТР4В | |
| Количество тактов | 4 | 4 | |
| Топливо | ДТ | ДТ | |
| Диаметр цилиндра и ход поршня, D×S | мм | - | - |
| Средняя скорость поршня, VП | м/с | 11 | 11 |
| Рабочий объём, Vh | л | 4,249 | 4,249 |
| Степень сжатия, ε | 18 | - | |
| Максимальная мощность, Nemaxпри частоте вращения, nN | кВт, мин-1 | 87 2200 | 59,2 2200 |
| Максимальный крутящий момент Mkmax, при частоте вращения, nM | Н∙м, мин-1 | 410,9 1560 | 279,6 1560 |
| Литровая мощность, Nл | кВт/л | 20,475 | 13,933 |
| Минимальный удельный расход топлива, gemin | кг/кВт ч | - | - |
| Удельный расход топлива при максимальной мощности, geN | кг/кВт ч | - | - |
| Коэффициент приспособляемости по моменту, kM | - | - | |
| Коэффициент приспособляемости по частоте вращения, kω | - | - | |
| Отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя на максимальной скорости к частоте при максимальной мощности, λ | 1,0 | 1,0 | |
| Коэффициент учёта потерь мощности двигателя, kN | 0,94 | 0,94 |
Примечание. Условные обозначения и сокращения: Д – дизельный; Т – с турбонаддувом; Р4 – рядный, четырехцилиндровый; В – расположен вдоль оси автомобиля.
В дальнейших расчетах эксплуатационных свойств автомобиля и его агрегатов будем использовать параметры выбранного двигателя Mercedes-BenzOM904 LA.
2.3. Расчет параметров трансмиссии
Правильный расчет параметров трансмиссии автомобиля является необходимой предпосылкой получения высоких средних скоростей движения и хорошей топливной экономичности, обеспечивающих минимальные затраты на осуществление заданного объема автомобильных перевозок.
2.3.1. Параметры, выбираемые в ходе расчета трансмиссии
При расчете трансмиссии необходимо выбрать и оценить:
1) диапазон передаточных чисел коробки передач (КП) Дк;
2) количество ступеней в коробке передач m;
3) передаточные числа высшей ступени в основной коробке передач uкв.
Диапазон передаточных чисел (отношение передаточного числа низшей ступени в КП к передаточному числу высшей ступени) и количество ступеней являются основными характеристиками механических коробок передач. Эти параметры определяются типом, назначением, условиями эксплуатации и полной массой автомобилей, а также удельной мощностью устанавливаемых двигателей.
Для современных автомобилей диапазон передаточных чисел и количество ступеней в КП отличаются большим разнообразием. Однако данные статической обработки новых моделей отечественных и зарубежных автомобилей показывают, что количество ступеней находится в прямой зависимости от диапазона передаточных чисел коробок передач. Эти данные выражает таблица 2.4.
Таблица 2.4
Количество ступеней и диапазоны передаточных чисел коробок передач
| Наименование параметров трансмиссии | Тип автомобиля | ||||||||
| Легковые | Грузовые и автопоезда | ||||||||
| Диапазон передаточных чисел | 2,3 … 2,6 | 3,4 … 4,0 | 3,5 … 4,5 | 5,7 … 8,5 | 7,9 … 9,5 | 8,0 … 10,0 | 9,2 … 18,5 | 13,0 … 19,4 | 17,0 … 24,7 |
| Количество ступеней КП | 3 | 4 | 5 | 5 | 6 | 8 | 10 | 16 | 20 |
В большинстве случаев высшей ступенью в основной коробке передач является прямая передача. В этом случае uкв= 1. У коробок передач грузовых автомобилей и автопоездов часто высшая ступень имеет передаточное число меньшее 1 (ускоряющая передача), которое выбирается в пределах uкв= 0,65…0,85.