Определение мощности двигателя автомобиля

Определить мощность развиваемую двигателем на прямой передаче со скоростью υ = 85 км/ч на дороге с уклоном h = 0,03 при коэффициенте сопротивления качению ƒ = 0,022. Параметры автомобиля: mа = 4500 кг, kотб = 0,95, ŋтр = 0,94, kw = 0,52 Н×с²/м4, Ал = 4,6 м².

Теоретические сведения:

Мощность двигателя определяется из условия обеспечения максимальной скорости автомобиля в заданных дорожных условиях. Движение автомобиля предполагается на прямолинейном горизонтальном участке дороги с твердым покрытием в сухую безветренную погоду. Максимальная скорость достигается при dv/dt = 0. Составим уравнение баланса мощности при этих условиях:

Рк + Рш + Рщ = 0,

где Рк – мощность, подводимая к ведущим колесам при установившемся движений;

Рш – мощность, необходимая для преодоления суммарного дорожного сопротивления;

Рщ – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха.

Выражение для определения искомой мощности двигателя:

где – мощность двигателя, Вт;

– полная масса автомобиля, кг;

g – ускорение свободного падения (9,81 м/с2);

– максимальная скорость автомобиля, м/с;

– коэффициент суммарного дорожного сопротивления при ;

– сила сопротивления воздуха при , Н;

– КПД трансмиссии на высшей ступени коробки передач, обеспечивающей достижение скорости при полной массе автомобиля.

Значение соответствует необходимой мощности для движения автомобиля на прямолинейном горизонтальном участке дороги с асфальтобетонным покрытием со скоростью . Значение скорости выбирается в соответствии с регламентирующими нормативами или с учетом информации о лучших мировых образцах.

Двигатели легковых автомобилей обычно поставляются комплектно со всеми механизмами вспомогательного оборудования (вентилятором, генератором, воздухоочистителем и др.). Мощность двигателя в этом случае указывается с учетом затрат на привод этих механизмов. Двигатели грузовых автомобилей большой грузоподъемности и автобусов большой вместимости обычно поставляются не в полном комплекте. Поэтому при учете необходимых затрат мощности на собственные нужды двигателя коэффициент принимают в пределах 0,05-0,10.

Для определения КПД трансмиссии необходимо принять техническое решение о структуре трансмиссии, представить ее функциональную схему и определить для каждого механизма трансмиссии тип и количество зубчатых зацеплений, передающих энергию от входного к выходному валу на высшей передаче, на которой достигается.

Вычислив значение подбирают двигатель для проектируемого автомобиля. При этом принимают во внимание топливную экономичность, экологичность, массу, габариты, надежность и гарантийный средний ресурс двигателя. Выбор типа и модели двигателя должен быть тщательно обоснован.

1. Сопротивление воздуха, определяется по формуле: