Мощность двигателя, Neν , необходимую для движения с максимальной скоростью находим по выражению [11, стр. 22]:
где ψν – коэффициент дорожного сопротивления при максимальной скорости. Для дорог равнинной местности с твердым покрытием ψν = 0,015;
g – ускорение свободного падения, м/с2, g=9,81;
ma – полная масса автомобиля, 6500 кг;
kв – коэффициент обтекаемости, для грузового автомобиля принимаем [11, стр.20];
Vamax – максимальная скорость, 100 км/ч;
F – площадь лобового сечения (миделево сечение); для грузового автомобиля:
,
где - коэффициент заполнения площади;
- наибольшая ширинаавтомобиля, ;
- наибольшая высота автомобиля, .
Выбор двигателя производим из следующих соображений:
- Мощность двигателя должна быть не ниже требуемой (88 кВт).
- Тип двигателя – дизель.
- Двигатель должен иметь ресурс не менее ресурса автомобиля.
- Двигатель должен отвечать современным требованиям по токсичности отработавших газов.
Исходя из перечисленных требований, применим в проектируемом автомобиле дизельный двигатель ЯМЗ 5342, имеющий следующие характеристики:
- Тип дизеля – 4-х тактный, жидкостного охлаждения;
- Число цилиндров - 4;
- Расположение цилиндров – рядное, вертикальное;
- Диаметр цилиндра - 105 мм;
- Ход поршня - 128 мм;
- Рабочий объем - 4,43 л;
- Степень сжатия - 17,5;
- Номинальная мощность - 110 кВт;
- Номинальная частота вращения - 2300 об/мин;
- Максимальный крутящий момент - 513 Нм;
- Частота вращения при максимальном моменте - 1500 об/мин;
- Способ смесеобразования – непосредственный впрыск топлива, турбонаддув, охлаждение наддувочного воздуха в теплообменнике типа «воздух-воздух».
- Масса - 480 кг;
- Ресурс до капитального ремонта - 1000000 км;
- Соответствие требованиям по токсичности отработавших газов -Правила ЕЭК ООН №24-03, № 49RII-04 –Евро-4.
Внешняя скоростная характеристика двигателя
Движение автомобиля происходит за счет мощности, получаемой от двигателя. Мощность дизельных двигателей изменяется в зависимости от скорости вращения коленчатого вала и от количества подаваемого топлива. Изменение мощности двигателя и его крутящего момента в зависимости от вращения коленчатого вала, полученное при полной подаче топлива, называется внешней характеристикой двигателя. Внешняя характеристика двигателя строится по результатам испытаний двигателя.
Расчетные точки кривой эффективной мощности дизеля с вихревой камерой определяем через каждые 500 об/мин начиная с 500 об/мин по эмпирической зависимости [8, стр.144]:
,
где Nex, nx – текущие значения мощности и частоты вращения коленчатого вала;
Ne, nN – максимальная мощность и частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности.
Результаты расчета заносим в таблицу 1.2 и строим кривую эффективной мощности.
Максимальное значение частоты вращения вала двигателя для построения его регуляторной характеристики:
об/мин
Точки кривой эффективного крутящего момента определяем по формуле [8, стр.145]:
Результаты расчета заносим в таблицу 1.2 и строим кривую эффективного крутящего момента.
Таблица 1.2 – Внешняя скоростная характеристика двигателя