Скоростная характеристика двигателя – это зависимость мощности и крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала.
В случае, если максимальная мощность двигателя Nmax известна по автомобилю-прототипу, внешнюю скоростную характеристику можно рассчитать по формуле Р.С. Лейдермана:
Ne = Nmax×[a×ne/nN + b×(ne/nN)2 - c×(ne/nN)3], (6)
где a, b, c – коэффициенты, учитывающие тип двигателя, форму камеры сгорания двигателя;
nN – значения частоты оборотов коленчатого вала при максимальной мощности, об/мин;
ne – текущее значение оборотов, для которого определяется мощность;
а = b = c = 1 – для автомобилей с бензиновыми двигателями;
Необходимо найти 6 – 8 значений мощности в диапазоне от минимально устойчивого числа оборотов двигателя nmin до максимальных оборотов nmax.
nmin = (950-1000) об/мин – для автомобилей с бензиновым двигателем;
Максимальное число оборотов двигателя nmax принимается из следующих соотношений:
nmax = (1,05-1,16) nN – для бензиновых двигателей;
nmax = 1,1× 5250 = 5775 об/мин
Тогда:
Nemin = 77×[1×1000/5250 + 1×(1000/5250)2 - 1×(1000/5250)3 = 16,93 кВт
Ne1 = 77×[1×2000/5250 + 1×(2000/5250)2 - 1×(2000/5250)3 = 36,25 кВт
Ne2 = 77×[1×3000/5250 + 1×(3000/5250)2 - 1×(3000/5250)3 = 69,31 кВт
Ne3 = 77×[1×4000/5250 + 1×(4000/5250)2 - 1×(4000/5250)3 = 76,66 кВт
Ne4 = 77×[1×5000/5250 + 1×(5000/5250)2 - 1×(5000/5250)3 = 77,0 кВт
NeN = 77×[1×5000/5250 + 1×(5000/5250)2 - 1×(5000/5250)3 = 77,0 кВт
Крутящий момент двигателя для принятых оборотов коленчатого вала определяется по формуле:
Ме = 9555,3×(Ne/ne), Нм (7)
Меmin = 9555,3×(16,93/1000) = 161,75 Нм
Ме1 = 9555,3×(36,25/2000) = 173,19 Нм
Ме2 = 9555,3×(54,78/3000) = 174,47 Нм
Ме3 = 9555,3×(64,69/4000) = 165,57 Нм
Ме4 = 9555,3×(74,41/5000) = 146,5 Нм
МеN = 9555,3×(77,0/5250) = 140,14 Нм
Меmax = 9555,3×(75,38/5775) = 124,73 Нм
Таблица 1 – Значения мощности и крутящего момента
ne, об/мин |
nmin |
ne1 |
ne2 |
ne3 |
ne4 |
nN |
nmax |
Ne, кВт |
16,93 |
36,25 |
54,78 |
64,69 |
74,41 |
77,0 |
75,38 |
Me, Нм |
161,75 |
173,19 |
174,47 |
165,57 |
146,5 |
140,14 |
124,73 |
Рисунок 1 – Внешняя скоростная характеристика Volkswagen Polo Sedan