Ministerul Educaţiei şi Tineretului al Republicii MoldovaUniversitatea Tehnică a Moldovei

Facultatea Inginerie şi Management în Mecanică

Catedra „Inginerie şi Management în Transport”

Lucrarea de laborator nr. 1

Tema: „Determinarea puterii efective şi caracteristicii de turaţii a motorului”

EFECTUAT: st. grupei IMT-053

VERIFICAT: lector superior Vasile Plămădeală

Chişinău 2007Scopul lucrării: Studierea metodicii de calcul şi trasare a graficelor caracteristicii

exterioare de turaţii a motorului.

Utilajul şi aparatajul utiliizat la efectuarea lucrării de laborator: Computerul

centrului de calcul, literatura informativă.

1. Selectarea datelor iniţiale. Capacitatea de încărcare – 5 pas; Viteza maximă (Vmax) – 39 m/s; Coeficientul de rezistenţă la rulare (f0) – 0,018; Formula roţilor - 4×2; Clasa automobilului – mică-hatchback; Masa vehiculului echipat (m0) – 1100 kg; Ampatament (L) – 2400 mm; Randamentul mecanic al transmisiei automobilului (ηt) – 0,93; Factorul aerodinamic (kF) – 0,6 N∙s2/m2; Coeficienţi experimentali:

a=1; a1=1,2;b=1; b1=1;c=1; c1=0,8;

Nr. de turaţii a arborelui cotit al motorului la puterea maximă (np) – 5800 rot/min;

2. Determinarea masei totale a automobilului.

Masa totală a automobilului se determină cu relaţia:

unde: m0 – masa vehiculului echipat ce se determină din literatura informativă, kg

mt – capacitatea de încărcare a automobilului, kg;

mp – masa pasagerilor împreună cu conducătorul, kg;

Masa pasagerilor împreună cu şoferul se determină din relaţia

unde: n – numărul de pasageri împreună cu şoferul

Tonajul pentru autoturisme poate fi luat din considerentele:

mt =50÷70 kg

3. Determinarea sarcinii pe axele automobilului.

unde: ma – masa automobilului;g – acceleraţia căderii libere g=9,81 m/s2;

Sarcina G1 pe puntea din faţă şi G2 pe puntea din spate a automobilului se determină cu relaţiile:

unde: a – distanţa de la centul de greutate până la axa din faţă a automobilului;b – distanţa de la centul de greutate până la axa din spate a automobilului;L – ampatamentul automobilului ce se determină din literatura informativă;

4. Determinarea centrelor de greutate a automobilului.

Coordonatele centrului de greutate a automobilului se determină în dependenţă de

valoarea ampatamentului – pentru autoturisme cu puntea faţă conducătoare:

a=(0,5÷0,55)∙L=0,5∙2400=1200 mm

Distanţa de la centrul de greutate pâna la puntea din spate se determină din

relaţia: b=L – a=2400-1200=1200 mm;

Înălţimea centrului de greutate se determină din relaţia:

hg=0,7÷0,8 m=0,7m;

5. Alegerea pneurilor şi determinarea razei de rulare a automobilului.

Pneurile se aleg reieşind din sarcina care revine pe roţile celei mai solicitate punţi

şi sarcina admisibilă a pneului care este indicată în caracteristica tehnică a pneurilor de

diferite tipuri şi dimensiuni. Constructiv pneurile se împart în 2 grupe: radiale şi

diagonale. Pneurile diagonale se marchează cu două cifre corespunzător B – d (B –

lăţimea profilului, d – diametrul jantei roţii).

Pneurile radiale se marchează cu 3 cifre şi litera R. În acest caz prima cifră indică

lăţimea profilului pneului (B), a doua cifra raportul dintre înălţimea profilului pneului H

la lăţimea B în procente. Litera R indică că pneul este radial, a 3-a cifră – diametrul

jantei roţii (d). Valoarea dimensiunilor B şi d pot fi date atât în milimetri cât şi în ţoli.

Raza de rulare a roţii poate fi determinată cu relaţia:

Pneul selectat este: MICHELIN 165/55 R13 79P

6. Determinarea randamentului mecanic al transmisiei automobilului

Randamentul transmisiei mecanice a automobilului depinde de numărul şi proprietăţile

perechilor cinematice care transmit mişcarea de la arborele cotit al motorului la roţile motoare.

Valoarea randamentului mecanic se alege din condiţia

Tipul automobilului Formula

roţilor

Randamentul

transmisiei ηt

Autocamioanele şi autobuzele cu transmisia

principală simplă

4×2 0,90...0,92

Autocamioanele şi autobuzele cu transmisia

principală dublă

4×2 0,86...0,88

4×4 0,82...0,84

6×4 0,82...0,84

6×6 0,78...0,80

Autoturismele, microbuzele 4×2 0,92...0,94

7. Determinarea factorului aerodinamic al automonilului

Factorul aerodinamic caracterizează rezistenţa aerodinamică specifică a

automobilului. Cu cît factorul aerodinamic este mai mic cu atât sunt mici pierderile de

putere la învingerea rezistenţei aerului. Factorul aerodinamic poate fi ales orientativ din

condiţia:

Tipul automobilului kF, N∙s2/m2

Autoturisme de clasa:

Micro

Mică

Medie

Mare

0,50....0,60

0,60...0,70

0,75...0,78

0,85...0,95

Autocamioanele cu capacitatea de încărcare, t:

Până la 1,0

1,1...2,5

2,6...4,0

Peste 4,0

1,2...1,5

1,6...2,0

2,1...2,8

2,9...3,5

Autobuze de clasa medie şi mare 2,9...3,6

8. Deteminarea puterii efective şi trasarea caracteristicii exterioare de

turaţii a motorului.

Pentru determinarea puterii efective necesare a motorului folosim ecuaţia

bilanţului de putere a automobilului. Puterea efectivă a motorului poate fi determinată

cu relaţia:

unde: Pe – puterea motorului corespunzătoare vitezei maximale în kW;

Vmax – viteza maximă a automobilului, m/s;

fv – coeficient de rezistenţă la rulare la mişcarea cu viteza maximă, dacă

viteza maximă este mai mică de 20-22 m/s valoarea coeficientului fv=0,025÷0,035

pentru a învinge suprasarcinile de scurtă durată la mişcarea automobilului pe treapta

directă. La viteze maxime mai mari coeficientul se determină cu relaţia:

unde: f0 – coeficientul de rezistenţă la rulare la mişcarea cu viteza maximă mai

mare de 20-22 m/s;

Va – viteza automobilului;

Folosind relaţiile de mai sus se poate de determinat puterea maximă a motorului

cu relaţia:

unde: ωP – frecvenţa rotaţiei arborelui cotit al motorului la puterea maximă. În

calcule ωP se determină orientându-ne la motorul automobilului prototip(rad/s). În

literatura de specialitate de obicei se indică Pmax şi turaţiile corespunzătoare ei nP a

arborelui cotit.

a, b, c – coeficienţi experimentali se aleg din condiţie.

Tipul

motorului

Coeficienţii

a b c

MAS 1,0 1,0 1,0

Frecvenţa rotaţiei arborelui cotit al motorului se determină cu relaţia:

Frecvenţa rotaţiei maxime a arborelui cotit se determină din condiţia:

Pentru trasarea caracteristicii exterioare de turaţii a motorului este necesar de

determinat 5-7 valori curente a puterii efective (Pe) a momentului motor efectiv (Me) şi a

consumului specific de combustibil (ge) în diapazonul de modificare a turaţiilor

arborelui cotit al motorului de la ωmin la ωmax .

Frecvenţa rotaţiei minimale a arborelui cotit se determină din condiţia:

Caracteristica exterioară de turaţii a motorului reprezintă variaţia puterii efective

Pe , momentuli motor efectiv Me şi a consumului specific de combustibil ge în funcţie de

variaţia vitezei unghiulare a arborelui cotit a motorului la deschiderea totală a clapetei

de acceleraţie sau la acţionarea totală a cremalierei pompri de injecţie. Aceşti parametri

pot fi calculaţi cu ajutorul relaţiilor:

unde: ωe – valorile curente ale vitezei unghiulare ale arborelui cotit, rad/s

gp – consumul specific de combustibil la puterea maximă g/kWh ce se

alege din condiţia:

gP=330 – 360 g/kWh

Coeficienţii a1 , b1 , c1 se aleg din condiţia:

Tipul

motorului

Coeficienţii

a1 b1 c1

MAS 1,2 1,0 0,8

Printre valorile ωe colectate se recomandă ca unul dintre punctele de calcul să fie

ωP ce corespunde Pmax .

Rezultatele calcilelor se prezintă în tabelul de mai jos:

ωmin ω1 ω 2 ω 3 ω 4 ω P ω max

ωe , rad/s 80 180 280 400 520 607 728

ω e/ωP 0,13 0,3 0,46 0,66 0,86 1 1,2

Pe , kW 9,2 22,6 35,8 50,3 60 62,3 56,8

Me ,Nm 116,8 125,5 127,8 125,75 115,4 102,6 78

ge,g/kWh 379 322,6 318,25 310,97 326 350 403

Caracteristica de turaţii a arborelui cotit al motorului se trasează pe o coală de

hârtie A4 şi este anexată la lucrare.

Concluzie: După elaborarea lucrării de laborator m-am familiarizat cu metodica

de calcul a caracteristicilor de turaţii a motorului şi mi-am aprofundat cunoştinţele în

elaborarea graficelor de moment şi putere.

Literatura:

1. А.С. Литвинов, Я.Е. Фаровин «Автомобиль. Теория эксплуатационных

свойств» Машиностроение 1989 – 237с.

2. В.А. Порусятковски, Д.Г. Куку, Р.В. Чобруцкая «Тягово-динамический

расчет автомобиля» Кишинэу 1991 – 39с.

3. Автомобильный справочник НИИАТ – 1994

4. Îndrumar pentru executarea proiectului de an la disciplina „Automobile”,

partea I: „Calculul de tracţiune şi indicii tehnici de exploatare a automobilului

proiectat”. Chişinău 2007 – 56 pag.