Зовні швидкісні характеристики двигуна - студопедія

Зовнішніми називаються характеристики двигуна отримані при повній подачі палива. Незалежної змінної є кутова швидкість колінчастого вала # 969; e. У курсовому проекті будуються графіки чотирьох зовнішніх швидкісних характеристик двигуна, приблизний вигляд яких показаний на Рис. 1 ... 4.

Завантаження двигуна при роботі його по зовнішній характеристиці - повна (Ne = N100% у всьому діапазоні кутової швидкості колінчастого вала) і ступінь завантаження двигуна в такому випадку дорівнює одиниці -р = 1,0, оскільки:

У формулі (1): Ne - потужність двигуна в будь-якому режимі руху, кВт, при поточному значенні кутової швидкості колінчастого вала # 969; e; N100% - потужність двигуна при повній подачі палива і тому ж значенні кутової швидкості колінчастого вала # 969; e.

Першою будується зовнішня характеристика потужності двигуна (Рис. 1), в залежності від кутової швидкості колінчастого вала за формулою Лейдерман:

де Nemax - максимальна потужність двигуна, кВт; при швидкості обертання колінчастого вала # 969; N. рад / с (# 969; N - в завданні на проектування); Ne - потужність двигуна, кВт, при поточному значенні кутової швидкості колінчастого вала # 969; e. рад / с і повній подачі палива; a, b, c - коефіцієнти формули (у вихідних даних).

Nemax - визначається по потужностного балансу при максимальній швидкості руху навантаженого автомобіля по горизонтальній асфальтованій дорозі (студенти заочної форми навчання беруть Nemax із завдання на проект).

Двигун легкового автомобіля в такому режимі витрачає всю потужність на подолання: опору коченню Nf. опору повітря Nw і на тертя в трансмісії N # 951 ;. Визначивши ці три складові можна знайти потужність двигуна при максимальній швидкості руху автомобіля NVmax. кВт:

де Vmax - максимальна швидкість автомобіля, км / год; 3,6 і 46,7 - коефіцієнти, що переводять швидкість з км / год в м / с; 1000 - поділ на тисячу переводить вати в кіловати; - повний вагу автомобіля, Н; - коефіцієнт опору коченню (в даному випадку він рівний коефіцієнту опору кочення), який знаходиться за формулою (V. км / год):

- коефіцієнт опору повітря (див. п. 9 на стор. 10); - лобова площа автомобіля, приймається, як 80% від твору ширини автомобіля (без урахування виступаючих малогабаритних деталей) на висоту; f0 = 0,015; - ККД трансмісії (див. П. 8).

Далі, з формули Лейдерман (2) для даного режиму руху (рух з максимальною швидкістю):

можна визначити максимальну потужність Nemax бензинового двигуна легкового автомобіля. У такого двигуна частота обертання колінчастого вала:.

У двигунів вантажних автомобілів через спрацювання обмежувача оборотів і у всіх дизельних двигунів крива потужності безперервно зростає до максимального значення при максимальній частоті обертання колінчастого вала, тобто (Див. Формулу (3)).

Крім того, через спрацювання обмежувача оборотів у двигуна вантажного автомобіля, на відміну від легкового, залишається запас потужності. Тому, його максимальна потужність визначається за формулою:

де Nf і Nw визначаються так само, як у формулі (3).

Мал. 1. Потужність двигуна.

Далі будується характеристика крутного моменту двигуна (Рис. 2). Відомо, що при обертальному процесі потужність обчислюється за формулою. де М - крутний момент; # 969; - кутова швидкість обертання під дією моменту. Тоді крутний момент двигуна Ме (Н · м) можна розрахувати за формулою:

де Ne - потужність двигуна за графіком Рис. 1, кВт; 1000 - коефіцієнт для переводу потужності з кВт у Вт.

Характеристика питомої витрати палива (Рис. 3) будується за формулою:

де gN - питома витрата палива при Nemax. г / кВт · год (береться у вихідних даних, стор. 6); До # 969; - коефіцієнт, що враховує швидкісний режим роботи двигуна, визначається за емпіричною залежності:

КN - коефіцієнт, що враховує ступінь завантаження двигуна. Для дизельного двигуна:

р - ступінь завантаження двигуна, визначається за формулою (1). Для зовнішньої швидкісної характеристики р = 1,0, тому -КN = 1,0 (при побудові графіка годинної витрати палива Рис. 17 будуть також використовуватися значення р відмінні від одиниці).

Мал. 2. Момент, що крутить двигуна

Мал. 3. Питома витрата палива

Часовий витрата палива (Рис. 4) визначається за формулою:

У формулі (11) розмірність Ne- кВт, годинна витрата палива Gt- кг / год, а питома витрата палива ge - г / кВт · год. Коефіцієнт 1000 переводить грами ge в кілограми Gt.

Надалі на підставі швидкісних характеристик двигуна будуються характеристики автомобіля з урахуванням наступних залежностей:

Швидкість руху автомобіля, км / год:

Сила тяги на ведучих колесах, Н:

Потужність на провідних колесах, кВт:

або, що те ж саме:

де N # 951; - потужність втрат на тертя в трансмісії, кВт.