Внешняя скоростная характеристика двигателя

    Внешняя скоростная характеристика является основой технического задания на проектирование нового двигателя. Расчет ее ведется по уравнениям вида:

,                   (2.12)

,                                   (2.13)

    где N_e – текущее значение эффективной мощности двигателя, кВт;

              M_k – текущее значение крутящего момента двигателя, Н∙м;

n_e – текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1;

N_emax – максимальная эффективная мощность двигателя, кВт;

n_N – частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности, мин^-1;

a, b, c – постоянные коэффициенты (определяем по формуле (2.11)).

    Задаваясь последовательно значениями частоты вращения n_e от минимальной (n_min= 600…800 мин^-1) до максимальной (n_max= n_N или n_v) частоты с шагом n_e= (n_max - n_min)/10, рассчитываем значения эффективной мощности N_e и крутящего момента M_k. Результаты вычислений заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Параметры внешней скоростной характеристики расчетного двигателя

Исходя из значения максимальной мощности расчетного двигателя, а также требований к рабочему объему, числу и расположению цилиндров, применяемому топливу, габаритным размерам и расположению в подкапотном пространстве, выбираем двигатель из числа выпускаемых или перспективных моделей.

При этом необходимо учитывать, что максимальная мощность и внешняя скоростная характеристика расчетного двигателя – это параметры двигателя, установленного на автомобиле, а аналогичные параметры типовых двигателей, приводимые в справочниках, – это параметры, полученные в результате стендовых испытаний двигателей (паспортные данные). Поскольку расчетные параметры не соответствуют паспортным, то при выборе двигателя их корректируют по выражению:

,                                          (2.14)

    где N_cmax – максимальная стендовая мощность (паспортная) двигателя, кВт;

N_emax – максимальная расчетная (эксплуатационная) мощность двигателя, кВт;

k_N – коэффициент учета потерь мощности двигателя (k_N= 0,94).

    Кроме того, при выборе двигателя зарубежного производства необходимо взаимно корректировать параметры, полученные при стендовых испытаниях двигателей по стандартам различных стран, т.к. требования этих стандартов различны.

    Уравнение коррекции имеет вид:

N (ГОСТ, РОССИЯ) = N (SAE, США) = 1,03N (JIS, ЯПОНИЯ) =

1,06N (BS, АНГЛИЯ) = 1,08N (DIN, Германия).          (2.15)

После подстановки числовых значений параметров в зависимость (2.14), (2.15), получаем:

кВт;

N_emax (ГОСТ, РОССИЯ) = 94/1,08 = 87кВт.

    Результаты вычислений параметров внешней скоростной характеристики выбранного двигателя заносим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

Параметры внешней скоростной характеристики выбранного двигателя

Mercedes-Benz OM904 LA (Германия)

По данным таблицы 2.1 и 2.2 строим диаграмму внешней скоростной характеристики расчетного и выбранного двигателя (Рис. 2.1.).

           N_e^{`</sup>(n<sub>e</sub>), M<sub>k</sub><sup>`}(n_e) – расчетный двигатель;

           N_e (n_e), M_k (n_e) – двигатель Mercedes-Benz OM904 LA

Рис. 2.1. Внешняя скоростная характеристика

расчетного двигателя и двигателя Mercedes-Benz OM904 LA

    Параметры технических характеристик расчетного и выбранного типового двигателей сводим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3

Параметры технических характеристик расчетного и выбранного двигателей

Примечание. Условные обозначения и сокращения: Д – дизельный; Т – с турбонаддувом; Р4 – рядный, четырехцилиндровый; В – расположен вдоль оси автомобиля.

    В дальнейших расчетах эксплуатационных свойств автомобиля и его агрегатов будем использовать параметры выбранного двигателя Mercedes-Benz OM904 LA.