Построение теоретических характеристик двигателя

Для оценки динамических и экономических показателей автомобильного двигателя, а также всей машины, на которую он устанавливается, необходимо знать изменение основных показателей в функции частоты вращения нагрузки:

(1.71)

Построение внешней скоростной характеристики. Для автомобильных дизельных двигателей ведётся в диапазоне от n_min до n_н.

Расчетные значения эффективной мощности двигателя N_е, кВт, при заданной частоте вращения коленчатого вала n (мин^-1) могут быть определены по следующим эмпирическим зависимостям:

(1.72)

n / n_Н находится в пределах (0,2-1). Соответствующая частота, мин^-1:

(1.73)

По расчётным значениям, мощности строится кривая.

Значения кривой крутящего момента в зависимости от N_e и n определяется по выражению:

Mк = 9550 * N_е / n. Н·м (1.74)

Удельный эффективный расход топлива g_e г/(кВт ч), может быть определён по следующей эмпирической зависимости:

(1.75)

(1.76)

Часовой расход топлива G_Т, кг/ч, для различных значений определяется по формуле:

(1.77)

Полученные при выполнении расчётов данные для построения внешней скоростной характеристики двигателя заносятся в таблицу 5:

Таблица 3 - Сводные данные для построения внешней скоростной характеристики двигателя

Регуляторная характеристика дизеля может быть представлена в функции частоты вращения коленчатого вала N_e, М_к, G_Т, g_е=f(n) или нагрузки М_к, G_Т, g_е, n=f(N_е). В каждой регуляторной характеристике различают корректорную и регуляторную ветви. Корректорная – в диапазоне n<n_н, регуляторная – от n_н до n_max. Максимальная частота холостого хода (мин^-1) двигателя зависит от степени неравномерности регулятора и определяется по формуле:

(1.78)

где δ_р – степень неравномерности регулятора (0,05…0,10).

(1.79)

Часовой расход топлива на регуляторном участке в режиме холостого хода составляет 0,25G_Тн.

Построение регуляторной характеристики в функции частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Корректорная ветвь кривой крутящего момента может быть получена из расчета выражений:

При n ≥ n_н ; (1.80)

где К – коэффициент приспособляемости, К=1,12…1,17;

М_КН – номинальный крутящий момент, который при известных значениях номинальной мощности и частоты может быть найден по выражению:

M_кн=9550 ^. (N_ен : n); (1.81)

n_min, n_м, мин^-1 – соответственно минимальная частота вращения вала двигателя и частота при максимальном моменте, выбираются по статистическим данным.

Расчетные точки на характеристике соединяем выпуклой кривой.

Удельный эффективный расход топлива g_е, г/кВт ч, по корректорной ветви характеристики дизеля может быть определен по формуле:

. (1.82)

Удельный расход топлива по регуляторной ветви характеристики возрастает при снижении нагрузки от номинального g_ен до g_е=∞, соответствующего режиму холостого хода.