Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Оценка приспособляемости ДВС.

 

Эффективные показатели поршневых двигателей внутреннего сгорания расчетным путем можно определить с использованием приведенных ниже аналитических зависимостей. Эти расчеты, выполненные в предложении полной подачи топлива, дают показатели, которые являются предельно возможными для рассчитываемого двигателя, т.е. они характеризуют, что максимально можно “выжать” из этого источника энергии. График, построенный по этим данным в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, называется внешней скоростной характеристикой ДВС.

Расчетные формулы:

 

N_e=N_Hl_д(а+bλ_д-сλ_д²)= 47*0,178(0,877+0,698*0,178-0,575*0,178²)= 8,25 кВт

(2.1)

-эффективная мощность двигателя для интересующего режима работы, кВт;

 

М_е=(N_e/ω_д)*10³=8,25/93,33*10³=494,9 (2.2)

-эффективный крутящий момент на коленчатом валу, H*м;

 

g_e=g_e(NH)*(a_T-b_Tλ_д+с_Тλ_д²)=300*(1,2-1*0,178+0,8*(0,178)²)=314,08 г/кВт*ч (2.3)

-эффективный удельный расход топлива, г/кВт*ч.

В формулах (2.1)-(2.3):

N_H=N_{e max} – номинальная(максимальная) мощность двигателя;

λ_д=ω_д/ω_H – коэффициент, характеризующий скоростной режим работы ДВС:

ω_д - текущая(интересующая) частота вращения коленчатого вала, с^-1;

λ_д=λ_H =1 – номинальный режим работы двигателя (с максимальной мощностью);

λ_д <1 – работа двигателя с нагрузкой выше номинала (с перегрузкой);

λ_д >1 – работа двигателя с недогрузкой;

a,b,c – коэффициенты, выбираемые с учетом типа двигателя при расчете N_e;

a_T,b_T,c_T - то же для расчета g_e.

 

При выполнении учебных расчетов указанные коэффициенты можно принять, выбирая их значения из табл. 2.1 и 2.2(см. Приложение 2). Точнее они определяются расчетом с использованием эмпирических формул, приведенных в учебниках по “Теории АТС” [3, стр.18-19].

Результаты расчетов по п. 2, см. табл.2.

Для табл.2 недостающие параметры определяют и принимают:

 

w_д=l_д*w_н, где w_н=π*n_н/ 30; (2.4)

 

l_мах=1.20...1.25 – для ЛА с карбюраторным двигателем;

l_мах=1.10...1.15 - для ГА с карбюраторным двигателем;

l_мах=1.07...1.08 – для АТС с дизельным двигателем.

 

Таблица 2.

Расчет выходных данных ДВС.

 

№ n/n	λ д	ω д , С	Ne ^*, кВт	Ме, Н*м	ge, г/(кВт*ч)	Примечание
	0,152	88,9	6,91	77,74		Nн =47 кВт nн =5600 мин^-1 gе(Nн) =300 г/кВт*ч gе min =266,25 KM =1,089 Kω =1,65
	0,178	104,6	8,25	78,83	314,08
	0,268	157,0	12,87	81,99	296,86
	0,357	209,3	17,67	84,42	283,47
	0,446	261,6	22,53	86,11	273,9
	0,536	314,0	27,34	87,06	268,16
	0,625	366,3	31,98	87,29	266,25
	0,714	418,6	36,33	86,77	268,16
	0,804	471,0	40,28	85,52	273,9
	0,893	523,3	43,72	83,54	283,47
		565,2		80,19
	1,161	680,3	46,6	73,18	335,13

* Для дизелей N_е рассчитывают по формуле 2.1 до l_д=1

 

Коэффициенты приспособляемости ДВС.

Чтобы оценить, какие перегрузки способен преодолеть двигатель, необходимо определить коэффициенты приспособляемости, которые рассчитываются по формулам:

K_м=М_емах/М_н=87,3/80,19=1,089 (2.5)

– коэффициент приспособляемости по нагрузке;

K_w=w_н/w_м=5600/3400=1,65 (2.6)

- коэффициент приспособляемости по частоте вращения,

где М_емах –максимальный крутящий момент двигателя (из табл. 2);

w_м – частота вращения коленчатого вала при М_{емах .}

По данным табл. 2 строится скоростная характеристика ДВС (желательно на миллиметровой бумаге) в указанных ниже координатах (см.рис.1)

 

 

Внешняя скоростная характеристика двигателя ВАЗ-2101

Рис. 1.