Построение внешних скоростных характеристик бензинового двигателя

На основании тепловых расчетов, проведенных для четырех скоростных режимов работы бензиновых двигателей, получены и сведены в табл. 11 необходимые величины параметров для построения внешних скоростных характеристик (рис.3).

Таблица 11

Частота вра­щения колен­чатого вала, мин^-1	Параметры внешней скоростной характеристики
Ne, кВт	ge, г/(кВт∙ч)	Ме, Н×м	GT, кг/ч	ηV	a
Карбюраторный двигатель
	8,34		79,6	2,572	0,8648	0,86
	27,64		88,0	7,314	0,9150	0,96
	50,00		79,6	14,064	0,8797	0,96
	49,73		73,1	14,828	0,8562	0,96

 

Коэффициент приспособляемости по скоростным характеристикам:

карбюраторного двигателя K= M_{e max}/ M_eN =88/79,6=1,11.

Для сравнения различных методов построения скоростных ха­рактеристик и проверки правильности выполнения теплового рас­чета для нескольких скоростных режимов двигателя дополнительно приведен расчет изменения мощности и удельно­го расхода топлива на основе процентных соотношений между параметрами относительной скоростной характеристики карбюра­торного двигателя.

 

 

 

На основе сравнения полученных данных с кривыми N_e и g_e, построенными по результатам теплового расчета, можно сде­лать следующие выводы:

1. Точки относительной характеристики практически полностью совпадают с внешней скоростной характеристикой мощности рас­считываемого двигателя.

2. Точки относительной характеристики удельного расхода топ­лива несколько отличаются от кривой g_e, построенной по данным теплового расчета, в сторону увеличения g_e и особенно при малых значениях частоты вращения коленчатого вала.

Расчет кинематики и динамики двигателя

Расчет рядного карбюраторного двигателя

Кинематика

3.1.1.1 Выбор и длины L _ш шатуна

В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил отношение радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно принято в тепловом расчете λ=0,285. При этих условиях L _ш= R /λ=35/0,285=122,8 мм.

Построив кинематическую схему кривошипно-шатунного механизма (см. рис. 7.2), устанавливаем, что ранее принятые значения L _ши λобеспечивают

движение шатуна без задевания за нижнюю кромку цилиндра. Следовательно, перерасчета величин L _ши λне требуется.

Перемещение поршня

мм.

Расчет s_x производится аналитическим методом через каждые 10˚ угла поворота коленчатого вала. Значения для при различных φ взяты из табл.7.1 как среднее между значениями при λ=0,28 и 0,29 и занесены в гр. 2 расчетной табл. 12 (для сокращения объема значения в таблице даны через 30˚).

Угловая скорость вращения коленчатого вала

.

Скорость поршня

= м/c.

Значения для взяты из табл. 7.2 и занесены в гр. 4, а рассчитанные значения υ_п – гр. 5 табл. 12.

 

Ускорение поршня

м/c².

Значения для взяты из табл. 7.3 и занесены в гр. 6, а расчетные значения j – в гр. 7 табл. 12.

По данным табл. 12 построим графики (рис. 4) s_x в масштабе M _s=2 мм, υ_п – в масштабе M_j =500 м/c² в мм. Масштаб угла поворота коленчатого вала M_φ =3˚ в мм.

При j =0 υ_п=±υ_max, а на кривой s_x – это точка перегиба.

Таблица 13

φ˚		sx		υп, м/c	(cosφ+0,285cos2φ)	j, м/c^2
	0,0000	0,0	0,0000	0,0	+1,2860	+17751
	+0,1697	5,9	+0,6234	+13,7	+1,0085	+13921
	+0,6069	21,2	+0,9894	+21,7	+0,3575	+4935
	+1,1425	40,0	+1,0000	+22,0	-0,2850	-3934
	+1,6069	56,2	+0,7426	+16,3	-0,6425	-8869
	+1,9017	66,6	+0,3766	+8,3	-0,7235	-9987
	+2,0000	70,0	0,0000	0,0	-0,7150	-9869
	+1,9017	66,6	-0,3766	-8,3	-0,7235	-9987
	+1,6069	56,2	-0,7426	-16,3	-0,6425	-8869
	+1,1425	40,0	-1,0000	-22,0	-0,2850	-3934
	+0,6069	21,2	-0,9894	-21,7	+0,3575	+4935
	+0,1697	5,9	-0,6234	-13,7	+1,0085	+13921
	0,0000	0,0	0,0000	0,0	+1,2850	+17751

Динамика

Сила давления газов

Индикаторную диаграмму (см. рис. 1), полученную в тепловом расчете, развертываем по углу поворота кривошипа (рис. 5.1, a) по методу Брикса.

Поправка Брикса

R /λ/(2 M _s)=35∙0,285/(2∙1)=4,99 мм,

где M _s - масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме.

Масштаб развернутой диаграммы; давлений и удельных сил M_p =0,05 МПа в мм; полных сил M_p = M_РF _п=0,05∙0,003847=0,000192 МН в мм, M_p =192 Н в мм, углы поворота кривошипа M_φ =3˚ в мм, или

M’_φ =4π/OB=4∙3,14/81,7=0,0653 рад в мм,

где ОВ – длина развернутой индикаторной диаграммы, мм.

По развёрнутой диаграмме через каждые 10˚ угла поворота кривошипа определяют значение ∆ p_Г и заносят в гр. 2 сводной табл. 15 динамического расчета (в таблице значения даны через 30˚ и точка при φ=370˚).