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:

-эффективная мощность двигателя для интересующего режима работы, кВт;

 

, кВт,

 

где

 - для карбюраторного 4-х цилиндрового двигателя;

 

, кВт(2.1)

 

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

 

, Нм(2.2)

 

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

, (2.3)

 

где

 - для карбюраторных двигателей

-часовой расход топлива,кг/ч.

 

Q_ч=g_еN_е10^-3(2.4)

 

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 (см. приложение 2);

a_T,b_T,c_T - то же для расчета g_e. (см. Приложение 2).

Для табл.2 недостающие параметры определяют и принимают:

 

 - текущее значение частоты, где

 

 - коэффициент, характеризующий степень использования оборотов двигателя;

 - номинальное значение частоты, ;

 

;

 

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.

*Здесь и далее по всем формулам следует привести хотя бы один вариант расчёта в цифрах.

Коэффициенты приспособляемости ДВС.

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

 

K_м=М_емах/М_н = 142,72/114,18=1,25 (2.5)

 

– коэффициент приспособляемости по нагрузке;

 

K_w=w_н/w_м = 481,71/240,86=1,99 (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.

Данные расчёта см. табл. 2

Графическая зависимость - рис.1.

Таблица 2.

Расчет выходных данных ДВС.

№ n/n	λд	ωд, С	Ne^*, кВт	Ме, Н*м	ge, г/(кВт*ч)	Qч, кг/ч	Примечание
1	0,3	144,51	19,965	138,15	272,16	5,43	Nн =55кВт nн =4600 об/мин gе(Nн) =280 г/кВт*ч   или   gе min =248,64 KM =1,25 Kω = 1,99
2	0,4	192,68	27,280	141,58	259,84	7,09
3	0,5	240,86	34,375	142,72	252,00	8,66
4	0,6	289,03	40,920	141,58	248,64	10,17
5	0,7	337,20	46,585	138,15	249,76	11,64
6	0,8	385,37	51,040	132,44	255,36	13,03
7	0,9	433,54	53,955	124,45	265,44	14,32
8	1,0	481,71	55,000	114,176	280,00	15,40
9	1,1	529,88	53,845	101,617	299,04	16,10
10	1,2	578,05	50,160	86,774	322,56	16,18
lмах

 

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

Внешняя скоростная характеристика двигателя

 

Рис. 1.