Розділ 5. Розрахунок і побудова швидкісної характеристики двигуна
Швидкісна характеристика двигуна необхідна для подальшого проектування трактора чи автомобіля. На основі швидкісної характеристики виконують розрахунок тягової характеристики трактора, визначають тягово-динамічні показники автомобіля, проводять аналіз економічності проектованої машини.
На стадії проектування швидкісну характеристику одержують за допомогою методу подібності, враховуючи, що характер протікання процесів (наповнення циліндрів, термічного і механічного ККД, згоряння палива та ін.), які впливають на формування швидкісної характеристики, для однотипних двигунів однаковий, незалежно від номінальної потужності, номінальної частоти обертання KB і т.д. Можна вказати декілька різновидів використання методу подібності при розрахунку зовнішньої швидкісної характеристики:
а). Табличний метод – характеристика задається у вигляді таблиці, наприклад, дані по прототипу, іноді у вигляді узагальнень у безрозмірних координатах (частота обертання KB, потужність або крутний момент і годинна або питома витрата палива виражаються у відсотках від номінального значення).
б). Аналітичний метод – залежності потужності або крутного моменту та годинної або питомої витрати палива від частоти обертання KB виражаються емпіричними рівняннями, одержаними на основі математичної обробки статистичних даних по двигунах певного класу (дизелі, карбюраторні, газові двигуни різного призначення).
в). Метод теплового розрахунку двигуна для різних значень частоти обертання KB.
Достовірність результатів, одержаних різними методами, відрізняються мало, похибка розрахованої характеристики від одержаної випробуваннями двигуна може становити 5...8%. При проектуванні віддають перевагу тим чи іншим методам розрахунку, що повинно обґрунтовуватися у курсовій роботі.
Значення крутного моменту Ме та питомої витрати палива gех обчислюють за формулами:
Mе= 9550·Nх/nх , Нм (5.1)
Ме =9550 · 149,657/1680 = 850,729 Нм
Годинну
витрату палива визначаємо за формулою:
GT =qx · Nx/1000 , кг/год (5.2)
GT = 229,213 · 149,657/1000=34,303 кг/год
Максимальна частота обертання холостого ходу складає:
Nmax =1,07 ·2100=2247хв-1
Для двигунів, що обладнані обмежувачем частоти обертання KB, або все режимним регулятором, координати точки максимальних обертів будуть:
Годинна витрата палива на холостому ході складає:
GT = (0,25...0,3)·GTHOM. = 0,275 ·41,504 = 11,414 кг/год
5.1. Остання колонка таблиці 5.1 – розрахункова циклова подача палива qц паливним насосом високого тиску (ПНВТ), розраховується за формулою:
qц = (gе·Ne·1000)/ (30·n·i·γп), мм3/цикл (5.5)
де: n – частота обертання KB, об/хв;
і – число циліндрів;
γп – густина палива, кг/дм3.
Для дизельного пального можна приймати γп = 0,80...0.85.
qц = 229,213 ·149,657·1000/30·1680·8·0,82=103,753 мм3/цикл
Розрахункову циклову подачу палива можна вважати вихідними даними для проектування ПНВТ майбутнього двигуна, або даними для регулювання насоса, якщо буде використовуватися готовий насос. Звичайно, ці дані будуть уточнені при випробуваннях двигуна. Загальний вигляд розрахованої і побудованої кривої циклової подачі ПНВТ слід порівняти з експериментальною швидкісною характеристикою ПНВТ, одержаною на лабораторних заняттях лабораторного практикуму по ДВЗ.
Значення циклової подачі при проектуванні карбюраторного двигуна може бути використане для обчислення витрати палива через жиклери карбюратора, підбору параметрів дозуючих систем та побудови характеристики карбюратора.
До
таблиці 5.1 слід також занести значення
масштабів, прийнятих при побудові
графіків.
Таблиця 5.1.
Результати розрахунку швидкісної характеристики двигуна
Част.оберт КВ, хв.-1 |
Потужність кВт |
Крутий момент, Нм |
Витрата палива |
||
Годинна, кг/год |
Питома, г/(кВт·год) |
Циклова, мм3/цикл |
|||
420 |
29,243 |
664,9 |
9,525 |
325,7 |
115,24 |
840 |
70,53 |
801,8 |
18,718 |
265,4 |
113,23 |
1260 |
115,25 |
873,5 |
27,808 |
241,3 |
112,14 |
1680 |
149,66 |
850,7 |
34,303 |
229,2 |
103,75 |
2100 |
172,02 |
782,3 |
41,504 |
241,3 |
100,43 |
2247 |
0 |
0 |
11,414 |
- |
25,81 |
Масштаби µN =1,25 µM =5,50 µG =0,50 µg =10 µq =1,00
З
м і с т
Розділ 1. Визначення необхідної потужності двигуна для проектованої машини та вибір прототипу двигуна……………………………………..3 |
|
Розділ 2. Тепловий розрахунок двигуна…………………………………9 |
|
Розділ 3. Розрахунок показників робочого циклу, розмірів та параметрів двигуна…………………………………………………………………….23 |
|
Розділ 4. Динамічний розрахунок кривошипно-шатунного механізму.31 |
|
Розділ 5. Розрахунок і побудова швидкісної характеристики двигуна...40 |
|
Література …………………………………………………………………43 |
|
МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ
Дніпропетровський державний аграрний університет
Кафедра “ Трактори і автомобілі ”