1.1 Методические указания

Основные параметры, характеризующие двигатель, – мощность N_e и крутящий момент М_к Дня определения показателей тягово–скоростных свойств автомобиля важно знать скоростные характеристики его двигателя. Скоростная характеристика двигателя это зависимость мощности и крутящего момента от частоты вращения при установившемся режиме работы. Скоростную характеристику, полученную при полной подаче топлива, называют внешней скоростной характеристикой двигателя. С помощью скоростных характеристик можно оценить соответствие типа двигателя условиям его применения на автомобиле, преимущества и недостатки того или иного типа двигателя.

Скоростные характеристики получают стендовыми испытаниями по стандартным методикам, различным в разных странах. При стендовых испытаниях отключают часть оборудования двигателя, регламентированы также атмосферные условия (атмосферное давление к температура воздуха). Поэтому при использовании стандартной внешней скоростной характеристики двигателя при определении тягово– скоростных свойств значение мощности и крутящего момента умножают на коэффициент коррекции к_р. Величина его зависит от многих факторов. Возможные значения приведены в [1], с.17.

На занятии предлагается определить коэффициенты зависимостей различными методами, построить графики N_e = f (n) и M_k = f(n) и проверить совпадение полученных результатов и исходных данных.

1.2 Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

В решении данной задачи возможны два подхода:

• аппроксимация зависимости N_e = f(n);

• аппроксимация зависимости М_к = f (n).

Зависимость N_e=f(n) аппроксимируется формулой кубического трехчлена:

598,39= 125[100 (900/2900)+110(900/2900)²–210(900/2900)³],

679,67 =125[100 (1400/2900)+110(1400/2900)²–210(1400/2900)³],

789,49=125[100 (1600/2900)+110(1600/2900)²–210(1600/2900)³],

897,53=125[100 (2000/2900)+110(2000/2900)²–210(2000/2900)³],

958,76=125[100 (2600/2900)+110(2600/2900)²–210(2600/2900)³],

996,55=125[100 (3000/2900)+110(3000/2900)²–210(3000/2900)³],

где N_emax – максимальная мощность двигателя. N_emax -берем из справочника;

а, b, с – постоянные коэффициенты для конкретного двигателя (см. учебник Уханов А.П. и др. в таблице 8);

n- текущая частота вращения двигателя (задается).

n_N – частота вращения при максимальной мощности двигателя, берем из справочника.

Пользуясь уравнением (1.1) и учитывая, что М_к = 6500 N_e/n , определится аналитическое выражение зависимости М_к = f(n):

564,12= 6500[100+110 (900/2900) – 210(900/2900)²],

693,79= 6500[100+110 (1400/2900) – 210(1400/2900)²],

736,79= 6500[100+110 (1600/2900) – 210(1600/2900)²],

889,69= 6500[100+110 (2000/2900) – 210(2000/2900)²],

931,91= 6500[100+110 (2600/2900) – 210(2600/2900)²],

954,25= 6500[100+110 (3000/2900) – 210(3000/2900)²],

где M_KN – крутящий момент при максимальной мощности, из справочника в приложении.

N_e = М_кN/6500

Если реальная зависимость отсутствует, но есть две точки этой характеристики: М_kmах , n_M и M_kN , n_N, которые обычно приводятся в технической характеристике, то коэффициенты а, b, с можно определить по следующим формулам:

(1.3)

Отношение M_kmax/M_kN = k_M называется коэффициентом приспособляемости по моменту, а n_N/n_M = – коэффициентом приспособляемости по частоте. Значения коэффициентов k_M,k_ω определяют способность двигателя автоматически приспосабливаться к изменению нагрузки и диапазон устойчивой работы двигателя. Кривая М_к =f(n) имеет максимум при частоте n_М <n_N. Если n >n_М, то увеличение нагрузки на двигатель вызывает снижение n, что приводит к возрастанию М_к, т. е. двигатель автоматически приспосабливается к изменению нагрузки. Обычно эту способность оценивают помимо коэффициентов k_M, k_ω величиной запаса крутя­щего момента М_З (%):