1.3 Примеры решения задач

Задание 1. Построить скоростную характеристику двигателя Д-240 трактора МТЗ-80 на полном (n_х = 2380 мин^-1) и пониженных скоростных режимах (n_х1 = 2200мин^-1, n_х2 = 2100 мин^-1 и n_х3 = 2000 мин^-1). Дать анализ изменения часового и удельного расхода топлива в зависимости от коэффициента . Внешнее тяговое сопротивление рабочей машины соответствует затратам мощности двигателя 45 кВт, δ_м = 0.

Рисунок 2 - Скоростная характеристика двигателей Д-240.

Решение. На основании показателей регуляторных характеристик (таблица 1) строится скоростная характеристика двигателя Д-240 (рисунок 2).

Как видно из графика скоростной характеристики, номинальный режим работы двигателя Д-240 соответствует частоте вращения коленчатого вала 2200 мин^-1, при этом , , , При частоте холостого хода n_x = 2380мин^-1 часовой расход топлива , .

Показатели динамичности двигателя К_м и К_n близки к рекомендуемым:

Положение регуляторных ветвей скоростной характеристики на пониженных скоростных режимах работы двигателя определяется из выражений (1.3) и (1.4):

n_н1 = n_н – 1,08(n_х – n_х1) = 2200 - 1,08 (2380 - 2200) = 2006 мин^-1;

n_н2 = n_н – 1,08(n_х – n_х2) = 2200 - 1,08 (2380 - 2100) = 1898 мин^-1;

n_н3 = n_н – 1,08(n_х – n_х3) = 2200 - 1,08 (2380 - 2000) = 1790 мин^-1;

G_тх1 = G_тх  nх1/n_х = 3,8 2100/2380 = 3,35кг/ч;

G_тх2 = G_тх  n_х2/n_х = 3,8  2000/2380 = 3,19 кг/ч;

G_тх3 = G_тх  n_х3/n_х = 3,8  1900/2380 = 3,03 кг/ч.

Построение регуляторных ветвей на пониженных режимах осуществляется следующим образом (рисунок 2). Из точки n_н1 проводится перпендикулярная линия до пересечения с кривыми М_е, N_e и G_т, далее из полученных точек пресечения М_е и N_e проводятся прямые линии в точку n_х1. Из точки n_х1 проводится перпендикулярная линия и на ней отмечается точка G_тх1, которая затем соединяется с точкой пересечения перпендикуляра из n_н1 с кривой G_т.

Регуляторные ветви на втором и третьем пониженных режимах снятся аналогично первому.

В результате указанных графических построений и расчетов получаются следующие данные:

1) на полном скоростном режиме (при n_х=2380 мин^-1 и n_н=2200мин^-1)

; ; ;

;

2) на 1-м пониженном режиме (при n_х1=2200 мин^-1 и n_н1=2006 мин^-1)

3) на 2-м пониженном режиме (при n_х2=2100мин^-1 и n_н2=1898 мин^-1)

4) на 3-м пониженном режиме (при n_х3=2000 мин^-1 и n_н3=1790 мин^-1)

Для удобства дальнейших расчетов полученные данные сводятся в таблице 2.

Таблица 2 - Результаты анализа скоростной характеристики двигателя Д-240

Показатели режим	кВт	кНм	кг/ч	кг/ч	г/кВтч	Мощность расходуем. на тяговое сопротив. кВт
Полный	58,9	0,255	14,8	3,8	251	45	0,76
1-й пониж.	57,1	0,274	14,0	3,35	250	45	0,79
2-й пониж.	56,0	0,278	13,8	2,9	248	45	0,80
3-й пониж.	52,8	0,285	13,2	2, 7	260	45	0,85

Рисунок 3 - Зависимость показателей работы двигателя Д-240

от коэффициента загрузки.

Из анализа графика видно, что с увеличением коэффициента загрузки двигателя до его оптимальных значений улучшаются его экономические характеристики, т.е. уменьшаются часовой и удельный расходы топлива. Как известно, увеличить коэффициент загрузки двигателя можно двумя способами: увеличением тягового сопротивления МТА (за счет увеличения числа рабочих машин в агрегате) и переводом работы двигателя на пониженные скоростные режимы. В нашем случае улучшение экономических показателей работы двигателя было достигнуто за счет использования возможностей регуляторной характеристики двигателя. Из графика также видно, что наименьшим удельным затратам топлива соответствует оптимальное значение коэффициента загрузки двигателя по мощности ξ_Ne равное 0,8.