5.8 Построение внешней скоростной характеристики

Внешняя скоростная характеристика с достаточной степенью точности может быть построена по результатам расчета, приведенного для одного режима работы – режима максимальной мощности, и использования эмпирических зависимостей.

Построение кривых скоростной характеристики ведется в интервале:

для карбюраторных двигателей

от = 400–1200 мин^-1 до =1,1–1,2 ,

для дизельных двигателей

от = 350–700 мин^-1 до ,

где – частота вращения коленчатого вала двигателя при номинальной мощности.

Максимальная частота вращения коленчатого вала ограничивается по условиям качественного рабочего процесса, техническим напряжениям деталей, недопустимым увеличением инерционных усилий и т.д. минимальная – условиями устойчивой работы двигателя при полной нагрузке.

Расчетные точки кривой эффективной мощности, выраженной в киловаттах, определяются по следующим эмпирическим зависимостям через каждые 500–1000мин^-1:

для карбюраторных двигателей:

, (73)

для дизельных двигателей с неразделенными камерами:

, (74)

для дизельных двигателей с предкамерой:

, (75)

для дизельных двигателей с вихревой камерой:

, (76)

где и n_x – эффективная мощность и частота вращения расчетной характеристики;

и n_n – номинальная эффективная мощность и частота вращения коленчатого вала двигателя при номинальной мощности.

Для определения коэффициента наполнения двигателя необходимо задаваться законом изменения коэффициента избытка воздуха в функции частоты вращения коленчатого вала. Для карбюраторных двигателей с достаточной степенью точности можно принять значения постоянными на всех скоростных режимах, кроме минимальной частоты вращения. При = следует принимать смесь несколько более обогащенную, чем при = . Значение величины можно принять = 0,95 .В дизелях при работе по скоростной характеристике с увеличением частоты вращения значение  несколько увеличивается. Для четырехтактного двигателя с непосредственным впрыском можно принять  = f(n_e), причем =(0,7–0,8) .

При выбранном законе изменения коэффициент наполнения

Значения эффективного крутящего момента двигателя могут быть определены по формуле, Н∙м:

. (77)

Значение среднего эффективного давления может быть определено по формуле, МПа:

, (78)

где V_h - объем двигателя, л;

τ – тактность двигателя.

Точки кривой среднего индикаторного давления , МПа,

, (79)

где – среднее давление механических потерь двигателя, определяемое по уравнениям, приведенным в п.п. 4.4.3, в зависимости от типа и конструкции двигателя для данного скоростного режима работы.

Расчетные точки индикаторного крутящего момента могут быть определены по кривой или из выражения, Н∙м:

. (80)

Удельный эффективный расход топлива , г/кВт∙ч:

для карбюраторных двигателей

; (81)

для дизельных двигателей с неразделенными камерами

, (82)

где и – удельный эффективный расход топлива соответственно при номинальной мощности и в расчетной точке характеристики.

Часовой расход топлива , кг/ч:

. (83)

. (85)

По скоростной характеристике определяется также коэффициент приспособляемости двигателя K, представляющий собой отношение:

. (86)

Этот коэффициент служит для оценки приспособляемости двигателя к изменению внешней нагрузки и характеризует способность двигателя преодолевать кратковременные перегрузки.

Расчетные значения величины К находятся в пределах:

для карбюраторных двигателей К = 1,25–1,35;

для дизелей К =1,05–1,25.

Данные расчета параметров внешней скоростной характеристики заносят в таблицу 7, по которым строят графики внешней скоростной характеристики двигателя, в соответствии с рисунками 5 и 6.

Таблица 7 - Параметры внешней скоростной характеристики

Частота вращения коленчатого вала nex, мин-1	Параметры внешней скоростной характеристики
	, кВт	, Н∙м	, МПа	, м/с	, МПа	, МПа	, Н∙м	, г/кВт∙ч	, кг/ч

Рисунок 5 – Внешняя скоростная характеристика

карбюраторного двигателя

2000

H·м

1600

1400

1200

М

М _i

М _e

N _e

η_V

G _т

70

кг/ч

50

40

30

20

G _т

g _е

290

270

250

230

г/кВ·ч

g _е

α

500 1000 1500 об/мин 2500

η_V

0,96

0,94

0,92

n

Рисунок 6 – Внешняя скоростная характеристика дизеля