4 Скоростная характеристика двигателя Расчет, построение и анализ

Скоростная характеристика показывает изменение мощности, крутящего момента, расходов топлива и других параметров от частоты вращения коленчато­го вала двигателя.

Внешняя скоростная характеристика служит основой для тягового расчета трактора. Она позволяет провести анализ и дать оценку мощностных, экономиче­ских, динамических и эксплуатационных показателей двигателя.

Скоростная характеристика двигателя строится на миллиметровой бумаге формата А4 (рис. 5).

На оси абсцисс отмечаются характерные частоты вращения коленчатого вала:

n_н - номинальная частота вращения;

n_м - частота вращения при максимальном крутящем моменте:

n_м = 0,6... 0,8 n_н

n_хх - максимальная частота вращения коленчатого вала на холостом ходу:

n_хх = (1+ δ_р)n_н (4.1) где δ_Р - степень неравномерности регулятора.

У современных автотракторных двигателей δ_р=0,06... 0,08.

Рис. 5. Скоростная характеристика двигателя (марка)

при работе с максимальной мощностью

Рис. 5. Скоростная характеристика двигателя (марка) при работе

с максимальной мощностью

На регуляторном участке характеристики (от n_хх до n_н) намечаются два, а на корректорном (n_н от до n_м) - три значения частоты вращения, которые вписывают-­ ся в табл. 4.1.

Таблица 4.1 Параметры внешней скоростной характеристики двигателя __________ при работе с регулятором (марка)

Параметры и	Частота вращения, об/мин
размерность		nм			nн			nхх
Nе, кВт								0
Мк, Н·м								0
gе, г/кВт·ч								∞
Gт, кг/ч

Затем вычисляют крутящий момент двигателя, работающего на режиме номинальной мощности:

Н·м (4.2)

максимальный крутящий момент

М_{к max} = М_кн (100+μ)·10², Н·м (4.3)

где μ – коэффициент запаса крутящего момента;

μ = 10…15% (4.4)

На листе миллиметровой бумаги форматом 210х297 строят три точки:

М_к = 0, М_н и М_{к max}, предварительно построив шкалу момента и шкалу частоты вращения (рис. 5).

На регуляторном участке (n_хх – n_н) построенные точки соединяют прямой линией, а на корректном (n_н – n_м) – выпуклой кривой.

Определяют по графику и вписывают в табл. 4.1 промежуточные значения кривой крутящего момента.

Построение кривой удельного эффективного расхода топлива начинают с обоснования расхода топлива на режиме номинальной мощности (g_е) у прототипа двигателя.

Для современных автотракторных двигателей удельный эффективный расход топлива имеет следующие значения в г/кВт·ч:

для карбюраторных двигателей	300…370
для дизелей с разделенными камерами сгорания	245…270
для дизелей с неразделенными камерами сгорания	225…250
для газовых ДВС (удельный расход теплоты, МДж/квт·ч)	13…16

Удельный эффективный расход топлива при максимальном крутящем моменте (g_ем) на 8…12 % больше, чем на режиме номинальной мощности.

Учитывая изложенное, строят точки g_е и g_ем и соединяют их вогнутой кривой. Значения промежуточных точек вписывают в табл. 5.1 и вычисляют часовой расход топлива для корректорного участка характеристики.

Часовой расход топлива G_т при работе двигателя без нагрузки с максимальной частотой вращения коленчатого вала не превышает обычно 25…30% расхода топлива на режиме номинальной мощности и изменяется на регуляторном участке по линейному закону. Построив линию расхода топлива, вписывают в табл.5.1 соответствующие значения G_т для регуляторного участка характеристики, рассчитывают и строят окончательно кривую g_е.