3. Построение теоретических характеристик двигателя

Теоретическая внешняя скоростная характеристика строится только при динамическом расчете автомобиля, оборудованного двигателем с искровым зажиганием.

3.1.Теоретическая скоростная характеристика двигателя с искровым зажиганием

Исходными данными для построения зависимостей и являются значение кВт и полученное при тепловом расчете двигателя значение г/(кВт·ч). Значения и для различных скоростных режимов рассчитываются по эмпирическим формулам:

кВт;

г/(кВт·ч).

Значения счета (4-5 значений в диапазоне ) заносятся в таблицу 3.1.

Выберем:

Таблица 3.1.

Таблица расчетов регуляторной характеристики

	252,5	73,5	25,9	305,6
	273,8	68,4	22,5	288,2
	291,6	55,6	19,3	281,7
	301,7	39,9	15,9	286,3
	295,5	27,3	12,1	301,9

Эффективная мощность

кВт;

при

при

при

при

Удельный расход топлива:

г/(кВт·ч).

при

при

при

при

Рассчитываем значения крутящих моментов

при

Н·м

при

Н·м

при

Н·м

при

Н·м

при

Н·м

Часовой расход топлива на номинальном режиме

при

при

при

при

при

Значения , при других оборотах коленчатого вала определяем по построенному графику и заносим в таблицу 3.1.

4. Динамический расчёт двигателя

Цель динамического расчета двигателя – определение сил и моментов, нагружающих детали кривошипно-шатунного механизма и определение требуемого момента инерции и массы маховика. Расчет выполняется применительно к центральному кривошипно-шатунному механизму.

4.1. Определение сил, действующих на поршень и поршневой палец

На поршень и поршневой палец действуют силы давления газов и силы инерции движущихся возвратно-поступательно масс кривошипно-шатунного механизма.

Сила давления газов определяется по формуле:

где - текущее значение давление газов по индикаторной диаграмме, .

- диаметр цилиндра, .

Под осью абсцисс индикаторной диаграммы строим полуокружность радиусом , равным половине отрезка . Вправо по горизонтали от центра полуокружности откладываем в том же масштабе отрезок, равный , где - постоянная двигателя: отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.. Из конца этого отрезка проводим ряд лучей под углами к горизонтали до пересечения с полуокружностью. Проекции концов этих лучей на отдельные ветви индикаторной диаграммы указывают, какие значения давления соответствуют тем или иным углам поворота коленчатого вала. На участках графика: (такт впуска) (такт выпуска) .

Принимаем шаг расчётов в интервалах поворота коленчатого вала и , а в интервале - шаг (процесс сгорания).

Например при МПа

Сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс кривошипно-шатунного механизма:

,

где - сила инерции первого порядка, период изменения которой равен одному обороту коленчатого вала ;

- сила инерции второго порядка, период изменения которой равен половине оборота коленчатого вала, т. е.

С учётом правила знаков

Входящая в уравнение масса движущихся возвратно-поступательно деталей КШМ, может быть при ориентировочных расчётах представлена суммой , где - масса поршневого комплекта , а - масса шатуна .

Значения и принимаем, ориентируясь табличными данными в зависимости от диаметра цилиндра .

Угловая частота вращения коленчатого вала берётся при номинальном скоростном режиме двигателя, т. е.

Радиус кривошипа

Результаты расчёта сил и сводим в таблицу 4.1.

Например при

Силы и определить необходимо и графически. Для этого из общего центра 0 проводим две полуокружности. Одна радиусом , в масштабе и другую радиусом . Проводим ряд лучей под углами и т. д. к вертикали. Вертикальные проекции отрезков лучей, пересекающих первую окружность, дают в принятом масштабе значении сил , а проекции тех же лучей, пересекающих вторую окружность при соответствующих углах поворота коленчатого вала, дают значения сил , при углах поворота соответственно вдвое меньших.

Проводим через центр О горизонтальную прямую и откладываем на ней, как на оси абсцисс, значения углов поворота коленчатого вала за рабочий цикл .

Таблица 4.1