3.3. Построение нагрузочной характеристики двигателя

Нагрузочная характеристика строится для двигателей, используемых в составе агрегатов (бензиновых или дизель-электрических). Для построения нагрузочной характеристики используется внешняя скоростная характеристика соответствующего двигателя. Для электрических агрегатов постоянной частотой вращения устанавливается: n = 1500 мин^-1 (для дизелей) и n =3000мин^-1 (для бензиновых двигателей).

Порядок построения нагрузочной характеристики двигателя (рис.6) следующий.

а. По скоростной характеристике двигателя при n = 1500 мин^-1 (для дизеля), n =3000 мин^-1 (для бензинового и газового двигателей)

определяют соответствующие значения Р_е.1,В_Т.1 ,b_е.1. Если для двигателей указанные частоты вращения являются номинальными, то нагрузочную характеристику можно строить без расчета и построения скоростной характеристики сразу, начиная с п. б. (учитывая, что Р_е1=Р_ен; b_е1=b_ен).

б. Определяют точку перегиба для построения кривой b_е. Для бензиновых и газовых двигателей координаты этой точки составляют: по оси абсцисс – 0,85Р_е1, по оси ординат – 0,85b_e1 ; для дизелей соответственно – 0,75Р_е1, и - 0,85b_е1.

в. Принимают, что левая часть кривой b_е моделируется формулой:

, (45)

где b_e.min определяется координатами точки перегиба (см п.б),

k_bл – коэффициент, определяемый зависимостью:

, (46)

а_л, с_л – коэффициенты, определяемые опытным путем: а_л+с_л=1,

а_л=0,25 – для бензиновых и газовых двигателей, а_л=0,20 – для дизелей,

_нл – удельная нагрузка для соответствующей точки кривой: _нл= .

Производят расчет 4…5 точек левой части кривой.

г. Принимают, что правая часть кривой b_е моделируется формулой: , (47)

где , (48)

а_п=0,8 – для бензиновых и газовых двигателей, а_п=0,34 – для дизелей,

а_п+с_п = 1, , (49)

Производят расчет 2…3 точек правой ветви кривой.

д . Расчет часового расхода топлива В_Т.Х и построение кривой В_Т.Х =f(Р_ех) выполняют в соответствии с формулами:

В_Т.Х = b_exP_ex10^-3, кг/ч, для режима холостого хода: В_Т.хх = (0,25…0,30)В_Тmax.

Рис.6 Нагрузочная характеристика двигателя

В тексте пояснительной записки дается сравнительный анализ характеристики рассчитываемого двигателя и прототипа с точки зрения:

а), диапазона рабочих частот вращения - ( );

для дизеля - режима перегрузки;

б), коэффициента приспособляемости - ;

в), минимального удельного расхода топлива - b_e.min и соответствующей ему частоты вращения (нагрузки).

4. Кинематический расчет двигателя

Конечной целью кинематического расчета двигателя является определение ускорения поршня.

Основными геометрическими параметрами, определяющими законы движения элементов КШМ, являются: r – радиус кривошипа коленчатого вала,

l_ш – длина шатуна. Параметр  = r/ l_ш является критерием кинематического подобия КШМ. В существующих автотракторных двигателях применяются КШМ с  = 0,24…0,31. Порядок кинематического расчета двигателя следующий.

а). Определяют по формулам перемещение S_x, скорость C_п и ускорение поршня j_п в зависимости от угла поворота коленчатого вала (с интервалом 30^о).

 (50)

 (51)

 (52)

б). Полученные значения кинематических параметров оформляют в табличной форме.

Таблица 8

Кинематические параметры двигателя

	Sх, мм	Сп ,
0
30
…
360

в). Строят графики перемещения, скорости и ускорения поршня в интервале от 0^о до 360^о (рис.7).

S_х,

мм

Рис.7. Кинематические параметры двигателя