1.2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

Внешней скоростной характеристикой двигателя называется зависимость мощности двигателя Ne от частоты вращения коленчатого вала n при полной подаче топлива или горючей смеси. На внешней скоростной характеристике приводится также зависимость крутящего момента Мк от частоты вращения коленчатого вала n. Внешние скоростные характеристики двигателей используются для определения тягово-скоростных и топливо-экономических свойств автомобилей.

В технической характеристике автомобиля приводится следующие значения внешней скоростной характеристики двигателя:

Значения Ne и Мк при соответствующих значениях n определяются по формулам:

Ne = Ne_max [a(n/ n_N)+b(n/ n_N)²-c(n/ n_N)³] , кВт. (1.1)

Мк = Мк_N [a+b(n/ n_N)-c(n/ n_N)²] , Н∙м. (1.2)

Где : Ne_max – максимальная мощность двигателя, кВт.

n_N - частота вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая Ne_max , об/мин;

Мк_max – максимальный крутящий момент двигателя, Н∙м;

n_Mmax - частота вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая Мк_max ,об/мин;

a,b,c – коэффициенты, постоянные для данного двигателя. Для двигателей снабженных ограничителем или регулятором частоты вращения данные коэффициенты определяются по следующим формулам:

a = 1 – M₃∙K_w(2-K_w)/100(K_w -1) ² , (1.3)

b = 2∙ M₃∙K_w /100(K_w -1) ² , (1.4)

c = M₃ ∙( K_w /(K_w -1))²/100 , (1.5)

Где: коэффициент приспособляемости по частоте:

K_w = n_N /n_Mmax , (1.6)

M₃ запас крутящего момента:

M₃ = (Мк_max/ Мк_N - 1) ∙100 % , (1.7)

Мк_N- крутящий момент двигателя при Ne_max , Н∙м

Крутящий момент Мк Н∙м, частота вращения n об/мин и мощность двигателя Ne кВт связаны между собой зависимостью:

Мк = 9550∙ Ne/ n , Н∙м , (1.8)

Значение n_min принимается равным 1000 об/мин

Определим значения мощности и крутящего момента по формулам 1.2-1.8.

Мк = 9550∙ Ne/ n = 9550∙220/2000 = 1050.5 Н∙м;

K_w = n_N /n_Mmax = 2000/1400 = 1.429;

M₃ = (Мк_max/ Мк_N - 1) ∙100% = (1180/1050.5 – 1) ∙100% = 12.327 %;

a = 1 – M₃∙K_w(2-K_w)/100(K_w -1)² = 1-12.327∙1,429∙(2-1.429)/100∙(1.429-1) ² =0,452;

b = 2∙ M₃∙K_w /100(K_w -1)² = 2∙12.327∙1.429/100∙(1.429-1) ² = 1.918;

c = M₃ ∙( K_w /(K_w -1))²/100 = 12.327∙(1.429/(1.429-1)) ² = 1,3697 ^;

Ne = Ne_max [a(n/ n_N)+b(n/ n_N)²-c(n/ n_N)³] =220∙[0.452∙(1000/ 2000)+1.918∙(1000/ 2000)² –1.3697∙(1000/2000)³] = 132.187, кВт.;

Мк = Мк_N [a+b(n/ n_N)-c(n/ n_N)²] = 1050.5∙ [0.452+1.918 (1000/2000) –

-1.3697(1000/2000)²] =1147.625, Н∙м.;

Результаты вычислений представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2.

n	Nei	Mki
1000	117,53	1122,444
1100	132,19	1147,625
1200	146,46	1165,611
1300	160,14	1176,403
1400	172,98	1180
1500	184,78	1176,403
1600	195,29	1165,611
1700	204,29	1147,625
1800	211,56	1122,444
1900	216,87	1090,069
2000	220	1050,5

Внешние скоростные характеристика двигателя показана на рис. 4

Рис.4 Внешняя скоростная характкристика автомобиля КрАЗ-6510М