Параметри відносної швидкісної характеристики автотракторних двз
Для карбюраторних двигунів |
||||||
Частота обертання KB n, % |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
Ефективна потужність Nе, % |
20 |
50 |
73 |
92 |
100 |
92 |
Питома витрата палива gе, % |
115 |
100 |
97 |
95 |
100 |
115 |
Для дизелів |
||||||
Частота обертання KB n, % |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
107 |
Ефективна потужність Nе, % |
17 |
41 |
67 |
87 |
100 |
0 |
Питома витрата палива gе, % |
135 |
110 |
100 |
95 |
100 |
∞ |
5.3. При використанні аналітичного методу потужність Nх розраховують, задаючись частотою обертання nх, за емпіричною формулою:
(5.7)
де: Nе – номінальна потужність двигуна, розрахована у розділі 3;
nn та nx – номінальна та поточна частоти обертання KB;
А, Б та В – коефіцієнти, які залежать від типу двигуна, вибираються згідно з даними таблиці 5.2.
Питому витрату палива gе розраховують за аналогічною емпіричною залежністю [2]:
(5.8)
де: gе – ефективна питома витрата палива з теплового розрахунку;
Г, Д та Ж – коефіцієнти з таблиці 5.2.
Таблица 5.2
Коефіцієнти апроксимуючого рівняння швидкісної характеристики
Тип двигуна: / Коефіцієнти |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Ж |
Карбюраторний |
1 |
1 |
1 |
1,2 |
1,2 |
1 |
Дизель з нерозділеною КЗ |
0,87 |
1,13 |
1 |
1,55 |
1,55 |
1 |
Дизель з розділеною КЗ |
0,65 |
1,35 |
1 |
1,65 |
1,65 |
1 |
Дані розрахунків Nе = f(n) та ge = f(n) заносять до підсумкової таблиці 5.3 і за формулами 5.5 та 5.6 обчислюють значення крутного моменту Ме та годинної витрати палива GТ.
Таблиця 5.3.
Результати розрахунку зовнішньої швидкісної характеристики двигуна
(зразок)
Частота обертання КВ об/хв |
Потужність, кВт |
Крутний момент Нм |
Витрата палива |
Циклова подача мм3/цкл |
|
годинна (кг/год) |
питома (г/кВтгод) |
||||
440.0 880.0 1320.0 1760.0 2200.0
2320.0
Масштаб побудови графіків |
12.1 29.1 47.5 61.7 70.9
0.0
μN = кВт/мм |
261.6 315.4 343.7 334.7 307.8
0.0
μМ = Нм/мм |
3.7 7.3 10.9 13.5 16.3
4.2
μG = (кг/год)/мм |
310.0 252.6 229.7 218.2 229.7
∞
μg = (г/кВтг)/мм |
84.57 82.87 82.00 75.89 73.44
17.32
μq = (мм3/цкл)/мм |
5.4. Для використання методу теплового розрахунку при побудові зовнішньої швидкісної характеристики необхідно знати залежність багатьох коефіцієнтів, що використовуються у тепловому розрахунку (наповнення циліндрів, показники політроп, коефіцієнт залишкових газів і т.д.), від частоти обертання двигуна. Ці коефіцієнти можуть бути наближено обчислені через емпіричні залежності, що одержують на основі результатів випробувань багатьох однотипних двигунів і які приводяться в довідковий літературі.
Метод більш трудомісткий і може бути рекомендований лише при виконанні обчислень з допомогою ЕОМ, тим паче, що одержані результати не є достовірнішими. Переваги методу – можливість аналізу факторів, що впливають на протікання характеристики, і, в разі необхідності її коректування для покращення властивостей проектованого трактора чи автомобіля, можливість вжити відповідних конструктивних заходів ще на стадії проектування машини. Це дозволяє скоротити терміни впровадження нових машин та зменшити затрати коштів при їх впровадженні.
Програма для перевірки курсового проекту за умови правильного виконання динамічного розрахунку дозволяє обчислити параметри зовнішньої швидкісної характеристики майбутнього двигуна та вивести на екран значення всіх суттєвих параметрів теплового розрахунку для різних частот обертання KB з метою їх аналізу.
Таблицю даних розрахунку зовнішньої швидкісної характеристики, яка може бути видана студенту, як заохочення за добросовісну роботу, слід доповнити останньою точкою – точкою максимальних обертів холостого ходу двигуна, яку студент повинен розрахувати самостійно, керуючись такими міркуваннями:
Для двигунів, що обладнані обмежувачем частоти обертання KB, або всережимним регулятором, координати точки максимальних обертів будуть:
частота обертання nmaх = (1,06...1,07)·nnom,
потужність Nе = 0,
годинна витрата палива GT = (0,25...0,3)·GTHOM.
При відсутності обмежувача частоти обертання (деякі автомобільні карбюраторні двигуни) максимальна частота обертання не є точкою холостого ходу і її параметри мають орієнтовно:
частоту обертання nmax = (1,15...1,25)·nnom,
потужність Ne = (0,95...0,76)·Nen і
годинну витрату палива GT = (1,0... 0,9)·Gтном.
5.5. Остання колонка таблиці 5.3 – розрахункова циклова подача палива qц паливним насосом високого тиску (ПНВТ), розраховується за формулою:
qц = (gе·Ne·1000)/ (30·n·i·γп), мм3/цикл (5.5)
де: n – частота обертання KB, об/хв;
і – число циліндрів;
γп – густина палива, кг/дм3.
Для дизельного пального можна приймати γп = 0,80...0.85, для бензину – 0,72...0,78.
Розрахункову циклову подачу палива можна вважати вихідними даними для проектування ПНВТ майбутнього двигуна, або даними для регулювання насоса, якщо буде використовуватися готовий насос. Звичайно, ці дані будуть уточнені при випробуваннях двигуна. Загальний вигляд розрахованої і побудованої кривої циклової подачі ПНВТ слід порівняти з експериментальною швидкісною характеристикою ПНВТ, одержаною на лабораторних заняттях лабораторного практикуму по ДВЗ.
Значення циклової подачі при проектуванні карбюраторного двигуна може бути використане для обчислення витрати палива через жиклери карбюратора, підбору параметрів дозуючих систем та побудови характеристики карбюратора.
До таблиці 5.3 слід також занести значення масштабів, прийнятих при побудові графіків (див. зразок).
5.6. Швидкісна характеристика повинна бути побудована на окремому аркуші міліметрового паперу формату А4 з дотриманням масштабів (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Зовнішня швидкісна характеристика двигуна
Рекомендується приймати масштаби потужності μN у кВт/мм, крутного моменту μM у Нм/мм, годинної витрати палива μG у (кг/год)/мм, питомої витрати палива μg, у (г/кВтгод)/мм та величини циклової подачі qЦ у (мм3/цикл)/мм з ряду чисел:
(0.01, 0.02, 0.025, 0.04, 0.05, 0.075)·10n
де n – ціле число або нуль.
При побудові характеристики розташування початку шкали питомої витрати палива gе вибирають з умови вільного розташування кривої ge = f(n) відносно інших графіків. При перевірці слід по запиту ЕОМ ввести значення на шкалі gе , яке співпадає з віссю абсцис.
Для контролю правильності розрахунків на ЕОМ по запиту слід ввести дані таблиці 5.3, значення масштабів та ординат побудованої характеристики у мм.
Результати розрахунків характеристики у вигляді таблиця 5.3, будуть використані як вихідні дані при розрахунках другої частини курсової роботи.