Внешняя скоростная характеристика

 

Внешнюю скоростную характеристику вновь проектируемого двигаталя можно построить по результатам теплового растета, проведенного для нескольких режимов работы (при различной частоте вращения) двигателя. Однако с достаточной степенью точности эту характеристику можно построить и по результатам теплового расчета, проведенного для одного режима - режима максимальной мощности.

Расчет и построение кривых скоростной характеристики в этом случае ведется в интервале:

а) для бензиновых двигателей от n_мин=400...1200 до n_мах=(1, 1…1, 2)* n;

б) для дизелей от n_мин=350...700 до n.

Расчетные точки выбираются через каждые 500…1000 мин^-1.

1. Расчетные точки кривой эффективной мощности (кВт) определяются по эмпирическим зависимостям:

− для бензиновых двигателей:

;

− для дизелей с неразделенными камерами:

,

где N_ex и n_x - эффективная мощность и частота вращения коленчатого вала в рассчитываемых точках скоростной характеристики.

По рассчитываемым точкам в масштабе m_N строится кривая эффективной мощности.

2. Точки кривой эффективного крутящего момента (Н*м) определяются по формуле: .

По полученным точкам в масштабе m_M (Н*м/мм) строится кривая эффективного крутящего момента.

Эта же кривая в масштабе: (МПа/мм) выражает изменение среднего эффективного давления Р _ех. Величина среднего эффективного давления Р _ех (МПа) для рассчитываемых точек может быть определена также по кривой M _ex или из выражения:

.

3. Точки кривой среднего давления механических потерь определяются в соответствии с конструкцией двигателя по эмпирической формуле и данным табл. 4.

4. Точки кривой среднего индикаторного давления (МПа) определяются по формуле: .

Кривая среднего индикаторного давления, построенная в масштабе m _p, выражает также изменения индикаторного крутящего момента в расчетных точках, но в масштабе (Н*м/мм):

Эта же кривая выражает в определенном масштабе изменение по оборотам коэффициента наполнения. Масштаб η _V определяется из уравнения:

,

где С − постоянная величина (1/Н*м), равная отношению значения коэффициента наполнения к индикаторному крутящему моменту при максимальной мощности.

Значения η _VX в остальных расчетных точках определяются из выражения:

.

Расчетные точки индикаторного крутящего момента (Н*м) могут быть определены из выражения:

.

5. Кривая удельного эффективного расхода топлива (г/кВтч) строится по формуле: ,

где α _х − коэффициент избытка воздуха в расчетных точках.

Для определения g _ех в расчетных точках необходимо задаться законом изменения α по частоте вращения. С достаточной степенью точности для бензиновых двигателей можно принять значения α постоянными на всех скоростных режимах, кроме минимальной частоты вращения. При n_x=n_min следует принимать смесь несколько более обогащенную, чем при .

В дизелях при работе по скоростной характеристике с увеличением частоты вращения значение α несколько увеличивается. Для четырехтактного дизеля с непосредственным впрыском можно принять линейное изменение α;.

Для бензиновых двигателей: при n_min α = 0, 75…0, 85; а при n_N α =0, 85...0, 95. Значение α при n_N принято в начале теплового расчета.

Для быстроходных дизелей без наддува при n_min α =1, 1…1, 3, а при n_N α =1, 2…1, 7.

6. Часовой расход топлива (кг/ч) определяется по уравнению:

.

7. Результаты расчетов рекомендуется занести в табл.5 и построить внешнюю скоростную характеристику (зависимость N_e, M_e, P_e, P_i, M_i, η _V, α, g_e G_t от n).

Таблица 5

Частота вращения	Параметры скоростной характеристики
Ne	Me	Pe	Pi	Mi	η V	α	ge	Gt
nmin ………….
nN
nmax

 

8. По скоростной характеристике необходимо определить коэффициент приспособляемости: .