Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Для трактора со ступенчатой трансмиссией изменение нагрузки на крюке и, следовательно, нагрузки на двигатель при неизменном по­ложении рычага управления всережимным регулятором топливного насоса высокого давления (ТНВД) приводит к изменению час­тоты вращения коленчатого вала, которое сопровождается изменением крутящего момента, мощности, часового и удельного расходов топли­ва и других параметров.

Изменение энергетических и топливо-экономических показате­лей двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала при неизменном положении рычага управления всережимным регулятором (ТНВД) называет­ся скоростной характеристикой дизельного двигателя.

В курсовой работе скоростная характеристика двигателя представляется в табличной и графической формах. Исходные данные для построения характеристики берутся либо из предыдущей курсовой работы, либо из Приложения 3 или из литературных источников (по заданию преподавателя).

В случае формирования скоростной характеристики по данным Приложения 3 заполнение таблицы 1.9 и построение кривых характеристики производится одновременно, так как некоторые данные в таблицу пе­реносят с графиков соответствующих кривых характеристики, а координаты ряда точек кривых берут из таблицы.

Внешняя скоростная характеристика дизельного двигателя трактора строится на миллимет­ровой бумаге формата А4 (рис. 1.4). Масштаб параметров характеристики следует выбирать таким, чтобы рисунок занимал не менее 80 % рабочей площади листа.

 

Рисунок 1.4 – Внешняя скоростная характеристика тракторного дизеля с регуляторной ветвью (пример исполнения)

Таблица 1.9 – Параметры внешней скоростной характеристики двигателя ________при работе с всережимным регулятором

Параметры и размерность	Частота вращения коленвала,
	…	…		…	…
,
,
, г/кВт·ч
,

 

Первоначально в таблицу заносят данные номинального режима n_н, N_е, g_e и G_т, определенные в разделе 1.1.

На оси абсцисс отмечаются характерные значения частоты вращения коленвала двигателя:

n_н – номинальная частота вращения;

n_м – частота вращения при максимальном крутящем моменте:

, (1.21)

n_хх – максимальная частота вращения коленвала на холостом ходу:

, (1.22)

где δ_р – степень неравномерности всережимного регулятора ТНВД (для большинства автотракторных дизелей δ_р = 0,06…0,08).

На регуляторном участке характеристики (от n_хх до n_н) и на корректорном участке характеристики (от n_н до n_м) намечаются по два промежуточных значения частоты вращения, которые вписываются в таблицу 1.9.

Затем вычисляют крутящий момент двигателя, работающего на режиме номинальной мощности:

, , (1.23)

после чего находят максимальный крутящий момент:

, , (1.24)

где μ_к – корректорный коэффициент запаса крутящего момента (для большинства отечественных автотракторных дизелей μ_к = 15…20 %).

Графическое построение внешней скоростной характеристики дизеля начинают с того, что на шкале ординат в выбранном масштабе отмечают три точки, соответствующие M_к.xx = 0; M_н и M_к.max (предварительно построив шкалу частоты вращения коленвала), как показано на рисунке 1.4. На регуляторном участке отмеченные точки соединяют прямой линией, а на корректорном – выпуклой кривой (по лекалу).

Затем для выбранных значений n_дв на корректорном участке по графику определяют промежуточные значения M_к и вписывают в таблицу 1.9. Далее определяют значения N_e на корректорном участке по формуле

, (1.25)

и заносят в соответствующие ячейки таблицы 1.9.

Построение кривой изменения удельного эффективного расхода топлива g_e начинают с точки, соответствующей режиму номинальной мощности двигателя N_н (см. рис. 1.4).

Удельный эффективный расход топлива при максимальном кру­тящем моменте (g_e.м) обычно на (8...12) % больше, чем на режиме номинальной мощности. Учитывая изложенное, строят точки g_e.н, g_e.м и соединяют их вогнутой кривой (по лекалу). Значения промежуточных точек вписывают в табли­цу 1.9 и вычисляют часовой расход топлива G_т для корректорного участка характеристики:

, . (1.26)

Часовой расход топлива G_т.xx при работе двигателя без нагруз­ки с максимальной частотой вращения коленчатого вала обычно не превышает (25...30) % расхода топлива на режиме номинальной мощности G_т.н и изменяется на регуляторном участке по линейному закону. По­строив линию расхода топлива, вписывают в таблицу 1.9 соответствую­щие значения G_т для регуляторного участка характеристики, затем рассчи­тывают и строят окончательно кривую g_e, используя зависимость

, г/кВт·ч. (1.27)

Масштаб шкал для скоростной характеристики двигателя сле­дует выбирать так, чтобы кривые M_к, N_e, g_e и G_т были равномерно рас­положены на графике (см. рис. 1.4).