Построение нагрузочной характеристики двигателя

Предварительно определяются параметры ниже перечисленных характерных точек режимов работы двигателя:

2.3.1 Номинальный режим:

Угловая скорость коленчатого вала (с ^-1):

, (4)

где n_н=2000 мин^-1 (по заданию).

Крутящий момент двигателя при номинальной мощности (кН×м):

(5)

Часовой расход топлива:

G_т = g_е×N_н×10^-3, (6)

где g_е - удельный расход топлива(g_е=245 г/кВт·ч по выбранному прототипу).

Подставляем исходные данные в формулы (4, 5 и 6):

с^-1

кНм

кг/ч

2.3.2 Режим холостого хода (регуляторная ветвь):

Угловая скорость холостого хода зависит от степени неравномерности регулятора d_р (у современных тракторов d_р =0,07...0,08):

w_хх = (1 + d_р)× w_н, (7)

Степень неравномерности регулятора зависит от агрофона. Чем тяжелее условия: подъемы, спуски, тяжелые условия пахоты), тем шире должен быть диапазон регуляторной ветви. Целина – сложнопахотные условия. Исходя из этого, принимаем наибольшее значение δ_р=0,08.

Подставляю исходные значения в формулу (7):

с^-1

Эффективная мощность и крутящий момент при этом равны нулю.

Часовой расход топлива на холостом режиме работе зависит от механического КПД двигателя и находится в пределах:

G_{т хх} =(0,25...0,3) × G_т. (8)

На холостом режиме двигатель расходует свою мощность на проворачивание деталей и узлов КШМ, а так же вспомогательных систем и механизмов. У выбранного прототипа двигателя 4 цилиндра расположенных рядно и достаточно небольшие размеры цилиндров. Поэтому будут присутствовать большие инерционные силы, что приведет к повышенному расходу топлива. Исходя из этого, принимаю коэффициент, равным 0,26.

Подставляем данные в формулу (8):

кг/ч.

2.3.3 Корректорная ветвь:

Расчет эффективной мощности производится по формуле С.Р. Лейдермана:

(9)

где w_е и w_н - соответственно текущее значение угловой скорости вращения коленчатого вала (задаются 5...6 значениями w_е в пределах от w_мин до w_н) и значение при номинальной мощности двигателя, с^-1;

С₁ и С₂ - коэффициенты, зависящие от типа двигателя и способа смесеобразования: (С₁ = 0,87 и С₂ =1,13 - для дизелей с неразделенными камерами сгорания). /2, страница 24/

Исходный прототип двигателя имеет неразделенные камеры сгорания, которые отличаются простотой своего изготовления и наибольшей экономичностью.

При расчетах минимальная угловая скорость для дизелей принимается в пределе w_мин = 40...80 с^-1

Принимаю w_мин =45 с^-1

Крутящий момент двигателя:

, (10)

Удельный расход топлива для дизелей в г/(кВт×ч):

(11)

где g_eн - удельный расход топлива при номинальной мощности.

Часовой расход топлива в кг/ч:

G_т = N_е × g_e ×10^-3 (12)

Подставляем исходные данные в формулы (9, 10, 11 и 12):

 

1) ω=45 с^-1

кВт

кНм

г/(кВт*ч)

кг/ч

Аналогично находим остальные точки корректорной ветви, результаты расчетов заносим в таблицу 1:

Таблица 1 Регуляторная характеристика двигателя

№	n, мин-1	ω, рад/с	Nе, кВт	Мк, кНм	gе, г/(кВт*ч)	GТ, кг/ч
			16,87	0,37	309,44	5,22
			32,50	0,41	270,40	8,79
			48,06	0,42	245,07	11,78
			61,48	0,41	233,43	14,35
			70,72	0,38	235,50	16,65
		209,33	73,57	0,35	245,00	18,02