Внешние скоростные характеристики двигателя таблица

Внешняя скоростная характеристика двигателя

Внешней скоростной характеристикой двигателя называется зависимость эффективной мощности и крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала при полной подаче топлива, она определяет возможности двигателя и характеризует его работу.

Эффективной называется мощность, развиваемая на коленчатом валу двигателя.

По внешней скоростной характеристике определяют техническое состояние двигателя. Она позволяет сравнивать различные типы двигателей и судить о совершенстве новых двигателей.

На внешней скоростной характеристике выделяют следующие точки, определяющие характерные режимы работы двигателя:

Nmах – максимальная (номинальная) мощность;

пN частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности;

Мmах – максимальный крутящий момент;

пм частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте;

пmin – минимальная частота вращения коленчатого вала, при которой двигатель работает устойчиво при полной подаче топлива;

nmах – максимальная частота вращения.

Из характеристики видно, что двигатель развивает максимальный момент при меньшей частоте вращения, чем максимальная мощность. Это необходимо для автоматического приспосабливания двигателя к возрастающему сопротивлению движения. Например, автомобиль двигался по горизонтальной дороге при максимальной мощности двигателя и начал преодолевать подъем. Сопротивление дороги возрастает, скорость автомобиля и частота вращения коленчатого вала уменьшаются, а крутящий момент увеличивается, обеспечивая возрастание тяговой силы на ведущих колесах автомобиля. Чем больше увеличение крутящего момента при уменьшении частоты вращения, тем выше приспосабливаемость двигателя и тем меньше вероятность его остановки.

Для бензиновых двигателей увеличение (запас) крутящего момента достигает 30%, а у дизелей – 15%.

Из рисунка видно, что мощность и крутящий момент двигателя возрастают с увеличением частоты вращения коленчатого вала до определённых значений а затем начинают уменьшаться. Это происходит вследствие ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью и увеличения трения. В эксплуатации большую часть времени двигатели работают в диапазоне частот вращения пмпN, при которых развиваются соответственно максимальные крутящий момент и эффективная мощность.

Внешнюю скоростную характеристику двигателя строят по данным результатов его испытаний на специальном стенде. При испытаниях с двигателя снимают часть элементов систем охлаждения, питания и др. (вентилятор, радиатор, глушитель и др.), без которых обеспечивается его работа на стенде. Полученные при испытаниях мощность и крутящий момент приводят к нормальным условиям, соответствующим давлению окружающего воздуха 1 атм и температуре 15 °С. Эти мощность и момент называются стендовыми, и они указываются в технических характеристиках, инструкциях, проспектах и т. п.

Читайте также:  Система резервного запуска двигателя

В действительности мощность и момент двигателя, установленного на автомобиле, на 5. 10 % меньше, чем стендовые. Это связано с установкой на двигатель элементов, которые были сняты при испытаниях. Кроме того, давление и температура при работе двигателя на автомобиле отличаются от нормальных. При проектировании нового двигателя внешнюю скоростную характеристику получают расчетным способом, используя для этого специальные формулы. Однако действительную внешнюю скоростную характеристику получают только после изготовления и испытания двигателя.

Источник

Построение внешних скоростных характеристик бензинового двигателя

На основании тепловых расчетов, проведенных для четырех скоростных режимов работы бензиновых двигателей, получены и сведены в табл. 11 необходимые величины параметров для построения внешних скоростных характеристик (рис.3).

Частота вра­щения колен­чатого вала, мин -1 Параметры внешней скоростной характеристики
Ne, кВт ge, г/(кВт∙ч) Ме, Н×м GT, кг/ч ηV a
Карбюраторный двигатель
8,34 79,6 2,572 0,8648 0,86
27,64 88,0 7,314 0,9150 0,96
50,00 79,6 14,064 0,8797 0,96
49,73 73,1 14,828 0,8562 0,96

Коэффициент приспособляемости по скоростным характеристикам:

Для сравнения различных методов построения скоростных ха­рактеристик и проверки правильности выполнения теплового рас­чета для нескольких скоростных режимов двигателя дополнительно приведен расчет изменения мощности и удельно­го расхода топлива на основе процентных соотношений между параметрами относительной скоростной характеристики карбюра­торного двигателя.

На основе сравнения полученных данных с кривыми Ne и ge, построенными по результатам теплового расчета, можно сде­лать следующие выводы:

1. Точки относительной характеристики практически полностью совпадают с внешней скоростной характеристикой мощности рас­считываемого двигателя.

2. Точки относительной характеристики удельного расхода топ­лива несколько отличаются от кривой ge, построенной по данным теплового расчета, в сторону увеличения ge и особенно при малых значениях частоты вращения коленчатого вала.

Расчет кинематики и динамики двигателя

Расчет рядного карбюраторного двигателя

Кинематика

3.1.1.1 Выбор и длиныLш шатуна

В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил отношение радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно принято в тепловом расчете λ=0,285. При этих условиях Lш=R/λ=35/0,285=122,8 мм.

Построив кинематическую схему кривошипно-шатунного механизма (см. рис. 7.2), устанавливаем, что ранее принятые значения Lши λобеспечивают

движение шатуна без задевания за нижнюю кромку цилиндра. Следовательно, перерасчета величин Lши λне требуется.

мм.

Расчет sx производится аналитическим методом через каждые 10˚ угла поворота коленчатого вала. Значения для при различных φ взяты из табл.7.1 как среднее между значениями при λ=0,28 и 0,29 и занесены в гр. 2 расчетной табл. 12 (для сокращения объема значения в таблице даны через 30˚).

Читайте также:  Как просушить двигатель насоса

Угловая скорость вращения коленчатого вала

.

= м/c.

Значения для взяты из табл. 7.2 и занесены в гр. 4, а рассчитанные значения υп – гр. 5 табл. 12.

м/c 2 .

Значения для взяты из табл. 7.3 и занесены в гр. 6, а расчетные значения j – в гр. 7 табл. 12.

По данным табл. 12 построим графики (рис. 4) sx в масштабе Ms=2 мм, υп – в масштабе Mj=500 м/c 2 в мм. Масштаб угла поворота коленчатого вала Mφ=3˚ в мм.

φ˚ sx υп, м/c (cosφ+0,285cos2φ) j, м/c 2
0,0000 0,0 0,0000 0,0 +1,2860 +17751
+0,1697 5,9 +0,6234 +13,7 +1,0085 +13921
+0,6069 21,2 +0,9894 +21,7 +0,3575 +4935
+1,1425 40,0 +1,0000 +22,0 -0,2850 -3934
+1,6069 56,2 +0,7426 +16,3 -0,6425 -8869
+1,9017 66,6 +0,3766 +8,3 -0,7235 -9987
+2,0000 70,0 0,0000 0,0 -0,7150 -9869
+1,9017 66,6 -0,3766 -8,3 -0,7235 -9987
+1,6069 56,2 -0,7426 -16,3 -0,6425 -8869
+1,1425 40,0 -1,0000 -22,0 -0,2850 -3934
+0,6069 21,2 -0,9894 -21,7 +0,3575 +4935
+0,1697 5,9 -0,6234 -13,7 +1,0085 +13921
0,0000 0,0 0,0000 0,0 +1,2850 +17751

Динамика

Сила давления газов

Индикаторную диаграмму (см. рис. 1), полученную в тепловом расчете, развертываем по углу поворота кривошипа (рис. 5.1, a) по методу Брикса.

где Ms — масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме.

Масштаб развернутой диаграммы; давлений и удельных сил Mp=0,05 МПа в мм; полных сил Mp=MРFп=0,05∙0,003847=0,000192 МН в мм, Mp=192 Н в мм, углы поворота кривошипа Mφ=3˚ в мм, или

где ОВ – длина развернутой индикаторной диаграммы, мм.

По развёрнутой диаграмме через каждые 10˚ угла поворота кривошипа определяют значение ∆pГ и заносят в гр. 2 сводной табл. 15 динамического расчета ( в таблице значения даны через 30˚ и точка при φ=370˚).

Источник

Скоростные характеристики двигателя

Скоростной характеристикой называются зависимости эффективной мощности Ne и эффективного крутящего момента Ме двигателя от угловой скорости коленчатого вала ωе.

У двигателя различают два типа скоростных характеристик – внешнюю (предельную) и частичные.

Внешнюю скоростную характеристику получают при полной нагрузке двигателя (при полной подаче топлива), а частичные – при неполных нагрузках двигателя, или при неполной подаче топлива.

Следовательно, двигатель имеет только одну внешнюю скоростную характеристику и большое число частичных.

На частичных скоростных характеристиках значения эффективной мощности и крутящего момента двигателя меньше, чем на внешней скоростной характеристике, но характер их изменения аналогичен.

Тягово-скоростные свойства автомобиля определяют при работе двигателя только на внешней cкоростной характеристике.

Читайте также:  Запуск холодного двигателя тойоты висты

Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя без ограничителя угловой скорости коленчатого вала представлена на рисунке 1.1, а.

Приведенные зависимости имеют следующие характерные точки:

Nmax– максимальная (номинальная) эффективная мощность;

ωN – угловая скорость коленчатого вала при максимальной мощности;

Mmax – максимальный крутящий момент;

ωM – угловая скорость коленчатого вала при максимальном крутящем моменте;

NM –мощность при максимальном крутящем моменте;

МN –крутящий момент при максимальной мощности;

ωmin – минимальная устойчивая угловая скорость коленчатого вала при полной подаче топлива;

ωmax – максимальная угловая скорость коленчатого вала при полной подаче топлива, соответствующая максимальной скорости автомобиля при движении на высшей передаче.

а б

Рисунок 1.1 – Внешние скоростные характеристики двигателя без ограничителя угловой скорости коленчатого вала (а) и с ограничителем (б)

В условиях эксплуатации двигатель работает главным образом в интервале угловых скоростей от (ωM) до (ωN).

Двигатели автомобилей оснащаются ограничителями максимальной частоты обращения коленчатого вала. Ограничитель угловой скорости автоматически уменьшает подачу горючей смеси в цилиндры двигателя и снижает угловую скорость коленчатого вала, вступая в действие на той части внешней скоростной характеристики, на которой мощность двигателя почти не возрастает с увеличением угловой скорости коленчатого вала (рис 1.1, б).

У дизелей мощность не достигает максимального значения из-за неполного сгорания смеси. Для дизелей максимальная угловая скорость коленчатого вала практически совпадает с угловой скоростью при максимальной мощности (ωmах = ωN).

Из рассмотренных внешних скоростных характеристик двигателей следует, что максимальные значения Mmах и Nmax получают при различных угловых скоростях коленчатого вала. При этом значения Мmах смещены влево относительно значений Nmax, что необходимо для устойчивой работы двигателя – для его способности автоматически приспосабливаться к изменению нагрузки на колеса автомобиля.

Скоростные характеристики двигателей определяют экспериментально в процессе их испытаний на специальных стендах. Реальную внешнюю скоростную характеристику двигателя можно получить только на основании экспериментальных данных после его создания. Если же такие данные отсутствуют, то внешнюю скоростную характеристику рассчитывают, используя известные соотношения.

Для бензиновых двигателей:

(1.1)

Для четырехтактных дизелей:

(1.2)

Эффективный крутящий момент для обоих типов двигателей:

(1.3)

В указанных формулах мощность выражается в кВт, крутящий момент – в Нм, угловая скорость – в рад/с.

| следующая лекция ==>
Понятие об эксплуатационных свойствах автомобиля | Нагрузочные и регулировочные характеристики двигателя

Дата добавления: 2017-06-02 ; просмотров: 3534 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Adblock
detector