Розділ 5. Розрахунок і побудова швидкісної характеристики двигуна
Швидкісна характеристика двигуна необхідна для подальшого проектування трактора чи автомобіля. На основі швидкісної характеристики виконується розрахунок тягової характеристики трактора, визначаються тягово-динамічні показники автомобіля, проводиться аналіз економічності проектованої машини.
За відомими співвідношеннями (табл. 2) обчислюємо параметри швидкісної характеристики проектованого двигуна.
Значення крутного моменту Мех та питомої витрати палива gех обчислюють за формулами:
Meх = 9550·Neх/nх , Нм
та
geх = 1000·Gтх/Neх , г/(кВтгод)
підставляючи поточні значення Nех (кВт), Gтх (кг/год) та nх (хв-1).
Таблиця 2
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 | ∞ |
Табличні дані приведені до значення частоти обертання 100%. При збільшенні частоти обертання у дизелів спрацьовує регулятор-обмежувач обертів і характеристика практично лінійно падає. При холостому ході (Ме = 0, Nе = 0) частота обертання збільшується на 6...7% від номінальної, годинна витрата палива GT при цьому становить 25...30% від номінальної.
Циклову подачу палива qц паливним насосом високого тиску розраховуємо за формулою:
qц = (gе·Ne·1000)/ (30·n·i·γп), мм3/цикл
де: n – частота обертання KB, об/хв;
і – число циліндрів;
γп – густина палива, кг/дм3.
Приймаємо γп = __________ кг/дм3.
Результати розрахунків швидкісної характеристики зводимо до таблиці 3, вибираємо масштаби та будуємо графіки залежності крутного моменту, потужності, годинної, питомої витрати палива, розрахункової циклової подачі палива (рис. 3)
Таблиця 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 | 12.1 29.1 47.5 61.7 70.9 | 261.6 315.4 343.7 334.7 307.8 | 3.7 7.3 10.9 13.5 16.3 | 310.0 252.6 229.7 218.2 229.7 | 84.57 82.87 82.00 75.89 73.44 |
| 2320.0 | 0.0 | 0.0 | 4.2 | ∞ | 17.32 |
| Масштаб побудови графіків | μN = кВт/мм | μМ = Нм/мм | μG = (кг/год)/мм | μg = (г/кВтг)/мм | μq = (мм3/цкл)/мм |
Рис. 3. Зовнішня швидкісна характеристика двигуна
Література
| 1. | Анилович В.Я., Водолажченко Ю.Т. Конструирование и расчет сельскохозяйственных тракторов: Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1976. - 456 с. |
| 2. | Двигатели внутреннего сгорания: Теория рабочих процессов поршневых и комбинированных двигателей./Под ред. А.С. Орлина. М.: Машиностроение, 1988. - 400 с |
| 3. | Колчин А.Н., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учебное пособие для ВУЗов. М.: Высшая школа, 1980. - 400с |
| 4. | Краткий автомобильннй справочник НИИАТ. М.: Транспорт, 1988. - 515 с. |
| 5. | Николаенко А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей. М.: Колос, 1984. - 334 с. |
| 6. | 411. Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Конструкция автомобильных и тракторных двигателей. М.: Высшая школа, 1986. – 352 с. |