Внешние скоростные характеристики двигателя таблица

При проектировании рекомендуется один из методов расчета и воспроизведения скоростной характеристики ДВС по координатам одной точки (Nemax, nN) ( метод профессора С.Р. Лейдермана ).

Изменение мощности ДВС можно представить в виде функциональной зависимости:

• где a=b=c=1 для карбюраторных ДВС.
• Наименее устойчивое число оборотов коленчатого вала двигателя (nemin) принимаем nemin =0,13nN=0,13*4500=585 об/мин.
• Равномерно разбив диапазон чисел оборотов в котором работает ДВС (nemin—nemax) на 7 частей, воспроизводим всю кривую внешней скоростной характеристики.
• Одновременно с мощностной характеристикой получаем характеристику изменения крутящего момента на валу ДВС (Ме), значение которого получаем по формуле, в кг*м:

где Ne – эффективная мощность, л.с.;

ne – частота вращения коленчатого вала, соответствующая Ne.

Или, в Н*м:

1. где Ne – эффективная мощность, кВт.
2. Расчёт заносим в таблицу 1.
3. Таблица 1 – Параметры внешней скоростной характеристики

Параметры	Число оборотов коленчатого вала
585	1000	1500	2500	3500	4500	5500
Ne, кВт	10,98	19,78	30,92	52,58	69,24	75,90	67,57
Me, Н*м	179,28	188,90	196,86	200,83	188,90	161,06	117,32
Ne, л.с.	14,94	26,90	42,05	71,51	94,16	103,00	91,90
Me, кг*м	18,28	19,26	20,07	20,47	19,26	16,42	11,96

По данным таблицы 1 строим график внешней скоростной характеристики (рисунок 1).

• Рисунок 1 – Внешняя скоростная характеристика.
• 3. Расчет передаточных чисел трансмиссии
• Передаточное число трансмиссии автомобиля определяется выражением:
• iTP=ik* io, (13)
• где iK и io — передаточные числа соответственно КПП и главной передачи.
• Следовательно, для определения передаточного числа трансмиссии автомобиля необходимо отдельно определить передаточное число главной передачи (io) и передаточное число коробки передач (ik).
• Расчёт передаточного числа главной передачи
• Передаточное главной передачи равно:

1. где rk — радиус качения колеса;
2. nN – число оборотов вала ДВС, соответствующие максимальной мощности;
3. vN – скорость автомобиля, соответствующие максимальной мощности.

Расчёт передаточного числа первой передачи

Определение передаточного числа первой передачи производится по условиям:

1. Преодоление максимальных сопротивлений движению.

2. Сцепление колес с дорогой.

Выполнение первого условия обеспечивает неравенство:

• где Memax — максимальный крутящий момент на валу ДВС, определяемый по внешней скоростной характеристике; ψmax — максимальная величина коэффициента дорожного сопротивления.
• При работе двигателя с полной нагрузкой можно считать, что
• ηтр~χ,
• где χ – коэффициент влияния нагрузки.

1. , (16)
2. где с, к, n – число пар цилиндрических, конических и количество карданов, передающих крутящий момент двигателя на ведущие колеса автомобиля.
3. По кинематической схеме автомобиля:
4. с=2; к=1; n=2,
5. Для легкового автомобиля примем ψmax=0,27:

• Второе условие требует выполнения неравенства:
• , (17)
• где Gсц — вес приходящийся на ведущие колёса автомобиля;
• mp — коэффициент перераспределения реакций при разгоне автомобиля.
• Так как проектируемый автомобиль заднеприводной, то mp=1,2.
• С учетом обоих условий примем i1=3,5 , как у аналога.
• Расчёт передаточных чисел промежуточных передач

Количество ступеней (передач) в коробке передач и соотношения передаточных чисел определяют величину ускорений при разгоне автомобиля. Но главное — это использование мощности ДВС. Чем больше число ступеней, тем лучше использование мощности, но при этом увеличиваются вес и габаритные параметры коробки передач и осложняются условия управления ей.

Именно поэтому количество передач в коробке принимаем равным 5. С целью лучшего использования мощности ДВС передаточные числа коробки подбирают так, чтобы разгон на каждой передаче начинать при одинаковой скорости вращения коленчатого вала ДВС и заканчивать при скорости коленчатого вала, соответствующей максимальной мощности ДВС.

С учетом всех требований передаточные числа равны:

1.  (18)
2. 4. Тяговая характеристика автомобиля

• Тяговой характеристикой называют зависимость силы тяги от скорости автомобиля на определенной передаче при полной подаче топлива.
• При движении автомобиля на первой передаче при ne=585об/мин и Мe=179,28 Н*м со скоростью:
• , (19)
• сила тяги будет равна:
• , (20)
• Расчеты скоростей движения автомобиля на передачах ивеличины силы тяги РТ им соответствующие сводим в таблицу 2 и строим график тяговой характеристики (рисунок 2).
• Таблица 2 — Скорости движения и сила тяги на передачах

Параметры	Число оборотов коленчатого вала, об/мин
585	1000	1500	2500	3500	4500	5500
Ne, кВт	10,98	19,78	30,92	52,58	69,24	75,90	67,57
Me, Н*м	179,28	188,90	196,86	200,83	188,90	161,06	117,32
V1, км/ч	6,00	10,26	15,39	25,64	35,90	46,16	56,42
V2, км/ч	9,13	15,61	23,41	39,02	54,63	70,24	85,85
V3, км/ч	13,82	23,62	35,43	59,05	82,67	106,29	129,91
V4, км/ч	21,00	35,90	53,85	89,75	125,65	161,56	197,46
Pт1, Н; η1=0,9	5379,74	5668,46	5907,14	6026,47	5668,46	4833,11	3520,42
Pт2, Н; η1=0,91	3574,54	3766,38	3924,96	4004,26	3766,38	3211,33	2339,12
Pт3, Н; η1=0,92	2388,26	2516,44	2622,39	2675,37	2516,44	2145,59	1562,84
Pт4, Н; η1=0,93	1588,30	1673,55	1744,01	1779,24	1673,55	1426,92	1039,36

1. Длины шкал чисел оборотов при движении на третьей, второй и первой передачах соответственно равны:
2. ; ; ; (21)
3. Рисунок 2 – Скоростные характеристика тяговой силы.

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).

Таблица 11

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:
• карбюраторного двигателя K=Memax/ MeN=88/79,6=1,11.
• 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.

1. Расчет кинематики и динамики двигателя
2. Расчет рядного карбюраторного двигателя
3. 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.

Перемещение поршня

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˚).

Угловая скорость вращения коленчатого вала

Скорость поршня

= м/c.

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

Ускорение поршня

м/c2.

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/c2 в мм. Масштаб угла поворота коленчатого вала Mφ=3˚ в мм.

При j=0 υп=±υmax, а на кривой sx – это точка перегиба.

Таблица 13

φ˚	sx	υп, м/c	(cosφ+0,285cos2φ)	j, м/c2
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.

1. Поправка Брикса
2. R/λ/(2Ms)=35∙0,285/(2∙1)=4,99 мм,
3. где Ms — масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме.
4. 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
5. M’φ=4π/OB=4∙3,14/81,7=0,0653 рад в мм,
6. 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˚).

Построение внешней скоростной характеристики двигате ля

• Скоростная характеристикой двигателя представляет собой зависимость эффективной мощности Pe и крутящего момента Me двигателя при установившемся режиме его работы от угловой скорости коленчатого вала двигателя ω e или частоты его вращения ne.
• Скоростная характеристика двигателя, полученная при полной подаче топлива, называется внешней скоростной характеристикой, а скоростные характеристики, полученные при неполной подаче топлива – частичными.
• Зависимость мощности двигателя от частоты вращения коленчатого вала двигателя аппроксимируется формулой кубического трехчлена:

a,b,c – коэффициенты, определяющиеся по формулам:

1. Должно выполнятся условие:
2. a+b+c=1 (2.5)
3. 0,79183+1,38785-1,17959=1
4. Крутящий момент определяется по формуле:

Максимальные момент и мощность двигателя, установленного на стенде, определяются по формулам:

где kст— коэффициент коррекции (kст=0,95).

Расчёт внешней скоростной характеристики производится для значений nе, nemax, nemin, nМ, nP и ещё для 3-4 точек, равномерно расположенных в диапазоне от nemin до nemax. Результаты расчета представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Данные для построения графиков внешней скоростной характеристики двигателя

Параметры	Частота вращения, об/мин
Обозначение	Размерность	750	1100	1450	1765	2150	2500	3000
n e/n p	—	0,25	0,367	0,483	0,588	0,716	0,833	1
Pe ст	кВт	36,779	57,845	79,251	97,5226	116,869	129,977	138,134
Ре	кВт	34,940	54,953	75,288	92,646	111,0256	123,478	131,227
Ме ст	Н·м	468,297	502,171	521,925	527,633	519,078	496,476	439,694
Ме	Н·м	444,882	477,062	495,829	501,251	493,124	471,652	417,709

По данным таблицы 2.1 строим график внешней скоростной характеристики двигателя

• Рисунок 2.1 — Внешняя скоростная характеристика двигателя
• Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля
• Т яговая характери стика автомобиля

Оценку тягово-скоростных свойств автомобиля производят, решая уравнение его движения. Уравнение движения автомобиля связывает силу, движущую автомобиль, с силами сопротивления и позволяет определить характер прямолинейного движения автомобиля.

1. Окружная сила на ведущих колесах при движении автомобиля затрачивается на преодоление сил сопротивления воздуха, качению, подъему и разгону автомобиля:
2. Fk =Ff +Fh +F в +Fa   (3.1)
3. где   Fk — тяговая сила приложенная к колёсам,
4. Ff – сила сопротивления качению;
5. Fh – сила сопротивления подъему;
6. Fв – сила сопротивления воздуха;
7. Fa – сила сопротивления разгону.
8. Построение графика тяговой характеристики автомобиля
9. Скорость автомобиля:
10. (3.2)
11. Окружная сила на колесе:
12. (3.3)
13. Коэффициент сопротивления качению:
14. (3.4)
15. где f0=0,007
16. Сила сопротивления качению колес автомобиля:
17. (3.5)
18. Сила сопротивления воздуха:
19. (3.6)
20. Результаты расчётов приведены в таблице 3.1
21. Таблица 3.1 – Данные для построения внешней скоростной характеристики двигателя и оценки тягово-скоростных свойств автомобиля

Параметры	Частота вращения, об/мин
Обозначение	Размерность	750	1100	1450	1765	2150	2500	3000
n e/n p	—	0,25	0,366	0,483	0,588	0,716	0,833	1
Pe ст	кВт	36,779	57,845	79,251	97,5226	116,869	129,977	138,134
Ре	кВт	34,940	54,953	75,288	92,646	111,025	123,478	131,227
Ме ст	Н*м	468,297	502,1711	521,925	527,633	519,078	496,476	439,694
Ме	Н*м	444,882	477,062	495,829	501,251	493,124	471,652	417,709
Передача 1	u1=9,5 , δ1=4,65	Va	км/ч	2,602	3,817	5,032	6,125	7,461	8,676	10,411
Fk	Н	41078,26	44049,62	45782,49	46283,14	45532,7	43550,06	38569,29
f	—	0,007002	0,007004	0,007006	0,007009	0,007014	0,007019	0,007027
Ff	Н	660,23	660,41	660,67	660,96	661,39	661,8	662,64
Fв	Н	0,988	2,125	3,693	5,471	8,119	10,978	15,808
D	—	0,43562	0,46712	0,48548	0,49077	0,48278	0,46173	0,40885
ax	м/с2	0,9042	0,9707	1,0094	1,0205	1,0037	0,9592	0,8477
Передача 2	u2= 5,27 , δ2=2,15	Va	км/ч	4,692	6,881	9,071	11,042	13,450	15,640	18,768
Fk	Н	22787,62	24435,95	25397,23	25674,96	25258,67	24158,82	21395,8
f	—	0,007006	0,007012	0,007021	0,007031	0,007046	0,007062	0,007089
Ff	Н	660,59	661,19	662,02	662,96	664,36	665,88	668,43
Fв	Н	3,210	6,906	12,000	17,781	26,384	35,673	51,370
D	—	0,24162	0,25906	0,26920	0,27209	0,26758	0,25582	0,22635
ax	м/с2	1,0700	1,1495	1,1958	1,2089	1,188	1,1345	1,0000
Передача 3	u3=2,92 , δ3=1,381	Va	км/ч	8,468	12,420	16,372	19,928	24,275	28,227	33,873
Fk	Н	12626,16	13539,46	14072,09	14225,98	13995,32	13385,91	11854,98
f	—	0,007018	0,007039	0,007068	0,0071	0,007149	0,007201	0,007289
Ff	Н	661,77	663,73	666,43	669,50	674,07	679,00	687,34
Fв	Н	10,457	22,496	39,089	57,918	85,941	116,199	167,327
D	—	0,13378	0,14334	0,14881	0,15025	0,14750	0,14072	0,12394
ax	м/с2	0,9004	0,9682	1,0068	1,0168	0,9970	0,9484	0,8286
Передача 4	u4=1,62 , δ4=1,145	Va	км/ч	15,263	22,386	29,510	35,920	43,756	50,879	61,055
Fk	Н	7004,92	7511,62	7807,11	7892,49	7764,52	7426,43	6577,07
f	—	0,007059	0,007126	0,007219	0,007325	0,007482	0,007652	0,007939
Ff	Н	665,60	671,97	680,76	690,73	705,56	721,58	748,64
Fв	Н	33,976	73,088	126,998	188,169	279,214	377,520	543,629
D	—	0,07392	0,07888	0,08144	0,08170	0,07938	0,07475	0,06398
ax	м/с2	0,5729	0,6148	0,6359	0,6372	0,6160	0,57491	0,4801
Передача 5	u5= 0,9 , δ5=1,072	Va	км/ч	27,474	40,296	53,118	64,657	78,761	91,582	109,899
Fk	Н	3891,62	4173,12	4337,28	4384,71	4313,62	4125,79	3653,93
f	—	0,00719	0,007409	0,007711	0,008054	0,008563	0,009114	0,010044
Ff	Н	678,00	698,65	727,11	759,41	807,47	859,37	947,07
Fв	Н	110,085	236,805	411,473	609,670	904,654	1223,16	1761,36
D	—	0,04010	0,04174	0,04163	0,04003	0,03615	0,03078	0,02007
ax	м/с2	0,3010	0,3140	0,3103	0,2925	0,2523	0,1982	0,0917

• По данным таблицы 3.1 строим тяговую характеристику автомобиля:
• Рисунок 3.1 — Тяговая характеристика автомобиля

Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 677; Мы поможем в написании вашей работы!

Мы поможем в написании ваших работ!

2.3.2. Скоростные характеристики

Скоростными характеристиками называются графические зависимости показателей работы ДВС (Ne, Ме, GT, и ge) от частоты вращения коленчатого вала nе.

В зависимости от комплектации двигателя, который испытывается на стенде, скоростные характеристики могут быть нормальными и нормально-эксплуатационными.

Для построения нормальной скоростной характеристики двигатель испытывается без вентилятора, воздушного фильтра, глушителя и генератора.

Нормально-эксплуатационная характеристика снимается с двигателя с полным комплектом всех приборов.

• Наибольшее практическое значение имеют внешние и частичные скоростные характеристики.
• Внешней скоростной характеристикой двигателя называется графическая зависимость эффективной мощности Ne, эффективного вращающего момента Ме, часового GT и удельного эффективного ge расходов топлива от частоты вращения nе коленчатого вала при полной подаче топлива.
• Частичной скоростной характеристикой двигателя называется характеристика, полученная при частичной подаче топлива.

На рис. 2.9 приведена внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя, а на рис. 2.10 — такая же характеристика дизеля.

Рис. 2.9. Внешняя скоростная характеристика бензинового ДВС (ЗИЛ-508.10) (пунктиром показана частичная скоростная характеристика): Ne — эффективная мощность; nе — эффективная частота вращения коленчатого вала; Ме — эффективный вращающий момент; GT — часовой расход топлива; удельный эффективный расход топлива

Рис. 2.10. Внешняя скоростная характеристика дизеля ЯМЗ-236: Ne — эффективная мощность; nе — частота вращения коленчатого вала при полной подаче топлива; Ме — эффективный вращающий момент; GT — часовой расход топлива; ge — удельный эффективный расход топлива

1. На внешней скоростной характеристике двигателя важнейшими являются режимы при частотах вращения коленчатого вала nmin nMmax neн ng
2. Частота nmin соответствует режиму, при котором двигатель устойчиво работает с полной нагрузкой.
3. Частота nMmax соответствует максимальному вращающему моменту Mmax или максимальному эффективному давлению ре.
4. Частота nен соответствует номинальной эффективной мощности двигателя Ne, которую гарантирует завод-изготовитель для определенных условий эксплуатации.

При частоте ng двигатель имеет наиболее экономичный режим работы, т.е. наименьший удельный эффективный расход топлива ge.

Максимальная частота вращения коленчатого вала, которую может развить двигатель без регулятора, называется разносной, так как на такой скоростной режим его детали не рассчитаны.

В этом случае вся индикаторная мощность двигателя расходуется на трение и привод собственных механизмов, систем и агрегатов.

Такая скорость вращения коленчатого вала ограничивается соответствующим регулятором частоты вращения.

Основные параметры работы двигателя1 связаны зависимостью

где Ne — эффективная мощность, кВт; Ме — эффективный вращающий момент, Н*м; пе — частота вращения коленчатого вала при полной подаче топлива, мин-1; 9 555 — числовой коэффициент.

1 Для приведения внесистемных единиц измерения мощности и работы к Международной системе единиц необходимо введение следующих коэффициентов пересчета: 1 л. с. = 736 Вт = 0,736 кВт = 736 Н*м/с. 1 кгс м = 9,81 Н*м = 9,81 Дж. Единица силы 1 Н = 1 кгс м/с2; единица мощности 1 Вт = 1 Н*м/с = 1 Дж/с; единица количества теплоты 1 Дж = 1 Вт*с = 2,78 10-4 Вт ч.

С увеличением частоты вращения коленчатого вала пе пропорционально растет эффективная мощность, так как мощность — это произведение частоты и вращающего момента, который пропорционален среднему эффективному давлению.

Вначале эффективная мощность растет практически линейно в соответствии с увеличением частоты и среднего эффективного давления, затем среднее эффективное давление, достигнув максимума, начинает уменьшаться, и темп роста эффективной мощности снижается. Максимумы эффективной мощности и вращающего момента достигаются при разных скоростях вращения коленчатого вала.

Минимальный удельный эффективный расход топлива приходится на частоты между максимальными значениями вращающего момента и эффективной мощности.

Коэффициентом приспособляемости двигателя K называется отношение максимального вращающего момента Mmax к величине вращающего момента Мном при номинальной мощности:

Коэффициент K является важной характеристикой эффективности двигателя, так как он показывает приспособленность двигателя преодолевать временные повышенные нагрузки за счет увеличения вращающего момента при снижении частоты вращения коленчатого вала. На транспортных машинах благодаря такой способности двигателя возможно преодоление возросших сопротивлений движению без переключения передач.

Значения коэффициента приспособляемости следующие: для дизелей к = 1,05… 1,15, для бензиновых двигателей к = 1,2… 1,4.

Увеличение коэффициента приспособляемости дизеля является наиболее значимым способом повышения его эффективности.

Двигатели с большим значением коэффициента приспособляемости получили название двигателей постоянной мощности (ДПМ), так как они в широком диапазоне частоты вращения коленчатого вала имеют незначительно изменяющееся значение эффективной мощности. В этом случае снижающаяся частота вращения коленчатого вала компенсируется существенным повышением вращающего момента.

Для реализации режима постоянной мощности необходимо дизель с наддувом оснастить устройством промежуточного охлаждения наддувного воздуха, чтобы увеличить коэффициент наполнения цилиндра, и отрегулировать топливный насос высокого давления на цикловую подачу топлива, обеспечивающую наиболее полное его сгорание при данном коэффициенте наполнения. При этом часовой расход топлива несколько вырастет, но удельный эффективный расход топлива снизится.

Расчет и построение внешней скоростной

Внешняя характеристика двигателя представляет собой зависимость эффективной мощности Ne, крутящего момента Мк и других показателей работы двигателя от частоты вращения коленчатого вала при полностью открытой дроссельной заслонке у бензинового двигателя или при максимальной (установленной заводом-изготовителем) цикловой подаче топлива у дизеля.

Для построения внешней характеристики двигателя может быть использовано какое-либо из известных эмпирических выражений, например, уже упоминавшаяся ранее формула Лейдермана

Максимальная мощность двигателя Nmax была ранее рассчитана. Задаваясь несколькими произвольными значениями частоты вращения п, можно рассчитать значение эффективной мощности двигателя при этих различных значениях частоты вращения, т.е. получить несколько точек характеристики.

Рекомендуется при расчёте и построении внешней скоростной характеристики (а также и при выполнении в дальнейшем тягового расчёта) выбирать значения частоты вращения коленчатого вала двигателя не менее чем в восьми точках. Среди этих точек обязательно должны присутствовать:

_ nmin — минимальная устойчивая частота вращения, которую можно принять равной 800… 1000 об/мин для бензиновых двигателей и 600.. .800 об/мин для дизелей;

• — nN — номинальная частота вращения, соответствующая максимальной мощности двигателя;
• — nv — частота вращения, соответствующая максимальной скорости автомобиля*. Для дизелей nv= nN. Для бензиновых двигателей nv=kvn^
• — пм — частота вращения, соответствующая максимальному крутящему моменту двигателя пм = kMnN.

Остальные точки выбираются произвольно так, чтобы все принятые при расчёте значения п были примерно равномерно распределены в интервале nmin

Приведённые выше значения коэффициентов а, b и с, входящих в формулу Лейдермана, не являются обязательными. Эти значения дают достаточно хорошее совпадение формы расчётной внешней скоростной характеристики с экспериментальной для многих существующих двигателей, но не для всех.

В общем случае значения коэффициентов а, b и с зависят от соотношения частоты вращения при максимальной мощности (номинальной) и частоты вращения при максимальном крутящем моменте, т.е. от величины км = пм/ пм.

• Зная величину км, значения коэффициентов, входящих в формулу Лейдермана, можно рассчитать, используя следующие выражения:
• — для бензиновых двигателей
• с = 0,5/(1 — км)
• b = 2с — 1 (3.16)
• а = 2 — с
• — для дизелей
• с = (км — 1)/(1 — км)2 (3.17)
• Ь = 2скм
• а = 1 + с — b

Формула Лейдермана является не единственным аппроксимирующим полиномом, применяемым для расчётного построения внешней скоростной характеристики. Иногда для лучшего приближения к экспериментальным характеристикам используются аппроксимирующие полиномы и более высоких степеней. Коэффициенты таких полиномов должны быть, вообще говоря, свои для каждого двигателя.

1. По рассчитанным значениям мощности в каждой точке характеристики определяется крутящий момент двигателя
2. Мк = 955(А (3.18)
3. где Мк — крутящий момент двигателя, Нм; Ne — эффективная мощность двигателя, кВт; п — частота вращения, об/мин.

Результаты расчёта рекомендуется свести в таблицу (табл. 3.1).

Табл. 3.1 Результаты расчёта внешней скоростной характеристики

двигателя

Номер точки

Частота вращения п, об/мин

Мощность Ne, КВТ

Крутящий момент Мк, Нм

Точки, соответствующие MKV, наносим на график и соединяем огибающей линией.

По результатам расчёта крутящего момента Мк строится внешняя скоростная характеристика двигателя (рис. 3.1).

Внешнюю скоростную характеристику определяем и строим с некоторой погрешностью для карбюраторных четырёхтактных двигателей на основании данных, приведённых в табл. 3.2.

Табл. 3.2. Внешние скоростные характеристики карбюраторного двигателя

п, %	20	40	60	80	100	120
п, мин4
Ne, %	20	50	73	92	100	92
Ne, кВт

Для дизельных автомобильных четырёхтактных двигателей с ограничителем зависимость эффективной мощности и частоты вращения коленчатого вала в процентах принимаем по табл. 3.3.

Табл. 3.3. Внешние скоростные характеристики дизельного двигателя

п, %	20	40	60	80	100	120
и, мин-1
Ne, %	17	41	67	92	100	0
Ne, кВт

Таким образом, получив в результате расчёта и приняв их за 100 %, Уетах и птах можем рассчитать и построить графически внешнюю скоростную характеристику двигателя.

При различных частотах вращения вала двигателя подсчитываем и откладываем на графике не менее пяти точек значений мощности двигателя. Далее соединяем точки плавной огибающей линией, получая зависимость Ne=

Кривую удельного расхода топлива в зависимости от оборотов двигателя ge =/(и) рассчитываем и строим на основании данных табл. 3.4.

Таблица 3.4 Удельный расход топлива в зависимости от оборотов

двигателя

и, %	20	40	60	80	100	120
п, мин-1
ge,%	110	100	95	95	100	115
ge , Г/кВт

За 100 % удельного расхода топлива при 100 % п следует принять для карбюраторного двигателя со степенью сжатия 6,5…7 п = 305…325 г/кВт, для дизельных двигателей п = 240.. .250 г/кВт-ч.

Часовой расход топлива для каждого значения частоты вращения коленчатого вала двигателя подсчитываем по формуле

Gv = geNeMT кг/ч (3.19)

Для удобства пользования полученные результаты сводим в табл. 3.5 и 2.1, по данным которой строим графики внешней скоростной характеристики двигателя (пример, рис. 3.1).

Рис. 3.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя

Табл. 3.5 Данные для построения внешней скоростной характеристики