Построение скоростных характеристик аналитическим методом

Скоростная характеристика проектируемого двигателя может быть построена аналитически по эмпирическим формулам С. Р. Лейдермана, если для ряда режимов по числу оборотов произведен тепловой расчет.

;

.

Крутящий момент и часовой расход топлива определяют по формулам (Нм и кг/ч соответственно):

;

.

где – максимальная мощность двигателя, кВт;

–удельный расход топлива при максимальной мощности, кг/кВт· ч;

n – выбранная частота вращения коленчатого вала, с^-1;

n_e –частота вращения, соответствующая максимальной мощности, с^-1;

А, В, С, А₁, В₁, С₁ – постоянные коэффициенты, значения которых приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Постоянные коэффициенты формул Лейдермана

Регуляторная характеристика

В условиях эксплуатации двигателей их нагрузка изменяется в широких пределах. При неподвижном рычаге или педали, управляющими подачей топлива, изменение внешней нагрузки вызовет колебания частоты вращения двигателя. В этих случаях для сохранения частоты вращения двигателя, постоянной при изменении внешней нагрузки, необходимо соответcтвенноизменять мощность дизеля, что возможно за счет разного количества впрыскиваемого дизельного топлива.

Таким образом, при регулировании мощности дизеля и приведении ее в соответствие с внешней нагрузкой необходимо автоматически изменять цикловую подачу топлива, для чего в систему питания включают регулятор. В соответствии с этим для оценки параметров, характеризующих работу дизеля с регулятором, используют регуляторную характеристику, определяющую зависимость чисел оборотов, часовых и удельных расходов топлива и других параметров от эффективной мощности, при воздействии регулятора на орган подачи топлива.

Регуляторную характеристику снимают, испытывая дизель, причем снятие регуляторной характеристики должно производиться при постоянном положении органа управления регулятором путем постепенного увеличения нагрузки от холостого хода до полной. При этом числа оборотов изменяются от максимальных, определяемых регулятором, до оборотов, при которых крутящий момент дизеля достигает максимума. В соответствии с этим при увеличении внешней нагрузки повышение мощности дизеля должно быть получено автоматически за счет возрастания цикловых подач дизельного топлива.

Регуляторная характеристика дизеля представлена на рис. 4.6.

Рис. 4.6. Регуляторная характеристика дизеля

Нагрузочная характеристика

Нагрузочной характеристикой называется зависимость часового и удельного расходов топлива от мощности, крутящего момента или среднего эффективного давления двигателя при постоянном числе оборотов. Для снятия характеристик по нагрузке необходимы следующие условия:

• постоянное число оборотов;
• установившийся температурный режим двигателя;
• регулировка карбюратора в соответствии с инструкцией завода (карбюраторные двигатели);
• наивыгоднейший для данного режима оборотов угол опережения зажигания (карбюраторные двигатели) или угол опережения впрыска (дизельные двигатели).

Снятие характеристик производится при различных положениях дроссельной заслонки (карбюраторные двигатели) или при различных положениях рейки топливного насоса (дизельные двигатели).

На рис. 4.7. приводятся нагрузочные характеристики двигателей ЗИЛ-131 и ЯМЗ-236. Нагрузочные, характеристики позволяют оценить экономичность двигателя при различных режимах работы (по оборотам и нагрузке).

Рис. 4.7. Нагрузочные характеристики

Список литературы

1. Вырубов Д. Н. и др. Двигатели внутреннего сгорания: теория поршневых и комбинированных двигателей. М.: Машиностроение, 1983.

2. Лесные машины: Учебник длявызов /под ред. д-ра техн. наук проф. Г. М. Анисимова. М.: Лесн. пром-сть, 1989.

3. Гольдберг А. М., Галямичев В. А. Тепловой расчет четырехтактного двигателя: Методич. указ.для студентов лесомеханического факультета спец. 0519. Л., 1985.

4. Васильев В. Н., Куликов М. И., Фрейндлинг А.Ф. Тяговые расчеты лесных машин с использованием ЭВМ: Учебн. пособие. Петрозаводск, 1988.

5. Автомобильные и тракторные двигатели. (Теория, системы питания, конструкции и расчет)/ Под ред. И. М. Ленина. Учебник для вузов по специальности “Автомобили и тракторы”. М.: Высш. шк., 1969.

6. Конструкция и расчет автотракторных двигателей. Учебник для высших технических учебных заведений/ под ред. проф. Ю. А. Степанова.. М.: Машгиз, 1957.

7. Автомобильные и тракторные двигатели.: В 2 ч. Конструкция и расчет двигателей/ под ред. И. М. Ленина. Учебник для вузов. 2-е изд., доп. и перераб. М.: Высш. шк., 1976.

8. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей./ Учебник для студентов вузов/ под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круглова.3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1980.

9. Архангельский В. М. Автомобильные двигатели. М.: Машиностроение, 1973.

10. Колчин А. И., Демидов В. П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. М.: Высш. шк., 1971.

11. Двигатели внутреннего сгорания. Под ред. д-ра техн. наук, проф. В.Н.Луканина. М.: Высш. школа, 1985.

12. Хачиян А.С. и др. Двигатели внутреннего сгорания. М.: Высш. шк., 1985.