Всего на сайте:
282 тыс. 988 статей

Главная | Управление и эксплуатация транспортных средств

Скоростная характеристика двигателя  Просмотрен 28

Скоростной характеристикой двигателя называется зависимость его эффективной мощности Ре , эффективного крутящего момента Те и удельного расхода топлива gе от угловой скорости вращения wе коленчатого вала. Наибольший интерес при теоретическом анализе тягово-скоростных свойств автомобиля представляет так называемая внешняя скоростная характеристика, соответствующая работе двигателя с полной подачей топлива.

На рис. 12 приведены внешние скоростные характеристики наиболее применяемых на современных автомобилях двигателей – поршневых двигателей внутреннего сгорания (бензинового, с распределенным впрыском и дизельного, с прямым впрыском). Внешние скоростные характеристики являются основными документами двигателей, используемыми при проведении расчетов тягово-скоростных характеристик автомобилей.

 

Рис. 12. Внешние скоростные характреистики бензинового (а) и дизельного (б) двигателей

 

Важнейшими параметрами внешней скоростной характеристики двигателя являются:

Реmах максимальная эффективная мощность (т.е. мощность, непосред-

ственно снятая с его коленчатого вала), кВт;

Теmax – максимальный крутящий момент, Н.м;

Тр – крутящий момент при максимальной мощности, Н.м;

Рогр (Тогр) – мощность, кВт (крутящий момент, Н.м) по ограничителю

( wогр);

wmax – максимальная угловая скорость вращения коленчатого вала, с-1 ;

wр – угловая скорость вращения коленчатого вала при максимальной

мощности, с-1 ;

wт – угловая скорость вращения коленчатого вала при максимальном

крутящем моменте, с-1 ;

wg min – угловая скорость вращения коленчатого вала при минимальном

удельном расходе топлива, с-1;

wmin – минимальная устойчивая угловая скорость вращения коленчатого

вала, с-1 ;

wогр- угловая скорость коленчатого вала по ограничителю, с-1.

Способность двигателя приспосабливаться к изменению нагрузки на коленчатом валу оценивают коэффициентом приспособляемости по моменту kт , который определяется соотношением

kт = Теmax / Тр . (17)

Кроме того, широту диапазона устойчивой работы двигателя оценивают коэффициентом приспособляемости по угловой скорости вращения kw , который равен

kw = wp / wт . (18)

Скоростные характеристики получают путем испытания двигателей в стендовых условиях. При этом производят замер величин крутящего момента Тест на коленчатом валу при различных угловых скоростях его вращения, т.е. определяют зависимость Тест = f (wе). Мощностные показатели двигателя рассчитывают с использованием этих зависимостей по формуле

Рест = Тест wе , (19)

где Рест и Тест – мощность и крутящий момент в стендовых условиях.

При снятии характеристик двигателя на стенде он, как правило, не оснащается всеми теми узлами и навесным оборудованием, которые устанавливаются на него на реальном автомобиле. Более того, температурные условия и воздухообмен в подкапотном пространстве существенно отличаются от стендовых в худшую сторону. Для учета влияния этих факторов обычно вводят корректирующие коэффициенты kc и kп :

kc – коэффициент коррекции стендовых характеристик (для двигателей, испытанных по ГОСТу, kс = 0,95 – 0,97 );

kп – коэффициент учета подкапотных потерь ( kп = 0,9 – 0,98 ).

б)

Тогда мощность двигателя, установленного на автомобиле, определится как

Ре = kc kп Рест . (20)

Соответственно крутящий момент двигателя, установленного на автомобиле,

Те = kc kп Тест . (21)

Часто при анализе тягово-динамических качеств автомобилей полные характеристики их двигателей неизвестны, в распоряжении есть лишь данные о максимальной мощности Реmах двигателя и оборотах (угловой скорости вращения wр коленчатого вала), при которых развивается эта мощность.Тогда расчеты ведут с использованием приближенных скоростных характеристик, построенных по соответствующим теоретическим зависимостям. Одной из таких часто применяемых эмпирических зависимостей является формула [29]

Ре = Реmax (а wе / wр + b wе2 / wр2 - с wе3 / wр3 ) , (22)

где а, b, с – коэффициенты, зависящие от типа и конструкции двигателя; Ре , wе – текущие значения мощности и угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя; Реmax , ωр – максимальная мощность двигателя и угловая скорость вращения коленчатого вала при максимальной мощности.

Для карбюраторных двигателей старого типа (выпуска до 1965 года) рекомендовалось при расчетах по формуле (22) брать а = b = с = 1 [71]. Для дизелей с непосредственным впрыском удовлетворительный результат дает такое сочетание этих коэффициентов: а = 0,5 ; b = 1,5 ; с = 1 [71]. Более точно эти коэффициенты для всех типов и конструктивных вариантов поршневых двигателей определяются следующими выражениями [14]:

а = [ kт kw ( 2 - kw ) – 1 ] / [ kw ( 2 - kw ) –1 ] ;

b= - 2kw ( kт –1 ) / [ kw ( 2 - kw ) –1 ] ; (23)

c = - k2w ( kт –1 ) / [ kw ( 2 - kw ) –1 ] .

Можно дать ориентиры значений коэффициентов а, b и с . Так, для современных бензиновых двигателей с распределенным впрыском топлива а = 0 ÷ 0,3 ; b = 2,4 ÷ 3,0 ; с = 1,7 ÷ 2.0 , для дизелей а = 0,5 ÷ 0,7 ; b = 1,5 ÷ 2,0 ; с = 1,0 ÷ 1,5 . При выборе значений а, b и с из указанных диапазонов нужно помнить, что для двигателей, не оборудованных ограничителем максимальных оборотов, должны выполняться такие обязательные условия [30]:

а + b - с = 1 (для обеспечения Ре = Реmax при wе = wр );

а + 2b - 3с = 0 (так как при wе = wр dPe / dwe = 0 ).

 

Предыдущая статья:Сцепление колеса с опорной поверхностью Следующая статья:Расчет потерь в трансмиссии
page speed (0.0166 sec, direct)