Заняття 23. Розрахунок зовнішньо-швидкісної характеристики двигуна внутрішнього згорання

1. Отримати навички у розрахунку та побудові зовнішньої швидкісної характеристики двигуна внутрішнього згорання.

2. Поглибити і систематизувати знання з теорії ДВЗ

3. Виховувати у студентів здатність до творчого мислення, прагнення до володіння знаннями, почуття відповідальності за знання теорії і матеріальної частини автомобіля та гордість за обраний фах.

1. 1.1. Мінімальна частота обертання двигуна n_min= n / 5, об/хв.

1.2. Максимальна частота обертання двигуна:

для дизеля n_max = n;

для бензинового двигуна n_max = 1,1× n, об/хв.

1.3. Крок зміни частоти обертання Dn = n_min, об/хв.

Послідовність розрахункових частот:

n₁ = n_min; n₂ = n₁ + Dn; n₃ = n₂ + Dn; n₄ = n₃ + Dn; n₅ = n.

Для бензинового двигуна n₆ = n_max .

1.4. Для розрахункових частот обертання колінчастого валу визначають розрахункові точки кривої ефективної потужності:

для бензинових двигунів , кВт;

для дизелів з нероздільними камерами , кВт;

для дизелів з роздільними камерами , кВт,

де N_e – номінальна ефективна потужність; n – швидкість обертання колінчастого валу (об/хв); N_ex – біжуче значення ефективної потужності (кВт) для конкретних обертів швидкісної характеристики (n_x); n_x - біжуче значення швидкості обертання колінчастого валу (об/хв).

1.5. Біжучі значення ефективного крутного моменту

, Н×м.

1.6. Біжучі значення середнього ефективного тиску для розрахункових частот обертання колінчастого валу

, МПа.

1.7. Біжучі значення середньої швидкості поршня

, м/с.

1.8. Біжучі значення середнього тиску механічних втрат для прийнятих частот обертання визначають за формулами пункту 3.6 для відповідної швидкості поршня V_п.срх.

1.9. Біжучі значення питомих ефективних витрат палива визначають за формулами:

для бензинового двигуна , г/кВт×год;

для дизеля , г/кВт×год,

де g_e – питомі витрати палива при номінальній потужності;

g_ex – біжуче значення питомих ефективних витрат палива.

1.10. Біжучі значення годинних витрат палива

, кг/год.

5.11. Залежність коефіцієнта надлишку повітря від частоти обертання визначають через a_x, що відповідають розрахунковим частотам обертання.

Для бензинових двигунів значення коефіцієнту при мінімальній частоті обертання n_min дорівнює a₁ = (0,8…0,85)×a. Подальші значення коефіцієнтів a₂, a₃, a₄, a₅ та a₆ дорівнюють a.

Для дизелів: a₁ = 0,80×a; a₂ = 0,85×a; a₃ = 0,90×a; a₄= 0,95×a; a₅ = a.

1.12. Біжучі значення коефіцієнта наповнення визначають за формулою

,

де Р_ех – у МПа; g_ex – у г/кВт×год.

1.13. Результати розрахунків зводяться в таблицю у наступній формі

Таблиця 1.1

Параметри зовнішньої швидкісної характеристики

2. 2.1. За результатами розрахунків будуються графіки зовнішньої швидкісної характеристики обраного двигуна внутрішнього згорання. Приклади зовнішньої швидкісної характеристики бензинового та дизельного двигунів приведено на рис. 1, 2.

Рис. 1. Приклад зовнішньої швидкісної характеристики бензинового двигуна

Рис. 2. Приклад зовнішньої швидкісної характеристики дизельного двигуна:

а) без наддуву; б) з наддувом

3. Збільшення обертового моменту при зменшенні частоти обертання від пном до пМе визначає стійкість роботи двигуна, яка оцінюється коефіцієнтом пристосовуваності kм – відношенням максимального обертового моменту до обертового моменту при максимальній потужності:

. (1)

Коефіцієнт пристосованості характеризує властивість двигуна долати короткочасне підвищення навантаження. Для карбюраторних двигунів kм=1,25...1,35, для дизелів - kм=1,05...1,15.

У дизелів характеристика обертового моменту проходить більш полого, ніж у карбюраторних двигунів. Тому на дизелях необхідно застосовувати спеціальні коректуючи пристрої, які автоматично збільшують циклову подачу палива при зниженні частоти обертання.