Расчёт внешней скоростной характеристики двигателя

Режим работы АД характеризуется частотой вращения коленчатого вала и развиваемой мощностью. Для оценки работы двигателя на переменных режимах используются различные характеристики, которые графически выражают зависимость основных показателей двигателя от параметра, характеризующего режим работы двигателя.

В зависимости от параметра, принимаемого в качестве независимого переменного, различают характеристики: скоростные, нагрузочные, регулировочные и др.

Наибольшее значение для оценки работы АД имеют скоростные характеристики. Скоростная характеристика показывает изменение мощности, крутящего момента, расходов топлива и других параметров от частоты вращения коленчатого вала.

В зависимости от положения органа, управляющего подачей топлива, различают внешнюю и частичную скоростные характеристики. Скоростные характеристики получают экспериментально на испытательных стендах или расчётным методом.

Внешняя скоростная характеристика (ВСХ) двигателя представляет собой графики зависимости эффективной мощности , эффективного крутящего момента , часового и эффективного удельного расходов топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

ВСХ снимается при полной нагрузке АД, т.е. при максимальной подаче топлива и при постоянном положении топливорегулирующих органов. ВСХ позволяет оценить мощностные, экономические, динамические и эксплуатационные показатели при работе двигателя с полной нагрузкой.

Изменение основных параметров двигателей происходит в соответствии с закономерностями протекания кривых , , , и др., которые определяются от совместного воздействия индикаторного КПД , коэффициента избытка воздуха , коэффициента наполнения , механического КПД и частоты вращения коленчатого вала. Все кривые ВСХ имеют точки перегиба, соответствующих максимальным и минимальным значениям параметров АД.

На ВСХ отмечают следующие характерные частоты вращения двигателя:

· – минимальная частота вращения холостого хода;

· – минимально устойчивая частота вращения при полной мощности (нагрузке);

· – частота вращения, соответствующая максимальному крутящему моменту ;

· – частота вращения, соответствующая минимальному удельному эффективному расходу топлива ;

· – частота вращения, соответствующая максимальной мощности ;

· – максимальная частота вращения холостого хода;

·

Для двигателя ВАЗ 21214-10 минимально устойчивая частота вращения

Для получения ряда промежуточных точек задаёмся следующими соотношениями:

Отсюда находим промежуточные значения частоты вращения коленчатого вала:

Расчётные точки кривой эффективной мощности определяются по следующей эмпирической зависимости:

где и – эффективная мощность (кВт) и частота вращения коленчатого вала () в искомой точке ВСХ.

Подставим известные значения и получим промежуточные значения:

Точки кривой эффективного крутящего момента () определяютя по формуле:

Найдём промежуточные значения и с помощью них построим кривую крутящего момента в соответствующем масштабе:

Кривая удельного эффективного расхода топлива, , строится по расчётным точкам, определяемым по формуле:

где – удельный эффективный расход топлива при максимальной мощности.

Подставляя известные величины, получим промежуточные значения удельного эффективного расхода топлива и нанесём их на график ВСХ:

Найдём промежуточные значения и построим кривую в соответствующем масштабе:

По ВСХ определим коэффициент приспособляемости , представляющий собой отношение максимального крутящего момента к крутящему моменту при максимальной мощности :

В результате выполнения курсового проекта по дисциплине «Автомобильные двигатели» были рассмотрены основные конструктивные показатели двигателе, а также дана классификация двигателей по их основным параметрам.

Согласно заданию была построена схема чередования тактов рабочего цикла карбюраторного двигателя ВАЗ 2130 легкового автомобиля и выполнен термодинамический расчёт его действительного цикла.

По результатам теплового расчёта были определены индикаторные и эффективные показатели цикла, характеризующие работу двигателя в эксплуатации.

1. Нигматулин, И.Н. Тепловые двигатели / И.Н. Нигматулин, П.Н. Шляхин, В.А. Ценев. – М.: Высшая школа, 1974. – 375 с.

2. Тур, Е.Я. Устройство автомобиля / Е.Я. Тур, К.Б. Серебряков, Л.А. Жолобов. – М.: Машиностроение, 1991. – 352 с.

3. Богданов, С.Н. Автомобильные двигатели / С.Н. Богданов, М.М. Буренков, И.Е. Иванов. – М.: Машиностроение, 1987. – 368 с.

4. Пятков, К.Б. Автомобили семейства «Нива». Руководство по техническому обслуживанию и ремонту / К.Б. Пятков, А.П. Игнатов, С.Н. Косарев, К.В. Новокшонов, В.А. Яметов. – М.: За рулём, 2001. – 244 с.

5. Колчин, А.И. Расчёт автомобильных и тракторных двигателей / А.И. Колчин, В.П. Демидов. – М.: Высшая школа, 2008. – 496 с.

6. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей / под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. – М.: Машиностроение, 1983. – 372 с.