Внешняя скоростная характеристика двигателя. Она представляет собой зависимость эффективной мощности – Ne, кВт; эффективного крутящего момента – Me, Нм; удельного расхода топлива – ge, г/кВт ч; часового расхода топлива – GT, кг/ч; от частоты вращения коленчатого вала ne, мин-1; при установившемся режиме работы двигателя и максимальной подаче топлива.
Определение текущего значения эффективной мощности от частоты вращения коленчатого вала двигателя, производится по эмпирической зависимости, предложенной С.Р. Лейдерманом, кВт
, (1.1)
где Ne max – максимальная эффективная мощность двигателя, кВт;
ne – текущая частота вращения, мин-1;
nN – частота вращения при максимальной мощности, мин-1.
а и b – коэффициенты, зависящие от типа и конструкции двигателя приведены в таблице 1.
Таблица 1 – коэффициенты, зависящие от типа и конструкции двигателя
|
Тип двигателя |
Коэффициент | |
|
а |
B | |
|
Бензиновый |
1 |
1 |
Чтобы воспользоваться формулой Лейдермана, необходимо определить значения наименьшей устойчивой – ne min, и максимальной – ne max, частот вращения коленчатого вала двигателя. Наименьшую, устойчивую частоту вращения коленчатого вала бензинового двигателя следует принять равной, мин-1
ne min = 0,13× nN, (1.2)
ne min = 0,13 ∙ 3200 = 416 ≈ 400 мин-1;
Максимальную частоту вращения коленчатого вала бензинового двигателя следует принять равной, мин-1
ne mах = 1,2× nN, (1.3)
ne mах = 1,2 × 3200 = 3840 ≈ 3800 мин-1;
Ne min = 84,5 ∙ (1 (400 / 3200) + 1 (400 / 3200)2 – (400 / 3200)3 ) = 11,72 кВт;
Полученные значения заносим в таблицу А 2.
Следует помнить, что часть мощности двигателя затрачивается на привод навесного, вспомогательного оборудования (генератор, насос системы охлаждения двигателя, компрессор, насос гидроусилителя руля и др.), и лишь оставшаяся мощность Ne¢ - так называемая мощность НЕТТО, используется для движения автомобиля. Поскольку вышеназванные потери мощности обычно составляют 10 ÷ 15%, для определения мощности НЕТТО воспользуемся выражением, кВт
Ne ¢ = 0,9 × Ne, (1.4)
Ne¢ min = 0,9 ∙ 11,72 = 10,55 кВт;
Полученные значения мощности НЕТТО заносим в таблицу А 2.
Еще одним неотъемлемым графиком внешней скоростной характеристики двигателя является график зависимости эффективного крутящего момента двигателя Мe = f(ne). Для расчета графика эффективного крутящего момента используем выражение вида, Нм
, (1.5)
Ме min = 9550 ∙ 11,72 / 400 = 279,76 Нм;
Полученные результаты расчета значений эффективного крутящего момента Me, заносим в таблицу А 2.
Аналогично с мощностью, часть эффективного крутящего момента двигателя – Me затрачивается на привод навесного вспомогательного оборудования, и лишь оставшаяся его часть, так называемый крутящий момент НЕТТО – Мe ¢, используется для движения автомобиля. Поскольку вышеназванные потери момента составляют примерно 10 ÷ 15%, то для определения крутящего момента двигателя НЕТТО воспользуемся выражением, Нм
Мe ¢ = 0,9 × Мe, (1.6)
Мe ¢ min = 0,9 ∙ 279,76 = 251,784 Нм;
Полученные результаты расчета значений крутящего момента НЕТТО – Мe ¢ заносим в таблицу А 2.
Еще одним графиком внешней скоростной характеристики двигателя является график зависимости удельного расхода топлива двигателя ge = f(ne). Для расчета удельного расхода топлива бензиновых двигателей используют эмпирическую зависимость вида, г/кВт ч
, (1.7)
где ge min – минимальный удельный расход топлива, г/кВт ч;
ge min = 313 ( 1,2 – 1,2 ∙ 400 / 3200 + ( 400 / 3200 )2 ) = 333,54 г/кВт ч;
Полученные результаты расчета удельного расхода топлива – ge заносим в таблицу А 2.
Последним из графиков внешней скоростной характеристики двигателя является график часового расхода топлива. Для его построения используют полученные значения удельного часового расхода топлива и выражение вида, кг/ч