Розрахунок і побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна

Зовнішня швидкісна характеристика виражає чисельно або у вигяді графіків залежність ефективної потужності Ne, моменту Ме, питомої ge і погодинної Gт витрат палива від частоти обертання n_e колінчастого вала двигуна при повному навантаженні.

При визначенні розрахунковим методом залежності ефективної потужності Ne від числа обертів к. в. двигуна (n_e) використовують формулу С. Р. Лейдермана:

, кВт, (5.3)

де n_N - частота обертання колінчастого вала двигуна при максимальній (N_emax) потужності двигуна, хв.^-1;

N_e і n_e - поточні значення потужності двигуна і частоти обертання колінчастого вала.

Для розрахунків приймають ряд значень (як правило, шість-вісім) n_e в діапазоні від n_min до n_vmax. Вважається, що мінімальна стійка частота обертів колінчастого вала становить: для бензинових двигунів – n_min = 800 хв^-1; для дизелів – n_min =600 хв^-1.

Максимальну частоту обертання (n_vmax) вибирають залежно від типу і коефіцієнта швидкохідності двигуна.

Значення ефективного моменту Ме двигуна визначають за формулою:

M_e = 9550∙ (N_e / n_e), Н∙ м. (5.4)

Поточні значення питомої g_e і погодинної Gт витрат палива визначають за формулами:

, г/кВт·год. (5.5)

де g_N - ефективна витрата палива при N_emax; для бензинових двигунів:

g_N = (300…380), г/кВт∙ год; для дизелів – g_N = (215…285), г/кВт∙ год.

Gт = Ne ∙ ge∙ 10^-3, кг/год. (5.6)

За результатами розрахунків доцільно побудувати таблицю.

Для ілюстрації використання методики Лейдермана при розрахунках і побудові зовнішньої характеристики проведемо чисельні розрахунки для бензинового двигуна при наступних вихідних даних.

Вихідні дані:

n_N=5500 хв^-1; n_e = 500…6000 хв^-1; N_emax= 45, 069 кВт; g_N = 303 г/кВт·год; а = b = с = 1.

Результати розрахунку параметрів зовнішньої швидкісної характеристики зводимо в таблицю 5.1.

Таблиця 5.1– Параметри зовнішньої швидкісної характеристики двигуна

Згідно з даними таблиці 5.1 будують зовнішню швидкісну характеристику дви­гуна: графіки Ne = f(n_e); М_e = f(n_e); g_e = f(n_e); G_т = f(n_e). Зразок зовнішньої швидкісної характеристики наведено на рисунку 5.1.

Рисунок 5.1– Зовнішня швидкісна характеристика двигуна