Многопараметровая характеристика двигателя

Цель работы: построение многопараметной характеристики двигателяпри любом сочетании момента и частоты вращения вала двигателя во всем поле возможных скоростных и нагрузочных режимов работы двигателя.

Общие положения

Многопараметровой (или универсальной) характеристикой двигателя называется графическое изображение на плоскости зависимости интересующего параметра или параметров одновременно от двух независимых переменных.

В качестве переменных принимаются крутящий момент двигателя и частота вращения коленчатого вала, поэтому многопараметровая характеристика позволяет проследить изменение интересующего параметра.

Математическая модель многопараметровой характеристики представляет собой график линий постоянных значений интересующего параметра Z в координатах двух независимых переменных х и у. Такой график получается как результат проекции на плоскость ХУ сечений поверхности отклика Z = ¦ (ху) при данных значениях Z втрехмерном пространстве ХУ.

Наиболее часто многопараметровую характеристику применяют для оценки экономичности двигателя. В этом случае ее строят в виде линий постоянных значений удельного расхода топлива.

Кроме того, многопараметровая характеристика пригодна для оценки токсических показателей двигателя, его регулировок, условий работы отдельных систем двигателя и т.д. При этом на графике наносятся линии постоянных концентраций или выбросов токсичных веществ, линии постоянных значений состава смеси или опережения зажигания, линии постоянных значений давления масла в системе смазки или температуры отработавших газов и т.д.

Многопараметровые характеристики используются:

а) для общей сравнительной оценки опытных модификаций двитателя или различных двигателей;

б) при оценке условий работы или выбора регулировок систем двигателя;

в) при выборе наиболее выгодных режимов работы стационарных модификаций двигателя;

г) при выборе оптимальных передаточных чисел трансмиссии;

д) для количественной расчетной оценки показателей двигателя при заданных условиях движения автомобиля.

Многопараметровые характеристики строятся на основании серии опытных нагрузочных характеристик, снятых при различной частоте вращения вала двигателя, или на основании внешней скоростной и серии частичных скоростных характеристик.

Получение исходных нагрузочных характеристик. Исходной нагрузочной характеристикой могут служить результаты лабораторной работы 3 «Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя». При этом необходимо помнить, что их должно быть не менее шести, снятых в диапазоне от n_min до n_max через равные интервалы по частоте вращения. В случае их отсутствия для снятия нагрузочной характеристики устанавливают максимальную подачу топлива и, регулируя нагрузку, создаваемую тормозом, выводят двигатель на заданную частоту вращения. После стабилизации режима работы двигателя проводят измерения согласно методическому руководству и лабораторной работе 3. Затем, уменьшая подачу топлива и снижая на желаемую величину мощность двигателя, повторяют указанные выше операции.

Постоянно уменьшая подачу топлива, доходят до нагрузок, соответствующих примерно 15-20 %от максимальной. Всего на нагрузочной характеристике желательно иметь 7-8 экспериментальных точек, расположенных через равные интервалы мощности. На рис. 1 приведен пример исходной нагрузочной характеристики для одного значения частоты вращения.

g_e, n = 1600 мин^-1 G_m, кг/ч

г/кВт ч
				Gm
	ge

100 200 300 400 500 M_e, Нм

Рис. 1. Исходная нагрузочная характеристика при одной частоте вращения

Крутящий момент двигателя (Нм) необходимо подсчитать по формуле

, (1)

где N_e - мощность, кВт; n - частота вращения, мин^-1.