Характеристики исправного ДВС

С достаточной степенью точности внешнюю скоростную характеристику можно построить по результатам теплового расчета, проведенного для одного режима работы двигателя - режима максимальной мощности, и использования эмпирических зависимостей.

Построение кривых скоростной характеристики ведется в интервале:

а) для бензиновых двигателей от n_min = 600…1000 мин^-1 до n_max= (1,05…1,20)n_N;

б) для дизелей от n_min=300…800 мин^-1 до n_N, где n_N - частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности.

Максимальная частота вращения коленчатого вала ограничивается: условиями качественного протекания рабочего процесса, термическим напряжением деталей, допустимой величиной инерционных усилий и т. д.; минимальная - определяется условиями устойчивой работы двигателя при полной нагрузке.

Расчетные точки кривой эффективной мощности определяются по следующим эмпирическим зависимостям через каждые 500…1000 мин^-1:

для бензиновых двигателей

(5.1)

для дизелей с неразделенными камерами

(5.2)

для дизелей с предкамерой

(5.3)

для дизелей с вихревой камерой

(5.4)

В формулах (5.1)…(5.4) принято: N_e и n_N - номинальная эффективная мощность (кВт) и частота вращения коленчатого вала (мин^-1) при номинальной мощности; N_ex и п_х - эффективная мощность (кВт) и частота вращения коленчатого вала (мин^-1) в искомой точке скоростной характеристики двигателя.

По рассчитанным точкам в масштабе M_N строят кривую эффективной мощности.

Точки кривой эффективного крутящего момента (Н^.м) определяют по формуле

(5.5)

Кривая крутящего момента, построенная в масштабе М_М, выражает также изменение среднего эффективного давления, но в масштабе М_р (МПа/мм):

(5.6)

Величину среднего эффективного давления р_ех (МПа) для рассчитываемых точек можно определить по кривой М_ех или из выражения

(5.7)

Точки кривой среднего индикаторного давления находят по формуле

(5.8)

где р_мх - среднее давление механических потерь (МПа) определяют в зависимости от типа и конструкции двигателя по уравнениям (2.52)…(2.59).

Кривая среднего индикаторного давления, построенная в масштабе М_р, выражает также изменение индикаторного

крутящего момента, но в масштабе М_М (Н • м/мм):

(5.9)

Расчетные точки индикаторного крутящего момента можно определить по кривой p_ix, или из выражения

(5.10)

Удельный эффективный расход топлива, г/(кВт•ч), в искомой точке скоростной характеристики: для бензиновых двигателей

(5.11)

для дизелей с неразделенными камерами

(5.12)

где g_еN — удельный эффективный расход топлива при номинальной мощности, г/(кВт • ч).

Часовой расход топлива, кг/ч

(5.13)

Для определения коэффициента наполнения необходимо задаться законом изменения α по частоте вращения. Для бензиновых двигателей с достаточной степенью точности можно принять значения α постоянными на всех скоростных режимах, кроме минимального. При n_x=п_min следует принимать смесь несколько более обогащенную, чем при n_x=n_N, т.е. при

В дизелях при работе по скоростной характеристике с увеличением частоты вращения значение α несколько увеличивается. Для четырехтактного дизеля с непосредственным впрыском можно принять линейное изменение α, причем

При выбранном законе изменения α_х коэффициент наполнения

(5.14)

По скоростной характеристике определяют коэффициент приспособляемости К, представляющий собой отношение максимального крутящего момента к крутящему моменту , при номинальной мощности:

(5.15)

Этот коэффициент служит для оценки приспособляемости двигателя к изменению внешней нагрузки и характеризует способность двигателя преодолевать кратковременные перегрузки. Для бензиновых ДВС К=1,20…1,35; у дизелей кривая крутящего момента протекает более полого и значения коэффициента приспособляемости К=1,05…1,20.

Полученная ВСХ исправного ДВС рисуется на 3-м листе (см. Приложение, рис. III, сплошными кривыми) или крупным планом на рис. 4,6…4,7.