Лабораторна робота №2 побудова за експериментальними або аналітичними даними зовнішньої швидкісної та регуляторної характеристик двз

Мета роботи: Ознайомитися з методикою розрахунку та побудови зовнішньої швидкісної та регуляторної характеристик ДВЗ. Розрахувати та побудувати швидкісну та регуляторну характеристики проектуємого двигуна.

Швидкісною характеристикою двигуна називають залежність показників роботи двигуна (крутного моменту М_е, ефективної потужності N_e, годинної G_п та питомої g_е витрати палива) від частоти обертання n колінчастого валу (КВ)

М_к = f(n), N_е = f(n), G_п = f(n), та g_e = f(n).

Швидкісна характеристика двигуна необхідна для подальшого проектування трактора чи автомобіля. На основі швидкісної характеристики виконують розрахунок тягової характеристики трактора, визначають тягово-динамічні показники автомобіля, проводять аналіз економічності проектованої машини.

На стадії проектування швидкісну характеристику одержують за допомогою методу подібності, враховуючи, що характер протікання процесів (наповнення циліндрів, термічного і механічного ККД, згоряння палива та ін.), які впливають на формування швидкісної характеристики, для однотипних двигунів однаковий, незалежно від номінальної потужності, номінальної частоти обертання KB і т.д. Можна вказати декілька різновидів використання методу подібності при розрахунку зовнішньої швидкісної характеристики:

• Табличний метод – характеристика задається у вигляді таблиці. Наприклад, дані по прототипу, іноді у вигляді узагальнень у безрозмірних координатах (частота обертання KB, потужність або крутний момент і годинна або питома витрата палива виражаються у відсотках від номінального значення);

• Аналітичний метод – залежності потужності або крутного моменту та годинної або питомої витрати палива від частоти обертання KB виражаються емпіричними рівняннями, одержаними на основі математичної обробки статистичних даних по двигунах певного класу (дизелі, карбюраторні, газові двигуни різного призначення);

• Метод теплового розрахунку двигуна для різних значень частоти обертання KB.

Достовірність результатів, одержаних різними методами, відрізняються мало, похибка розрахованої характеристики від одержаної при випробуванні двигуна може становити 5...8%. За різних обставин при проектуванні віддають перевагу різним методам розрахунку. Для використання методу теплового розрахунку при побудові швидкісної характеристики необхідно знати залежність багатьох коефіцієнтів, що використовуються у тепловому розрахунку, від частоти обертання двигуна. Ці коефіцієнти можуть бути одержані на основі результатів випробувань однотипних двигунів. Метод трудомісткий і може бути рекомендований лише при виконанні обчислень з допомогою ЕОМ. Переваги методу – можливість аналізу факторів, що впливають на протікання характеристики, і, в разі необхідності, коректування відповідних конструктивних елементів на стадії проектування машини. Це дозволяє зменшити затрати та скоротити сроки впровадження нових машин. У лабораторній роботі скористаємося аналітичним методом.

При використанні аналітичного методу потужність N_x розраховуємо, задаючись частотою обертання n_х, за емпіричною формулою

, (2.1)

де N_е – номінальна потужність двигуна, кВт;

n_n та n_x – номінальна та поточна частоти обертання KB, хв^-1;

А, Б та В – коефіцієнти, які залежать від типу двигуна, вибираються згідно з даними табл. 2.1.

Питому витрату палива g_е розраховують за емпіричною залежністю

, (2.2)

де g_е – ефективна питома витрата палива з теплового розрахунку, гр/ (кВт·г);

Г, Д та Ж – коефіцієнти з табл. 2.1.

Таблиця 2.1