ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБІЛЬНОГО ДВИГУНА

На сучасних автомобілях встановлюються майже виключно поршневі двигуни внутрішнього згоряння. Розглянемо характеристики цих двигунів.

Для визначення зовнішніх сил, що діють на автомобіль при різних дорожніх умовах, основне значення мають залежності ефективної потужності і крутного моменту на колінчастому валу двигуна від кутової швидкості (частоти обертання) колінчастого вала. Ці залежності називають швидкісний характеристикою двигуна.

Швидкісні характеристики поділяють на зовнішні (граничні) і часткові. Перші виходять при максимальній подачі палива, т. Е. При повному відкритті дросельної заслінки у бензинових двигунів або положенні рейки паливного насоса «до упору» в дизелі, другі - при неповній подачі палива, т. Е. При проміжних (але постійних) положеннях органів , що регулюють подачу палива.

Швидкісні властивості автомобіля визначаються тільки при роботі двигуна на зовнішній швидкісній характеристиці.

При визначенні швидкісних властивостей автомобіля доводиться зустрічатися з такими важливими елементами зовнішньої швидкісної характеристики:

N, тах - максимальний (номінальне) значення ефективної потужності;

co v (n N ) - частота обертання (число оборотів), відповідна максимальної потужності;

Л /, тах - максимальне значення крутного моменту;

M N - значення крутного моменту, відповідне частоті обертання co v (n N );

03 v / Ю "частота обертання (число оборотів), що відповідає максимальному крутному моменту;

o) m in (w min ) - мінімальна стійка частота обертання (число оборотів) при повній подачі палива; для сучасних автомобільних двигунів з. = 80 ... 100 рад / с (п - = 800 ... 1000 об / хв);

сОщах ( w max) "максимальна частота обертання (число оборотів) при повній подачі палива;

зі х х ( « х х ) - частота обертання (число оборотів) на холостому ходу.

У двигунів, які не мають обмежувачів оборотів, максимальна частота обертання колінчастого вала (число оборотів) може змінюватися в широких межах залежно від умов руху. При русі на вищій передачі в коробці передач по горизонтальній дорозі задовільної якості максимальна частота обертання (число оборотів) на 10 ... 20% більше

На рис. 2 показана зовнішня швидкісна характеристика двигуна внутрішнього згоряння, забезпеченого обмежувачем оборотів.

Зовнішня швидкісна характеристика двигуна

Мал. 2. Зовнішня швидкісна характеристика двигуна

Установка обмежувача оборотів має на меті підвищення довговічності двигунів. Обмежувач вступає в роботу на тій частині зовнішньої швидкісної характеристики, на якій потужність майже не зростає зі збільшенням частоти обертання колінчастого вала. Его відповідає частоті обертання

Потужність, відповідну початку роботи обмежувача оборотів, позначають N e0 , а частоту обертання колінчастого вала двигуна, що відповідає цій потужності, - co vo . Максимальною потужністю N тах в цьому випадку будемо називати ту потужність, яка відповідає максимуму кривої N = / (зі ( .) При відсутності обмежувача оборотів. Цієї потужності відповідають частота обертання co v (обороти n N ) і момент M N .

Максимальна частота обертання в цьому випадку відповідає роботі по обмежувача оборотів на холостому ходу (Л /, = 0).

Зовнішня характеристика дизеля (рис. 2) в робочому діапазоні кутових швидкостей не досягає максимуму. Максимальним значенням потужності N тах вважають потужність, відповідну включенню регулятора. Максимальна частота обертання в цьому випадку визначається за регуляторної гілки характеристики на холостому ходу (N - 0).

Великий вплив на швидкісні властивості автомобіля надають коефіцієнти пристосовується ™ двигуна по моменту До м = M m JM N і по частоті обертання До и = и v / ш w .

Значення коефіцієнтів пристосовується ™ у сучасних двигунів змінюються в наступних межах: бензинові

двигуни КЦ = 1,15 ___ 1,35; АГ ^ = 1,5 ... 2,5; дизелі К м = 1,1 ... 1,15;

До а = 1,4 ... 2,0.

Для поліпшення пристосовується ™ на деяких дизелях встановлюються спеціальні коректори, що підвищують коефіцієнт пристосовується ™ До м до 1,2 ... 1,25.

Швидкісні характеристики двигунів виходять експериментально на спеціальних стендах. На графіках швидкісних характеристик для наочності зазвичай наводяться криві зміни не тільки крутного моменту, але і потужності, хоча експериментально визначається тільки одна з цих величин (частіше момент), а інша знаходиться розрахунком. Методи стендових випробувань автомобільних двигунів в кожній країні регламентовані і проводяться за своїми методиками. У табл. I для порівняння наведено дані по стандартам Росії та деяких країн.

Крім того, в різних країнах прийнята різна регулювання систем живлення і запалювання. Тому для двигуна, що має однакову фактичну максимальну потужність, в каталогах і інструкціях різних країн буде вказано різне її значення, максимальне по SAE і мінімальне по DJN.

Оскільки при стендових випробуваннях з двигунів знімають або відключають частину обладнання і приладів, робота яких пов'язана з споживанням потужності, крім того, паспортна зовнішня швидкісна характеристика наводиться до стандартних атмосферних умов, які, як правило, відрізняються від умов експлуатації, тому при використанні стандартної зовнішньої швидкісної характеристики для розрахунку тяговоскоростних властивостей отримані по ній значення потужності необхідно помножити на коефіцієнт корекції К, значення якого менше оди учениці (табл. 1).

Коефіцієнт корекції залежить як від конструктивних особливостей двигуна і стандарту, за яким було знято характеристика, так і від умов експлуатації. Він кілька збільшується зі зниженням частоти обертання колінчастого вала двигуна. Однак в першому наближенні можна вважати До кор не залежних від частоти і не враховувати зміни потужності в

Комплектація і стандартні умови стендових випробувань автомобільних двигунів

Таблиця 1

стандарт

(Країна)

Елементи і агрегати, відключаються при вимірюванні параметрів зовнішньої швидкісної характеристики

стандартні

атмосферні

умови

Коефіцієнт коригу- ЦІІ >

ГОСТ

  • 22576-90
  • (Росія)

Нетто: прилади, які обслуговують шасі і кузов Брутто: вентилятор, глушник і прилади, які обслуговують шасі і кузов

Температура навколишнього повітря 20 ° С. Атмосферний тиск Ва = 760 мм рт. ст.

0,95 ... 0,96 0,93 ... 0,95

DIN

(ФРН)

Радіатор і прилади, які обслуговують шасі і кузов

Тв. = 20 ° С

Ва = 760 мм рт. ст.

0,95 ... 0,96

SAE (США) старий, до 1993 р

Повітряний фільтр, генератор, радіатор, вентилятор, глушник і прилади, які обслуговують шасі і кузов

Тв. = 29,4 ° С Ва = 754 мм рт. ст.

0,86 ... 0,88

SAE

(США)

Радіатор і прилади, які обслуговують шасі і кузов

Тв. = 29,4 ° С Ва = 754 мм рт. ст.

0,95 ... 0,96

IS

(Японія)

Радіатор і прилади, які обслуговують шасі і кузов

Тв. = 15 ° С

Ва = 760 мм рт. ст.

0,95 ... 0,96

Внаслідок невідповідності реальних атмосферних умов стандартним.

Отримана при стендових випробуваннях потужність двигуна приводиться до так званим нормальним умовам, т. Е. До атмосферного тиску, рівному 760 мм рт. ст., і температурі 20 ° С. Це наведене значення потужності і вказується в різних офіційних документах (каталоги, інструкції та ін.). Будемо називати цю потужність стендової N e ст.

При визначенні швидкісних властивостей автомобіля слід враховувати, що, по-перше, частина стендової потужності двигуна при роботі його на автомобілі витрачається на привід тих приладів, які були зняті під час його випробування на стенді, а, по-друге, температура і тиск при роботі двигуна на автомобілі (мікроклімат підкапотного простору) не відповідають нормальним умовам.

Тому до трансмісії автомобіля підводиться потужність менше стендової на 10 .. .20% (N e = N e JA , де А = 1,1 ... 1,2).

Для практичних розрахунків ТСС, особливо із застосуванням ЕОМ, зручніше користуватися не графічними, а аналітичними залежностями N e = / (від,) і М е = / (зі,).

Є ряд емпіричних формул, що дозволяють обчислити потужність N e , відповідну заданій частоті обертання о) ( , (числу оборотів), по заданій максимальній потужності N max і частоті обертання зі п (числу оборотів), що відповідає цій потужності.

Найбільш уживаною є емпірична формула, запропонована вченим С. Р. Лейдерманом:

Коефіцієнти а, b і з залежать від типу двигуна. Для бензинових двигунів наближено можна прийняти а = b = з = 1,0; для чотиритактних дизелів з нерозділеного камерою а = 0,87, b = 1,13, з = 1; для чотиритактних дизелів з передкамерою а = 0,60, b = 1,40, з = 1,0; з вихровий камерою а = 0,7, Ь = 1,3, з = 1,0.

Ця формула може бути перетворена і для визначення крутного моменту М е при відповідній цього моменту кутової швидкості з ^ (числа обертів п е ).

У цих формулах потужність виражена в кВт, а крутний момент в Н • м.

Користуючись формулою (1) і беручи до уваги, що М е = 1000 N e / (0 ^, знайдемо

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >