Расчет и построение скоростной характеристики двигателя

 

Построение кривых скоростной характеристики ведется в интервале частот вращения коленчатого вала от  = 780 мин до  = 6600 мин  (значение  = 5500 мин ), где  – частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности.

Расчетные точки кривых эффективной мощности и эффективного удельного расхода топлива определяются по следующим зависимостям через каждые 582 мин :

 

	(2.1)
	(2.2)

 

где , ,  – соответственно номинальная эффективная мощность (кВт), удельный эффективный расход топлива при номинальной мощности (), частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности (мин );

, ,  – соответственно эффективная мощность (кВт), удельный эффективный расход топлива (), частота вращения коленчатого вала (мин ) в искомой точке скоростной характеристики;

 – коэффициенты, значения которых устанавливаются экспериментально (см. табл. 2.1).

 

Таблица 2.1 – Значение эмпирических коэффициентов для расчета скоростной характеристики двигателя

Эмпирический коэффициент
Значение	1	1	1,2	1	0,8

 

 

Точки кривых эффективного крутящего момента (Н м) и часового расхода топлива (кг/ч) определяются по формулам:

 

	(2.3)
	(2.4)

 

Аналогично производим расчеты для остальных значений . Результаты вычислений заносим в таблицу 2.2

Коэффициент приспособляемости К:

 

(2.5)

 

где  – эффективный крутящий момент при номинальной мощности.

 

 

Таблица 2.2 – Расчеты внешней скоростной характеристики.

№ точки	Частота вращения коленчатого вала в искомой точке скоростной характеристики, об/мин	Эффективная мощность, кВт	Эффективный удельный расход топлива,	Эффективный крутящий момент, Н м	Часовой расход топлива, кг/ч
1	780	13,5	250,8	165,4	3,4
2	1362	25	233,8	175,4	5,8
3	1944	36,9	221	181,4	8,2
4	2526	48,7	212,4	184,2	10,3
5	3108	59,8	207,9	183,8	12,4
6	3690	69,6	207,6	180,2	14,4
7	4272	77,5	211,5	173,3	16,4
8	4854	82,8	219,6	163	18,2
9	5436	85	231,9	149,4	19,7
10	6018	83,4	248,4	132,4	20,7
11	6600	77,5	269	112,2	20,8

 

По полученным значениям производим построение внешней скоростной характеристики.

Динамический расчет КШМ двигателя

 

Расчет сил давления газов

 

Сила давления газов, Н:

 

(3.1)

 

где  – атмосферное давление, МПа;

,  – абсолютное и избыточное давление газов над поршнем в рассматриваемый момент времени, МПа;

  – площадь поршня, м²;

 

	(3.2)

 

Величины  снимаются с развернутой индикаторной диаграммы для требуемых φ и заносятся в сводную табл. 3.1 динамического расчета. Соответствующие им силы  рассчитываются по формуле (3.1) и также заносятся в табл. 3.1

Для определения сил  непосредственно по развернутой индикаторной диаграмме, а также для случая, когда на ее координатной сетке строятся графики других сил, масштаб диаграммы пересчитывается. Если кривая  построена в масштабе  (МПа в мм), то масштаб этой же кривой для  будет:

 

	(3.3)

Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма

 

Для упрощения динамического расчета действительный КШМ заменяется эквивалентной системой сосредоточенных масс, которая состоит из массы  (кг), сосредоточенной в точке А и совершающей возвратно-поступательное движение, и массы  (кг), сосредоточенной в точке В и совершающей вращательное движение:

 

	(3.4)
	(3.5)
	(3.6)
	(3.7)

 

где  – масса поршневой группы;

 – часть массы шатуна, приходящаяся на возвратно-поступательную движущуюся массу, кг;

 – часть массы шатуна, приходящаяся на вращающуюся движущуюся массу, кг;

 – часть массы кривошипа, сосредоточенной в точке В.

Для приближенного определения значений ,  и  можно использовать конструктивные массы т' (кг/м²), т.е. массы, отнесенные к площади поршня.

Исходя из определения конструктивных масс, значения т', выбранные по справочнику, умножили на площадь  (м²) для получения искомых величин т.

 

 

Таким образом, имеем:

 

Расчет сил инерции

 

Силы инерции, действующие в КШМ, в соответствии с характером движения приведенных масс подразделяются на силы инерции поступательно движущихся масс , и центробежные силы инерции вращающихся масс , Н:

 

	(3.8)
	(3.9)

 

где j – ускорение поршня, м/с²;

 – угловая скорость вращения коленчатого вала для расчетного режима;

 

	(3.10)

 

Для рядного двигателя центробежная сила инерции  является результирующей двух сил:

силы инерции вращающихся масс шатуна

	(3.11)

 

и силы инерции вращающихся масс кривошипа

 

	(3.12)

 

Силы , рассчитанные для требуемых положений кривошипа (углов φ), заносятся в табл. 3.1.

 

12345

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: