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:
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:
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.
Воспользуйтесь поиском по сайту: