ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
Лабораторная работа 1
Исследование внешней скоростной характеристики
карбюраторного двигателя
Цель работы
1. Установить закономерность изменения параметров дви-
гателя от частоты вращения коленчатого вала.
2. Определить частоты вращения коленчатого вала, соот-
ветствующие максимальной мощности, максимальному кру-
тящему моменту и минимальному удельному расходу топли-
ва.
Необходимые сведения
Для оценки мощностных показателей работы двигателя,
определяющих тяговые и динамические качества автомобиля,
снимаются скоростные характеристики.
Скоростной характеристикой карбюраторного двигате-
ля называется зависимость мощности N
e
, крутящего момента
M
e
, часового G
т
и удельного g
e
расходов топлива, а также дру-
гих показателей работы двигателя от частоты вращения ко-
ленчатого вала n при постоянном угле открытия дроссельной
заслонки карбюратора.
Различают скоростную характеристику при полностью
открытой дроссельной заслонке, которая называется внешней
скоростной характеристикой, и частичные скоростные ха-
рактеристики, определяемые при промежуточных, но посто-
янных положениях дросселя.
Характер изменения мощностных показателей работы
двигателя по скоростной характеристике рассмотрим на при-
мере внешней скоростной характеристики.
Для четырехтактного двигателя эффективный крутящий
момент описывается выражением, Н⋅м:
1256,0
he
e
Vip
M
⋅⋅
=
(1)
4
где p
e
– среднее эффективное давление; i – число цилинд-
ров; V
h
– рабочий объем одного цилиндра.
а эффективная мощность, кВт:
9550
nM
N
e
e
⋅
= (2)
где n – частота вращения коленчатого вала.
Таким образом, из выражения (1), при прочих равных ус-
ловиях, следует, что эффективный крутящий момент двигате-
ля прямо пропорционален среднему эффективному давлению
ee
pM ∼ , а эффективная мощность прямо пропорциональна
произведению среднего эффективного давления на частоту
вращения коленчатого вала npN
ee
⋅
∼
.
В свою очередь величина среднего эффективного давле-
ния зависит от разности среднего индикаторного давления и
давления механических потерь:
м
ppp
ie
−
=
(3)
Рассмотрим отдельно факторы, определяющие изменение
величин p
i
и p
м
в зависимости от скоростного режима работы
двигателя. Среднее индикаторное давление определяется сле-
дующим выражением:
в
0
и
l
ρ
α
⋅⋅⋅⋅=
v
i
i
з
зH
Ap
(4)
где
A - постоянный для данного двигателя коэффициент,
учитывающий тактность и рабочий объем двигателя.
Поскольку при снятии скоростной характеристики оста-
ются практически постоянными величины
Const
H
≈
0
и
l
и
Const≈
в
ρ
, то изменение величины p
i
будет зависеть лишь от
изменения величин
α
i
з
и
η
v
.
На рис. 1 показано изменение величин
α
i
з
,
η
v
и p
i
по
Лабораторная работа 1 где pe – среднее эффективное давление; i – число цилинд-
ров; Vh – рабочий объем одного цилиндра.
Исследование внешней скоростной характеристики а эффективная мощность, кВт:
карбюраторного двигателя M ⋅n
Ne = e (2)
9550
Цель работы где n – частота вращения коленчатого вала.
1. Установить закономерность изменения параметров дви- Таким образом, из выражения (1), при прочих равных ус-
гателя от частоты вращения коленчатого вала. ловиях, следует, что эффективный крутящий момент двигате-
2. Определить частоты вращения коленчатого вала, соот- ля прямо пропорционален среднему эффективному давлению
ветствующие максимальной мощности, максимальному кру- M e ∼ pe , а эффективная мощность прямо пропорциональна
тящему моменту и минимальному удельному расходу топли-
произведению среднего эффективного давления на частоту
ва.
вращения коленчатого вала N e ∼ pe ⋅ n .
Необходимые сведения В свою очередь величина среднего эффективного давле-
Для оценки мощностных показателей работы двигателя, ния зависит от разности среднего индикаторного давления и
определяющих тяговые и динамические качества автомобиля, давления механических потерь:
снимаются скоростные характеристики. pe = pi − p м (3)
Скоростной характеристикой карбюраторного двигате- Рассмотрим отдельно факторы, определяющие изменение
ля называется зависимость мощности Ne, крутящего момента величин pi и pм в зависимости от скоростного режима работы
Me, часового Gт и удельного ge расходов топлива, а также дру- двигателя. Среднее индикаторное давление определяется сле-
гих показателей работы двигателя от частоты вращения ко- дующим выражением:
ленчатого вала n при постоянном угле открытия дроссельной H з
заслонки карбюратора. pi = A ⋅ и ⋅ i ⋅ з v ⋅ ρ в (4)
l0 α
Различают скоростную характеристику при полностью
открытой дроссельной заслонке, которая называется внешней где A - постоянный для данного двигателя коэффициент,
скоростной характеристикой, и частичные скоростные ха- учитывающий тактность и рабочий объем двигателя.
рактеристики, определяемые при промежуточных, но посто- Поскольку при снятии скоростной характеристики оста-
янных положениях дросселя. Hи
ются практически постоянными величины ≈ Const и
Характер изменения мощностных показателей работы l0
двигателя по скоростной характеристике рассмотрим на при- ρ в ≈ Const , то изменение величины pi будет зависеть лишь от
мере внешней скоростной характеристики.
з
Для четырехтактного двигателя эффективный крутящий изменения величин i и ηv.
момент описывается выражением, Н⋅м: α
p ⋅ i ⋅ Vh зi
Me = e (1) На рис. 1 показано изменение величин , ηv и pi по
0,1256
α
3 4
