Исследование скоростных характеристик ДВС. Гергенов С.М. - 4 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

7
разносная частота вращения n
раз
, при которой двигатель бу-
дет работать на режиме холостого хода, так как вся индика-
торная мощность затрачивается на преодоление механических
потерь.
При полном открытии дроссельной заслонки, из-за ухуд-
шения качества газообмена и смесеобразования, двигатель не
может работать устойчиво ниже некоторой частоты вращения
n
min
, при которой он развивает вполне определенную эффек-
тивную мощность. С увеличением частоты вращения от
n
min
величина
p
e
, а следовательно, и крутящий момент двигателя,
возрастают и достигают максимальных значений при опреде-
ленной частоте вращения
e
M
n .
При дальнейшем увеличении частоты вращения величина
p
e
и крутящий момент M
e
начинают уменьшаться, однако эф-
фективная мощность, пропорциональная произведению
np
e
,
продолжает возрастать и достигает своего максимального зна-
чения при более высокой частоте вращения
e
N
n .
Для транспортных двигателей значение
ee
NM
nn
÷= )65,05,0(.
При увеличении скорости вращения вала выше
e
N
n эф-
фективная мощность двигателя будет быстро падать, главным
образом, из-за уменьшения коэффициента наполнения и уве-
личения механических потерь. При частоте вращения
n
раз
эф-
фективная мощность двигателя станет равна нулю (режим хо-
лостого хода). Практически двигатели при таких скоростных
режимах не работают.
Рассмотрим характер изменения часового и удельного
расходов топлива по внешней скоростной характеристике, для
чего обратимся к выражению, связывающему часовой расход
топлива с параметрами рабочего процесса двигателя:
nBG
v
=
η
т
(5)
где
B - коэффициент, учитывающий конструктивные осо-
бенности двигателя, физико-химические свойства и состав
8
бензовоздушной смеси.
Как видно из формулы (5), при постоянном составе смеси
величина часового расхода топлива в первую очередь
определяется частотой вращения двигателя и коэффциентом
наполнения.
При увеличении скоростного режима двигателя часовой
расход топлива возрастает, однако по мере уменьшения коэф-
фициента наполнения, расход топлива увеличивается все в
меньшей степени (см. рис. 3).
Минимальная величина удельного расхода топлива по
внешней скоростной характеристике обычно наблюдается в
зоне средних скоростей вращения. Увеличение удельного эф-
фективного расхода топлива с уменьшением частоты враще-
ния объясняется, в основном, возрастанием тепловых потерь,
в первую очередь, обусловленных ухудшением процесса сме-
сеобразования. С увеличением частоты вращения удельный
расход топлива возрастает из-за увеличения механических по-
терь и соответствующего снижения
N
e
.
Поскольку эффективный удельный расход топлива опре-
деляется по формуле, г/кВтч:
3
10=
e
e
N
G
g
т
(6)
то на скоростных режимах двигателя, при котором среднее
эффективное давление, а следовательно, и эффективная мощ-
ность, равны нулю (
n
раз
), величина g
e
стремится к бесконеч-
ности. Примерный вид кривых изменения часового и удельно-
го расходов топлива представлен на рис. 3.
Мощностные показатели двигателя существенно зависят
от
атмосферных условий, при которых проводятся испытания,
а именно, от:
барометрического давления;
температуры;
влажности воздуха.
Поэтому при испытании карбюраторных двигателей, ра-
ботающих при полностью открытом дросселе (по внешней
разносная частота вращения nраз, при которой двигатель бу-    бензовоздушной смеси.
дет работать на режиме холостого хода, так как вся индика-         Как видно из формулы (5), при постоянном составе смеси
торная мощность затрачивается на преодоление механических     величина часового расхода топлива в первую очередь
потерь.                                                       определяется частотой вращения двигателя и коэффциентом
     При полном открытии дроссельной заслонки, из-за ухуд-    наполнения.
шения качества газообмена и смесеобразования, двигатель не         При увеличении скоростного режима двигателя часовой
может работать устойчиво ниже некоторой частоты вращения      расход топлива возрастает, однако по мере уменьшения коэф-
nmin, при которой он развивает вполне определенную эффек-     фициента наполнения, расход топлива увеличивается все в
тивную мощность. С увеличением частоты вращения от nmin       меньшей степени (см. рис. 3).
величина pe, а следовательно, и крутящий момент двигателя,         Минимальная величина удельного расхода топлива по
возрастают и достигают максимальных значений при опреде-      внешней скоростной характеристике обычно наблюдается в
ленной частоте вращения nM e .                                зоне средних скоростей вращения. Увеличение удельного эф-
     При дальнейшем увеличении частоты вращения величина      фективного расхода топлива с уменьшением частоты враще-
pe и крутящий момент Me начинают уменьшаться, однако эф-      ния объясняется, в основном, возрастанием тепловых потерь,
                                                              в первую очередь, обусловленных ухудшением процесса сме-
фективная мощность, пропорциональная произведению pe ⋅ n ,
                                                              сеобразования. С увеличением частоты вращения удельный
продолжает возрастать и достигает своего максимального зна-   расход топлива возрастает из-за увеличения механических по-
чения при более высокой частоте вращения nN e .               терь и соответствующего снижения Ne.
       Для         транспортных   двигателей      значение         Поскольку эффективный удельный расход топлива опре-
nM e   = (0,5 ÷ 0,65) ⋅ nN e .                                деляется по формуле, г/кВт⋅ч:
       При увеличении скорости вращения вала выше nN e эф-                                     G
                                                                                          g e = т ⋅ 103                (6)
                                                                                               Ne
фективная мощность двигателя будет быстро падать, главным
образом, из-за уменьшения коэффициента наполнения и уве-      то на скоростных режимах двигателя, при котором среднее
личения механических потерь. При частоте вращения nраз эф-    эффективное давление, а следовательно, и эффективная мощ-
фективная мощность двигателя станет равна нулю (режим хо-     ность, равны нулю (nраз), величина ge стремится к бесконеч-
лостого хода). Практически двигатели при таких скоростных     ности. Примерный вид кривых изменения часового и удельно-
режимах не работают.                                          го расходов топлива представлен на рис. 3.
    Рассмотрим характер изменения часового и удельного             Мощностные показатели двигателя существенно зависят
расходов топлива по внешней скоростной характеристике, для    от атмосферных условий, при которых проводятся испытания,
чего обратимся к выражению, связывающему часовой расход       а именно, от:
топлива с параметрами рабочего процесса двигателя:               • барометрического давления;
                      Gт = B ⋅ ηv ⋅ n                   (5)      • температуры;
    где B - коэффициент, учитывающий конструктивные осо-         • влажности воздуха.
бенности двигателя, физико-химические свойства и состав            Поэтому при испытании карбюраторных двигателей, ра-
                                                              ботающих при полностью открытом дросселе (по внешней
       7                                                                                                                 8