Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Токсичность и шум двигателя

Токсичность и шум двигателя

Скоростные характеристики

Скоростная характеристика представляет собой зависимость основных показателей двигателя от частоты вращения коленчатого вала при неизменном положении органа управления двигателем.

Внешняя скоростная характеристика определяется при полном открытии дроссельной заслонки или при положении органа управления подачей топлива, которое обеспечивает получение номинальной мощности дизеля.

Частичные скоростные характеристики снимают при промежуточном положении органа управления двигателем.

Внешняя скоростная характеристика соответствует работе двигателя автомобиля, движущегося в условиях переменного дорожного сопротивления, но при постоянном и предельном положении органа управления, например при разгоне автомобиля.

Предел форсирования дизеля по нагрузке определяется дым-ностью отработавших газов или тепловой напряженностью деталей. Так как дизель с турбонаддувом на средних и высоких частотах вращения имеет большие значения а, то предел его форсирования определяется тепловой напряженностью деталей в цилиндре и колесах турбины.

Внешняя скоростная характеристика является основной паспортной характеристикой двигателя. По методике, установленной государственным стандартом, в зависимости от укомплектованности двигателя устройствами и оборудованием, определяют:

мощность нетто при укомплектовании двигателя серийным оборудованием по стандарту (вентилятором, генератором, воздухоочистителем, глушителем и др.), а регулировки соответствуют техническим условиям; отключают лишь вспомогательные системы автомобиля (компрессор тормозной системы, насос гидроусилителя рулевого управления, компрессор кондиционера и т.д.);

мощность брутто — допускается отключать или снимать некоторые устройства, обслуживающие двигатель, а также использовать оптимальные (а не штатные) регулировки отдельных его систем.

Мощность брутто больше мощности нетто.

Внешняя скоростная характеристика двигателя с искровым зажиганием (рис. 7.4) снимается при полностью открытой дроссельной заслонке. Система подачи топлива на большинстве скоростных режимов обеспечивает состав смеси, близкий к мощностно-му, а система зажигания обеспечивает ц0 3, близкий к оптимальному. На средних и малых частотах вращения ц0 3 ограничен появлением детонации.

При повышении частоты вращения и растет число циклов в единицу времени, что приводит к росту часовых расходов топлива GT и воздуха GB, повышению турбулизации рабочего заряда и скорости движения фронта пламени по камере сгорания, уменьшению относительных потерь теплоты в стенки цилиндров, улучшению качества смесеобразования, сокращению длительности второй фазы сгорания по времени (длительность в градусах ПКВ практически сохраняется), увеличению температуры отработавших газов, что обусловлено уменьшением теплоотдачи в стенки цилиндра.

Из-за того, что длительность второй фазы сгорания в градусах ПКВ при повышении з практически не изменяется, для обеспечения выделения теплоты в области ВМТ следует увеличивать угол опережения зажигания.

Коэффициент наполнения з н с ростом частоты вращения вначале повышается, достигает максимума, а затем снижается. На низких частотах вращения фазы газораспределения не соответствуют скоростному режиму и возможен обратный выброс свежего заряда, а на высоких частотах влияние гидравлических потерь больше явления дозарядки.

Максимальное значение з н для двигателей легковых автомобилей формируют на высоких частотах вращения в целях получения высокой номинальной мощности, обеспечивая высокую скорость и хорошую динамику разгона автомобиля.

Методика расчета внешней скоростной характеристики двигателя

Кафедра автомобильного транспорта.

для выполнения практических работ

по дисциплине – «Эксплуатационные свойства автотранспортных средств»

Для студентов специальности:

7.100 403 «Организация перевозок и управление на автомобильном транспорте».

Мариуполь

Методические указания к практическим работам по дисциплине «Эксплуатационные свойства автотранспортных средств»для студентов специальности: 7.100 403 «Организация перевозок и управление на автомобильном транспорте.»

/ Белокузов О.В.– Мариуполь 2009. –28 с.; ил.

Методические указания к практическим работам по дисциплине – Эксплуатационные свойства автотранспортных средств содержат порядок выполнения и методику организации и проведения практических работ. Они могут быть использованы при формировании расчетно-практической части учебного курса «Эксплуатационные свойства автотранспортных средств», чтении лекций, консультаций, организации самостоятельной работы студентов. Методические указания предназначены для студентов очной и заочной форм обучения.

Составил:

Автомобильного транспорта Белокузов О. В.

Ответственный за выпуск:

Утверждено на заседании кафедры автомобильного транспорта

Протокол №_____ от «__»____________ 200 г.

Рекомендовано методической комиссией факультета

Протокол №_____ от «__»____________ 200 г.

Читать еще:  406 двигатель троит под нагрузкой

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

Скоростная характеристика двигателя.

Цель работы:Получение представления о характеристиках двигателя, методике расчета внешней скоростной характеристики двигателя и оценке конструктивных особенностей автомобиля.

Порядок выполнения работы:

Методика расчета внешней скоростной характеристики двигателя.

Скоростная характеристика двигателя — это зависимость мощ­ности и крутящего момента от частоты вращения при установившемся режи­ме работы. Скоростную характеристику, полученную при полной подаче топлива, называет внешней скоростной характеристикой двигателя.

С помощью скоростных характеристик можно оценить соответствие типа двигателя усло­виям его применения на автомобильных транспортных средствах, преимущества и недостатки того или иного ти­па двигателя. Скоростные характеристики получают стендовыми испытания­ми по стандартным методикам, различным в разных странах. При стендовых испытаниях отключают часть оборудования двигателя, регламентированы также атмосферные условия (атмосферное давление и температура воздуха).

Важнейшими параметрами скоростной характеристики являются: максимальная эффективная мощность Nmax; максимальный эффективный момент Mmax; эффективный момент при максимальной эффективной мощности MN; минимальная частота вращения коленчатого вала, при которой двигатель работает устойчиво nmin; частота вращения коленчатого вала при максимальном моменте nM ; частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности nN; максимальная частота вращения коленчатого вала nmax; коэффициент приспосабляемости по моменту КМ и коэффициент приспосабляемости по частоте Kn.

Эффективная мощность двигателя может быть представлена выражением:

кВт (1.1.)

где N max – максимальная мощность двигателя (кВт);

a,b,c – постоянные эмпирические коэффициенты для конкретного двигателя;

nN – частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности, об/мин

ne – текущее (изменяющееся) значение оборотов коленчатого вала, об/мин.

Эффективный крутящий момент двигателя:

Нм (1.2.)

где МN – эффективный крутящий момент при максимальной мощности двигателя, Нм.

Эффективный крутящий момент при максимальной мощности двигателя может быть определен из выражения:

Нм (1.3)

Способность двигателя автоматически приспосабливаться к изменению нагрузки и диапазона устойчивой работы характеризуется следующими коэффициентами:

Коэффициент приспособляемости по моменту.

(1.4.)

где M max – максимальный крутящий момент, развиваемый двигателем;

M N – крутящий момент, соответствующий максимальной мощности.

Коэффициент приспособляемости по частоте.

(1.5.)

где , — частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности и максимальном крутящем моменте соответственно.

Значения , , и необходимо взять из таблицы задания на практическую работу.

Предварительно определив значения коэффициентов по формулам (1.4) и (1.5) рассчитывают величину коэффициентов по формулам (1.6), (1.7) и (1.8) соответственно.

, (1.6)

, (1.7)

, (1.8)

Топливная экономичность двигателя характеризуется удельным эффективным расхода топлива , зависящим от частоты вращения коленчатого вала и от мощности двигателя. Кривую, характеризующую изменение , наносят на график скоростной характеристики и отмечают на ней минимальный удельный эффективный расход топлива и соответствующие ему обороты коленчатого вала .

, г/кВтч (1.9)

где – минимальный удельный эффективный расход топлива (для карбюраторных двигателей , для дизельных );

— эмпирические коэффициенты, зависящие от типа двигателя, значения которых представлены в таблице 1.1

Расчет тягово-скоростных свойств автомобиля Ford Focus

За объект расчета принимаем автомобиль: Ford Focus (бензиновый двигатель рабочим объёмом 1,6 л.)

Перечень исходных данных для расчета:

Максимальная мощность двигателя Nемах= 101 кВт;

Число оборотов двигателя, соответствующих максимальной мощности двигателя nN = 5200, 1/мин;

Максимальный крутящий момент двигателя Mkmax = 210 Нм;

Число оборотов двигателя, соответствующих максимальному моменту двигателя nM = 4000, 1/мин ;

Минимальная частота вращения коленчатого вала двигателя 900;

Габаритные размеры автомобиля: Нг — габаритная высота = 1495 мм, Вг — габаритная ширина = 1800 мм;

Полная масса автомобиля и распределение нагрузки по осям 1840 кг, Передаточное число главной передачи uг = 3,58;

Передаточные числа коробки перемены передач:

Размеры колес 195/65 R15;

Размеры колеи автомобиля: передняя – 1500мм, задняя – 1444мм.

Рассчитать тягово-скоростные свойства АТС на всех передачах для горизонтальной дороги. Найти значения оценочных показателей тягово-скоростных свойств.

По результатам расчетов необходимо построить следующие графики:

1) внешнюю скоростную характеристику двигателя (зависимость мощности и крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала двигателя);

2) график силового баланса;

3) динамическую характеристику АТС;

Читать еще:  Toyota corolla 1992 какой двигатель

4) график ускорений АТС на всех передачах;

5) график времени и пути разгона;

6) график мощностного баланса.

За объект расчета принимаем автомобиль Ford Focus (бензиновый двигатель рабочим объёмом 1,6 л.)

Максимальная мощность двигателя Nемах= 101 кВт;

Число оборотов двигателя, соответствующих максимальной мощности двигателя nN = 5200, 1/мин;

Максимальный крутящий момент двигателя Mkmax = 210 Нм;

Число оборотов двигателя, соответствующих максимальному моменту двигателя nM = 4000, 1/мин ;

Определяем: MKN, kм, kw, Mз.

MKN = 9550Nemax/nN = 9550·101/5200= 185,49 Нм

kм = Mkmax / MkN = 210/185,49 = 1,13

kw = nN/nM = 5200/4000 = 1,3

Mз = (kм – 1)·100 = (1,3 – 1)·100 = 13,21 %

Определяем коэффициенты а,в,с:

Данный двигатель без ограничителя числа оборотов.

a = 2 – 25/ Mз = 2 – 25/13,21 = 2 – 1.969 = 0,11

b = 50/ Mз – 1 = 50/13,21 – 1 = 2,78

c = 25/ Mз = 25/13,21 = 1,89

0,11 + 2,78 – 1,89 = 1, найдено верно.

Внешняя скоростная характеристика

Основными параметрами, характеризующими, двигатель является: мощность и крутящий момент. Скоростная характеристика двигателя – это зависимость мощности и крутящего момента от частоты вращения при установившемся режиме работы.

Находим величину крутящего момента и мощность двигателя при различных частотах вращения по формулам:

Ne=Nemax(a(n/nN) + b(n/nN)2 — c(n/nN)3), кВт

MK=MKN(a + b(n/nN) – c(n/nN)2), Нм

Результаты расчета внешней скоростной характеристики

Другие публикации:

Формирование рейсов и плана движения воздушных судов
Исходные данные по аэропортам вылета/посадки и протяженности ВЛ: Таблица 1.1 – Расстояние по участкам беспосадочного полета Аэропорт вылета Аэропорт посадки Протяженность участков полета, км Хабаровск Краснодар 7370 Краснодар Хабаровск 7370 ИТОГО 14740 На основании технико-эксплуатационных характер .

Пропускная способность полосы движения и загрузка дороги движением
Пропускная способность одной полосы зависит от большого числа факторов, связанных с дорожными условиями, составом потока автомобилей и др. Для ее расчета будем использовать метод динамической модели. Эта модель применяется в предположении, что автомобили двигаются друг за другом примерно с одинаков .

Расчет выручки от перевозки грузов
При международных перевозках грузов общепринято устанавливать оплату за перевозку (выручку перевозчика) за километр тарифного расстояния (груженого пробега) транспортного средства в зависимости от грузоподъемности, объема и специализации его кузова, а также свойств груза (опасные, обычные, ценные, .

Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

Окружная сила на ведущих колесах, движущая автомобиль, возникает в результате того, что к ведущим колесам подводится через трансмиссию крутящий момент от двигателя.

Влияние двигателя на тягово-скоростные свойства автомобиля определяется его скоростной характеристикой (СХ), которая представляет собой зависимость мощности и момента на валу двигателя от частоты его вращения. Если эта характеристика снята при максимальной подаче топлива в цилиндр, то она называется внешней, если при неполной подаче – частичной. Скоростную характеристику находят экспериментально при испытании двигателя на тормозном стенде.

Для расчета внешней скоростной характеристики двигателя необходимо взять технические характеристики значения ключевых точек.

1. Максимальная мощность двигателя: Nmax, кВт. Частота вращения вала, соответствующая максимальной мощности: nN, об/мин.

2. Максимальный крутящий момент двигателя: Меmах, кН·м. Частота вращения вала, соответствующая максимальному крутящему моменту: nM, об/мин.

Промежуточные значения определяются из уравнения полинома:

где Ne – текущее значение мощности двигателя, кВт;

Nmax – максимальная мощность двигателя, кВт;

ωe – текущее значение частоты вращения коленчатого вала, рад/с;

ωN – частота вращения коленчатого вала в расчетном режиме, соответствующая максимальному значению мощности, рад/с;

а, b, с – коэффициенты полинома.

Коэффициенты полинома рассчитывают по следующим уравнениям:

; (5.2)

; (5.3)

, (5.4)

где Км – коэффициент приспособляемости по моменту; Кω – коэффициент приспособляемости по частоте вращения.

Коэффициенты приспособляемости рассчитывают по формулам:

где ωМ — частота вращения коленчатого вала в расчетном режиме, соответствующая максимальному крутящему моменту, рад/с; МN – момент, соответствующий максимальной мощности:

Перевод частоты об./мин в рад/с: ω=pn/30. (5.8)

Для проверки правильности расчетов коэффициентов полинома должно выполняться равенство: а+b+с=1.

Подставив имеющиеся теперь исходные данные в уравнение полинома, (5.1) вычисляют значения мощности двигателя. Расчет характеристик Nе=f(ωe) следует производить для следующих значений ωe: ωemin, ωМ, ωN и еще 3…4 точки, равномерно расположенные в диапазоне частоты от ωemin до ωN.

Читать еще:  Что такое подхват двигателя

Для карбюраторных двигателей без ограничения частоты вращения коленчатого вала мощность рассчитывается также для wеmax =(1,10…1,15)·ωN. Для дизельных двигателей устойчивое значение максимальной частоты вращения wеmaxN. Значение величины крутящего момента

Рассчитанные значения мощности и момента будут несколько отличаться от фактических, передаваемых в трансмиссию за счет потерь мощности двигателя на привод вспомогательного оборудования. Поэтому фактические значения мощности и момента определяются по формулам:

где Кп − коэффициент, учитывающий потери мощности на привод вспомогательного оборудования; Кп = 0,95…0,98 − для легковых автомобилей; Кп=0,93…0,96 − для грузовых и автобусов.

Для задачи принимаем Кп = 0,93.

Пример 1. Рассчитаем внешнюю скоростную характеристику двигателя автомобиля ГАЗ-3307. Значения в ключевых точках берут из краткой технической характеристики:

1. Максимальная мощность двигателя Nmax = 88,5 кВт. Частота вращения вала, соответствующая максимальной мощности, nN = 3200 об/мин.

2. Максимальный крутящий момент двигателя Меmах = 284,5 Н·м. Частота вращения вала, соответствующая максимальному крутящему моменту, nM=2500 об/мин.

3. Произведем перевод частот в рад/с по (5.8):

ωМ= 3,14·2500/30 = 261,7 рад/с;

ωN = 3,14·3200/30 = 335,1 рад/ с.

4. Крутящий момент при максимальной мощности рассчитаем по (5.7):

МN = 88,5/335,1 = 0,264 кН×м.

5. Определим коэффициенты приспособляемости по моменту и по частоте вращения по формулам (5.5), (5.6):

6. Рассчитаем коэффициенты полинома по формула (5.2)-(5.4):

;

;

.

7. Проверим правильность вычислений: а+b+с=0,573+1,404 – 0,977 = 1.

Следовательно, расчеты коэффициентов произведены правильно.

8. Проведем расчеты мощности и крутящего момента для холостого хода. Минимальная частота вращения, при которой двигатель работает устойчиво с полной нагрузкой, находится в пределах ωemin=60…80 рад/с, причем меньшее значение характерно для карбюраторных двигателей, а большее — для дизельных, поэтому расчет проводим для ωх.х= ωemin=60 рад/с по формуле (5.1):

Ne(60) = 88,5·[0,576·(60/335,1)+1,404·(60/335,1) 2 –0,977(60/335,1) 3 ]=12,56 кВт;

по (5.10), (5.11) вычислим

Дальнейшие расчеты заносим в табл.5.1, по данным которой строим графики изменения внешней скоростной характеристики, т.е. зависимость мощности и момента на валу двигателя от частоты его вращения.

Точки ω1, ω2, ω3, ω4 на графике выбирают следующим образом, диапазон частоты от ωemin= ωх.х до ωN делят на количество интервалов (в данном случае их 5), т.е. ωN— ωх.х=275,1 разделим на 5 и получим диапазон между выбранными частотами ω1, ω2, ω3, ω4 равный 55,02.

Расчет значений внешней скоростной характеристики

Параметрыωx.xω1ω2ω3ω4ωN1,1·ωNωМ
ωe, рад/с60,00115,02170,04225,06280,08335,10368,61261,70
ωeN0,1790,3430,5070,6720,8361,01,10,8
Ne, кВт12,5628,5446,4263,9078,6988,5091,0574,19
Me, кН×м0,2090,2480,2730,2840,2810,2640,2470,284
Neф, кВт11,6826,5443,1759,4373,1982,3184,6869,00
Меф, кН×м0,1950,2310,2540,2640,2610,2460,2300,264

Внимание! Графики изменения внешней скоростной характеристики построить самостоятельно, используя данные из табл. 5.1.

Правильность расчетов и построений проверяют следующим образом:

1) кривая изменения мощности обязательно должна проходить через точку с координатами (NmaxN);

2) кривая изменения момента двигателя должна проходить через точку с координатами (МеmахМ);

3) экстремум функции моментов должен находиться в точке с координатами (МеmахМ).

В заключение необходимо сделать вывод о выполненных расчетах и правильности построения внешней скоростной характеристики. Приведем пример вывода.

Вывод: была рассчитана и построена внешняя скоростная характеристика, которая удовлетворяет трем условиям проверки правильности расчетов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector