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

Анализ скоростной характеристики двигателя

Определение скоростных характеристик автомобиля ЗИЛ-431410

Цель работы: получение практических навыков построения внешней скоростные характеристики двигателя и оценки потерь в трансмиссии автомобиля.

1. Краткие теоретические сведения

Исходными для определения сил, обеспечивающих движение автомобиля, являются скоростные характеристики двигателя. При изучении тягово-скоростных свойств автомобиля главным образом определяются показатели, соответствующие работе двигателя с полной подачей топлива, т. е. по внешней скоростной характеристике. Скоростные характеристики получают стендовыми испытаниями по стандартным методикам. В настоящее время на автомобилях используются почти исключительно поршневые двигатели внутреннего сгорания.

Для анализа тягово-скоростных свойств автомобиля с использованием стандартной внешней скоростной характеристики двигателя необходимо принять во внимание то, что при эксплуатации часть мощности двигателя затрачивается на неучтенные при снятии стендовой внешней характеристики потребители и условия, в которых работает двигатель, отличаются от стандартных. С этой целью вводится коэффициент коррекции кр. В табл. 1.1 приведены средние значения коэффициента кр при пользовании внешних характеристик, полученных по различным стандартам.

Комплектация и стандартные условия стендовых испытаний двигателей

Элементы и агрегаты, отключаемые при измерении параметров внешней скоростной характеристики двигателя

Нетто: приборы, обслуживающие шасси и кузов

Брутто: вентилятор и приборы, обслуживающие шасси

Радиатор, приборы, обслуживающие шасси и кузов

Воздухоочиститель, глушитель, генератор, вентилятор, радиатор, приборы, обслуживающие шасси и кузов

Радиатор, приборы, обслуживающие шасси и кузов

Глушитель, радиатор, приборы, обслуживающие шасси и кузов

Для оценки тягово-скоростных свойств автомобиля большое значение имеет характер кривой Мk = f(n), имеющей максимум при частотах nmin -1 .

Отношение называется коэффициентом приспосабливаемости по моменту.

Для расчета показателей тягово-скоростных свойств, особенно применением ЭВМ, удобно пользоваться не графическими, а аналитическими зависимостями Ne = f(n) и Мк = f(n).

Зависимость Ne = f(n) аппроксимируется формулой кубического трехчлена:

, (1.3)

где Ne, n — текущие значения мощности и частот вращения коленчатого вала двигателя;

а, b, с — коэффициенты, постоянные для данного двигателя.

Пользуясь формулами (1.2) и (1.3) найдем:

, (1.4)

где Мк — текущее значение крутящего момента, Н*м.

Коэффициенты а, b и с можно определить следующим образом:

— для двигателей, снабженных ограничителем максимальной частоты вращения коленчатого:

, (1.5)

где — коэффициент приспосабливаемости по частоте.

Коэффициент приспосабливаемости по частоте определяется:

, (1.6)

Правильность расчета коэффициентов проверяется по условию

— для двигателей, не имеющих ограничители максимальной частоты вращения коленчатого вала:

; (1.7)

Правильность расчета коэффициентов проверяется по условию а + 2b-Зс = 0.

Определение потерь в трансмиссии автомобиля

Оцениваются потери мощностью потерь на трение Nтр и КПД трансмиссии ηТ.

Мощность Nтр можно представить в виде трех слагаемых, пропорциональных:

— Ne характеризует потери на трение в зубчатых зацеплениях и в подшипниках трансмиссии;

— V характеризует трение в сальниках, трение в подшипниках, имеющих предварительный натяг;

— V 2 характеризует гидравлические потери, связанные с вращением зубчатых колес механизмов трансмиссии в масле, залитом в их картере.

Суммарная мощность, теряемая в трансмиссии:

, (1.8)

где ат и bт — коэффициенты, зависящие от числа механизмов в трансмиссии, их конструкции, включенной передачи, массы автомобиля, температуры масла в механизмах трансмиссии и др;

к и l — число соответственно цилиндрических и конических или гипоидных зубчатых пар, через которые на данной передаче последовательно передается мощность;

m — число карданных шарниров, через которые последовательно передается мощность.

КПД трансмиссий можно определить:

, (1.9)

2. Расчетная часть

За объект расчёта принимается двигатель модели ЗИЛ-508.10 (бензиновый), устанавливаемый на автомобиле ЗИЛ 431410.

Исходные данные, необходимые для выполнения расчетной части приведены в табл. 1.2.

Максимальная мощность, кВт

Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности, мин

Максимальный крутящий момент, Нм

Частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте, мин’

Крутящий момент на режиме максимальной мощности можно определить по формуле (1.2):

Запас крутящего момента определяется по формуле (1.1):

Для определения коэффициента приспособляемости по частоте используется формула (1.6):

2. Определение коэффициентов а,b,с

Для двигателей с ограничителем коэффициенты а, Ь, с определяются по формуле (1.5):

Проверка правильности расчета коэффициентов: а + b — с = 0,852+1,32 – 1,171 = 1,001 — условие выполняется.

3. Расчет текущих значений мощности и крутящего момента. Примем nmin =1000 мин -1 , а nN = 3200 мин -1 , nМmax = 1800 мин -1 . По формулам (1.3), (1.4) определим мощность и крутящий момент, развиваемые двигателем при частоте вращения коленчатого вала:

Аналогично рассчитываются мощность и крутящий момент при других частотах вращения коленчатого вала, результаты вычислений представлены в табл. 1.3.

Результаты расчета параметров внешней скоростной характеристики двигателя ЗИЛ 645

Читать еще:  Двигатели nissan navara схема

По данным табл. 1.3 строится внешняя скоростная характеристика двигателя ЗИЛ 645 (рис. 1.1).

4. Определение КПД трансмиссии автомобиля на различных режимах работы

При работе двигателя на режиме полной мощности второй член выражения (1.9) уменьшается и им можно пренебречь.

Для определения коэффициентов k, l, m и оценки потерь в трансмиссии используют структурную схему, представленную на рис. 1.2.

Рис. 1.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя ЗИЛ-431410

1-зависимость , 2-зависимость

Рис. 1.2 Структурная схема трансмиссии автомобиля ЗИЛ-431410:

1 – двигатель, 2 – сцепление, 3– коробка передач, 4, 5– карданные передачи, 6 – главная передача заднего моста (одинарная гипоидная)

Результаты расчета значений КПД трансмиссии на различных передачах приведены в табл. 1.4.

Значения КПД трансмиссии автомобиля на различных передачах

Вывод: По технической характеристике автомобиля построил график внешней скоростной характеристики двигателя ЗИЛ-508.10 автомобиля

ЗИЛ-431410, где представлены зависимости крутящего момента и мощности двигателя от частоты вращения коленчатого вала. Определил потери в трансмиссии и ее КПД.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Похожие рефераты:
  • Теория автомобилей

Государственный комитет по делам науки и высшей школы РФ Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине: «Теория эксплутационных свойств автомобиля».

Автомобиль, теория эксплуатационных свойств. Определение параметров приемистости автомобиля. Определение мощности двигателя. Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Тяговая, динамическая, топливная характеристики автомобиля. Выбор шин.

Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Построение графиков силового баланса. Оценка показателей разгона автомобиля Audi A8. Путь разгона, его определение. График мощностного баланса автомобиля. Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля.

Определение полной массы автомобиля. Выбор шин и определение радиуса ведущего колеса. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточного числа главной передачи, удельной силы тяги, построение тяговой характеристики.

Понятие науки «Теория тракторов и автомобилей». Тяговые показатели трактора и эффективность его использования в сельскохозяйственном производстве. Баланс мощности и тяговый потенциал трактора ДТ-75М. Проведение расчета ряда характеристик двигателя.

Характеристика тягово-скоростных свойств автомобиля. Определение мощности двигателя, вместимости и параметров платформы. Выбор колесной формулы автомобиля и геометрических параметров колес. Тормозные свойства автомобиля и его топливная экономичность.

Двигатель автомобиля как совокупность механизмов и систем, преобразующих тепловую энергию сгорающего топлива в механическую. Классификация применяемых на автомобилях двигателей. Основные определения и параметры. Порядок работы и характеристики двигателя.

Трансмиссия — силовая передача, осуществляющая связь двигателя с ведущими колесами автомобиля. Описание трансмиссий и их преимуществ: механических ступенчатых и бесступенчатых, гидрообъемных, электрических, гидромеханических и трансмиссий автопоездов.

Определение исходных параметров для расчета автомобиля. Мощность двигателя, установленного на автомобиле. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточных чисел трансмиссии. Тяговые возможности автомобиля.

Расчёт эффективной мощности двигателя. Построение внешней скоростной характеристики. Определение количества передач и передаточных чисел трансмиссии автомобиля. Расчёт эксплуатационных тягово-динамических характеристик автомобиля, передач, двигателя.

Внешняя скоростная характеристика двигателя ЗМЗ-53. Тяговый баланс автомобиля. Понятие и методика расчета динамических характеристик. Характеристика ускорений автомобиля, времени и пути его разгона. Определение мощностного баланса данного автомобиля.

Тяговый расчет, который производится для определения ряда параметров тягача и построения его тяговой характеристики. Характеристика потенциальной тяговой характеристики. Анализ скоростей тягача и передаточных чисел трансмиссии на различных передачах.

Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине: «Теория эксплутационных свойств автомобиля». Содержание 1. Тяговый расчет автомобиля

Построение внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя. Тяговый баланс автомобиля. Динамический фактор автомобиля, характеристика его ускорений, времени и пути разгона. Топливно-экономическая характеристика автомобиля, мощностной баланс.

Расчет внешней скоростной характеристики двигателя автомобиля. Определение скорости движения, времени и пути разгона машины. Расчет динамического фактора автомобиля. Определение крутящего момента двигателя и минимальной частоты вращения коленчатого вала.

Тягово-динамический расчет автомобиля. Определение динамических показателей, мощностного баланса автомобиля. Определение текущих значений эффективного удельного расхода топлива. Расчет лобового сопротивления. Динамическая характеристика автомобиля.

Расчетно-физическое определение параметров скоростной характеристики транспортного поршневого двигателя внутреннего сгорания. Построение скоростной зависимости бензинового или дизельного двигателя, оценка качества выполненных воздействий на двигатель.

Особенности построения внешней скоростной характеристики двигателя. Методы построения графиков силового баланса и динамической характеристики. Определение реальных значений основных параметров автомобиля для сравнения их с полученными расчётными данными.

Определение номинальной мощности двигателей трактора и автомобиля, их эксплуатационной массы, диапазона скоростей, радиуса ведущих колес, передаточных чисел трансмиссии. Расчет, построение и анализ потенциальной тяговой и динамической характеристик машин.

Описание общего устройства и габаритных размеров автомобиля ЗИЛ-131. Определение его массы, мощности и рабочего объема двигателя, выбор передаточных чисел трансмиссии и шин, исходя из нагрузки. Геометрические характеристики проходимости автомобиля.

Читать еще:  Что такое проверка двигателя по нагреву

Скоростные характеристики двигателей


Скоростной характеристикой называются зависимости эффективной мощности Ne и эффективного крутящего момента Ме двигателя от угловой скорости коленчатого вала ω_e.
У двигателя различают два тина скоростных характеристик: внешнюю (предельную) и частичные.
Внешнюю скоростную характеристику получают при полной нагрузке двигателя, т.е. при полной подаче топлива. Частичные — при неполных нагрузках двигателя, или при неполной подаче топлива.
Двигатель имеет только одну внешнюю скоростную характеристику и большое число частичных, среди которых и характеристика холостого хода.
На частичных скоростных характеристиках значения эффективной мощности и крутящего момента двигателя меньше, чем на внешней скоростной характеристике, но характер их изменения аналогичен.
Тягово-скоростные свойства автомобиля определяют при работе двигателя только на внешней скоростной характеристике.
Рассмотрим внешние скоростные характеристики бензиновых двигателей и дизелей, которые имеют некоторые отличительные особенности.
Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя без ограничителя угловой скорости коленчатого вала представлена на рис. 2А. Такие двигатели применяют главным образом на легковых автомобилях и иногда на автобусах.
Приведенные зависимости имеют следующие характерные точки:
Nmax— максимальная (номинальная) эффективная мощность;
ωN— угловая скорость коленчатого вала при максимальной мощности;
Mmax— максимальный крутящий момент;
ωм— угловая скорость коленчатого вала при максимальном крутящем моменте;
Nm— мощность при максимальном крутящем моменте;
Mn— крутящий момент при максимальной мощности;
ωмin— минимальная устойчивая угловая скорость коленчатого вала при полной подаче топлива; для бензиновых двигателей
ωмin= 80. 100 рад/с;
ωmax— максимальная угловая скорость коленчатого вала при полной подаче топлива, соответствующая максимальной скорости автомобиля при движении на высшей передаче; для бензиновых двигателей без ограничителей угловой скорости коленчатого вала〖 ω〗max=(1,05. 1,1) ω_N
Из рис. 1 видно, что эффективная мощность и эффективный крутящий момент двигателя возрастают с увеличением угловой скорости коленчатого вала, достигают максимальных значений при соответствующих угловых скоростяхω_Nи ω_м, а затем уменьшаются с ростом ω_е вследствие ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью и увеличения трения. При этом возрастают динамические нагрузки, что приводит к ускоренному изнашиванию деталей двигателя. В условиях эксплуатации двигатель работает главным образом в интервале угловых скоростей от ωм до ωN.
Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя с ограничителем угловой скорости коленчатого вала показана на рис. 2. Такие двигатели применяют на грузовых автомобилях и автобусах.

Рис. 1. Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя без ограничителя угловой скорости коленчатого вала

Рис. 2. Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя с ограничителем угловой скорости коленчатого вала
Ограничитель угловой скорости автоматически уменьшает подачу горючей смеси в цилиндры двигателя и снижает угловую скорость коленчатого вала с целью повышения долговечности двигателя. Ограничитель вступает в действие на той части внешней скоростной характеристики, на которой мощность двигателя почти не возрастает с увеличением угловой скорости коленчатого вала. Включение ограничителя соответствует максимальной угловой скорости ω_max=(0.8…0.9) ω_N.Максимальной эффективной мощностью в этом
случае является наибольшая мощность, которую может развить двигатель при отсутствии ограничителя, т.е. N_max, соответствующая угловой скорости коленчатого вала ωN.

Анализ скоростной характеристики двигателя

  • Абитуриенту
  • Студенту
  • Выпускнику
  • Аспиранту
  • Сотруднику
  • Гостю
  • Контакты
  • Версия для слабовидящих
  • English
  • Контакты приемной комиссии
  • Опорный университет
  • Структура
  • Преподаватели
  • Доступная среда
  • Контакты и реквизиты
  • Телефонный справочник
  • Антитеррор
  • План университетского городка
  • Профилактика коронавирусной инфекции
  • История развития

  • Руководство
  • Ученый совет
  • Нормативные документы
  • Сведения об образовательной организации
  • Управления и отделы
  • Государственные закупки

  • Институты
  • Филиалы
  • Колледжи
  • Центры
  • Образовательные программы
  • Магистратура
  • Аспирантура, докторантура
  • Военная подготовка
  • Дополнительное образование
  • Научно-техническая библиотека

  • Научные направления
  • Конференции
  • Конкурсы и гранты
  • Фестиваль науки
  • Организация НИР
  • Диссертационные советы
  • Центры коллективного пользования
  • Научные издания

  • Управление международных коммуникаций
  • Программа «Tempus» и «ERASMUS+»
  • Проект «NanoBRIDGE»
  • Проект «Bridge»
  • Проект «HP»
  • Академия «Cisco»
  • Инновационные предприятия
  • Центр трансфера технологий

  • Воспитательная работа
  • Кураторы
  • Профсоюзы
  • Студенческий клуб
  • Центр карьеры
  • Газета «За инженерные кадры»
  • Спорт и отдых
  • Медицинская помощь

  • НОВОСТИ
  • АНОНСЫ

Год науки и технологий — год новых свершений

В течение всего 2021 года при поддержке государства будут проходить просветительские мероприятия с участием ведущих деятелей науки, запускаться образовательные платформы и конкурсы для всех желающих.

Соглашение о сотрудничестве

В рамках соглашения будет идти подготовка кадров для газовой отрасли региона, организация совместных научно-исследовательских мероприятий, повышением квалификации сотрудников «Газпром трансгаз Саратов».

Kонкурсы от компании IPR MEDIA

Компания IPR MEDIA приглашает преподавателей, магистров и аспирантов, специалистов в области информационных и сквозных цифровых технологий СГТУ к участию в конкурсах авторских работ и творческих инициатив

Читать еще:  Шум на холодном двигателе опель зафира

Определение скоростных характеристик автомобиля ЗИЛ-431410

Цель работы: получение практических навыков построения внешней скоростные характеристики двигателя и оценки потерь в трансмиссии автомобиля.

1. Краткие теоретические сведения

Исходными для определения сил, обеспечивающих движение автомобиля, являются скоростные характеристики двигателя. При изучении тягово-скоростных свойств автомобиля главным образом определяются показатели, соответствующие работе двигателя с полной подачей топлива, т. е. по внешней скоростной характеристике. Скоростные характеристики получают стендовыми испытаниями по стандартным методикам. В настоящее время на автомобилях используются почти исключительно поршневые двигатели внутреннего сгорания.

Для анализа тягово-скоростных свойств автомобиля с использованием стандартной внешней скоростной характеристики двигателя необходимо принять во внимание то, что при эксплуатации часть мощности двигателя затрачивается на неучтенные при снятии стендовой внешней характеристики потребители и условия, в которых работает двигатель, отличаются от стандартных. С этой целью вводится коэффициент коррекции к р . В табл. 1.1 приведены средние значения коэффициента к р при пользовании внешних характеристик, полученных по различным стандартам.

Комплектация и стандартные условия стендовых испытаний двигателей

Элементы и агрегаты, отключаемые при измерении параметров внешней скоростной характеристики двигателя

Нетто: приборы, обслуживающие шасси и кузов

Брутто: вентилятор и приборы, обслуживающие шасси

Радиатор, приборы, обслуживающие шасси и кузов

Воздухоочиститель, глушитель, генератор, вентилятор, радиатор, приборы, обслуживающие шасси и кузов

Радиатор, приборы, обслуживающие шасси и кузов

Глушитель, радиатор, приборы, обслуживающие шасси и кузов

Для оценки тягово-скоростных свойств автомобиля большое значение имеет характер кривой М k = f(n), имеющей максимум при частотах n min i N .

Увеличение нагрузки на двигатель, работающий в диапазоне частот пм n M i N при неизменном положении органа управления подачей топлива, вызовет падение частоты вращения коленчатого вала. Однако при этом крутящий момент М/с* развиваемый двигателем возрастет и двигатель сможет автоматически приспособиться к изменению нагрузки, т. е. будет работать устойчиво. В случае же работы двигателя в диапазоне частот n M i N пм при падении частоты вращения коленчатого вала вызванной увеличением нагрузки, крутящий момент М к также снизится, двигатель не сможет преодолеть возросшую нагрузку и будет работать неустойчиво.

Пределы изменения нагрузки на двигатель, соответствующей его устойчивой работе, оценивают запасом крутящего момента М 3 :

, (1.1)

где М Кmах — максимальный крутящий момент, Н*м;

М KN — крутящий момент на режиме максимальной мощности, Н*м.

Крутящий момент на режиме максимальной мощности определяется по формуле:

, (1.2)

где N emax — максимальная мощность двигателя, кВт;

n N — частота вращения коленчатого вала двигателя на режиме максимальной мощности, мин -1 .

Отношение называется коэффициентом приспосабливаемости по моменту.

Для расчета показателей тягово-скоростных свойств, особенно применением ЭВМ, удобно пользоваться не графическими, а аналитическими зависимостями N e = f(n) и М к = f(n).

Зависимость Ne = f(n) аппроксимируется формулой кубического трехчлена:

, (1.3)

где N e , n — текущие значения мощности и частот вращения коленчатого вала двигателя;

а, b, с — коэффициенты, постоянные для данного двигателя.

Пользуясь формулами (1.2) и (1.3) найдем:

, (1.4)

где М к — текущее значение крутящего момента, Н*м.

Коэффициенты а, b и с можно определить следующим образом:

— для двигателей, снабженных ограничителем максимальной частоты вращения коленчатого:

, (1.5)

где — коэффициент приспосабливаемости по частоте.

Коэффициент приспосабливаемости по частоте определяется:

, (1.6)

Правильность расчета коэффициентов проверяется по условию

— для двигателей, не имеющих ограничители максимальной частоты вращения коленчатого вала:

; (1.7)

Правильность расчета коэффициентов проверяется по условию а + 2b-Зс = 0.

Определение потерь в трансмиссии автомобиля

Оцениваются потери мощностью потерь на трение N тр и КПД трансмиссии η Т .

Мощность N тр можно представить в виде трех слагаемых, пропорциональных:

— N e характеризует потери на трение в зубчатых зацеплениях и в подшипниках трансмиссии;

— V характеризует трение в сальниках, трение в подшипниках, имеющих предварительный натяг;

— V 2 характеризует гидравлические потери, связанные с вращением зубчатых колес механизмов трансмиссии в масле, залитом в их картере.

Суммарная мощность, теряемая в трансмиссии:

, (1.8)

где а т и b т — коэффициенты, зависящие от числа механизмов в трансмиссии, их конструкции, включенной передачи, массы автомобиля, температуры масла в механизмах трансмиссии и др;

к и l — число соответственно цилиндрических и конических или гипоидных зубчатых пар, через которые на данной передаче последовательно передается мощность;

m — число карданных шарниров, через которые последовательно передается мощность.

КПД трансмиссий можно определить:

, (1.9)

2. Расчетная часть

За объект расчёта принимается двигатель модели ЗИЛ-508.10 (бензиновый), устанавливаемый на автомобиле ЗИЛ 431410.

Исходные данные, необходимые для выполнения расчетной части приведены в табл. 1.2.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector