1. Побудова регуляторної характеристики.

До експлуатаційних характеристик двигуна відноситься регуляторна характеристика, яка має вигляд графіка, що показує зміну потужності, крутного моменту, частоти обертання колінчастого вала, годинної і питомої витрати палива в залежності від завантаження двигуна.

При випробуваннях тракторів звичайно користуються регуляторною характеристикою, побудованою в залежності від потужності. Ця залежність є основною формою регуляторної характеристики.

Регуляторна або швидкісна характеристика, побудована в функції від частоти обертання вала, зручна для аналізу показників роботи двигуна в режимі перевантаження і на різних швидкісних режимах, які встановлюються всережимним регулятором.

Вихідними даними для побудови швидкісної характеристики є одержані для конкретного двигуна (на основі його випробувань) значення ефективних крутних моментів , годинної витрати палива для ряду значень частоти обертання колінчастого вала . Потужність та питому витрату палива розраховують за такими формулами:

, кВт; (1.1)

, г/кВт·год. (1.2)

Варіанти значень , , наведені в таблиці 1.1. Вихідні значення , , для заданого варіанту та одержані розрахункові величини наведені в таблиці 1.2.

Графік регуляторної характеристики (рис. 1.1) будують в такій послідовності:

• відкладають точки , (при максимальному значенні ) та (при );

• встановлюють масштаб шкал величин , , , ;

• проводять перпендикуляр з точки ;

• наносять точки всіх параметрів в межах та з’єднують їх кривими;

• відкладають точку , яка відповідає максимальному крутному моменту.

Перпендикуляр, проведений з точки , ділить регуляторну характеристику на дві частини: праворуч – регуляторну (експлуатаційну зону) та ліворуч – зовнішню, що є зоною перевантаження.

Крива в регуляторній зоні має криволінійний характер. Для побудови цієї лінії відрізок ділять на 10 різних частин і з отриманих точок проводять перпендикуляри. Значення визначають за формулою 2.1, використовуючи отримані величини точок перетину графіків і з перпендикулярами.

Рис. 1.1. Графік регуляторної характеристики двигуна (приклад)

2. Визначення коефіцієнтів пристосовності двигуна та зниження частоти обертання колінчастого вала

Коефіцієнти пристосовності і зниження частоти обертання характеризують можливість двигуна долати перевантаження під час роботи в безрегуляторній зоні. Ці коефіцієнти розраховуються за такими залежностями:

. (1.3)

, (1.4)

де - максимальний крутний момент, кН·м;

- номінальний крутний момент, кН·м;

- частота обертання колінчастого вала при об/хв.;

- номінальна частота обертання колінчастого вала, об/хв.

Для дизельних двигунів значення коефіцієнта пристосовності знаходиться в межах 1,2…1,4, а коефіцієнт зниження частоти обертання – 0,5…0,8.

1.3. Аналіз залежності питомої витрати палива від ступеня завантаження двигуна

У сучасних дизельних двигунах при номінальній потужності питома витрата палива становить г/кВт·год. При зменшенні ступеня завантаження двигуна питома витрата палива збільшується. Для наочності закономірності зміни будують графік залежності , % від , % (рис. 1.2). Для цього використовують значення , одержані в п. 1, і для кожного з них розраховують ступінь завантаження , % за формулою:

, (1.5)

де - потужність, що відповідає даному значенню .

%, (1.6)

де - питома витрата палива при потужності .

Рис. 1.2. Графік зміни питомої витрати палива від завантаження двигуна.

Перед побудовою графіка розрахункові дані заносять в таблицю за формою 1.3.

Аналіз графіка показує:

• основною умовою економічної роботи двигуна є близьке до повного його завантаження;

• той двигун буде економічніший в експлуатації, у якого величина питомої витрати палива в діапазоні від 100 до 50% завантаження змінюється в невеликих межах.

У сучасних тракторах з двигунами, які мають великий запас потужності, на багатьох сільськогосподарських роботах використання потужності двигуна знаходиться в межах 55…85%.

Таблиця 1.1