4 Швидкісні характеристики двигунів

Швидкісна характеристика двигуна (ШХ) – це залежність основних показників його роботи від кутової швидкості обертання колінчастого вала .

До основних показників роботи двигуна відносять крутний момент , кН.м, потужність , кВт, годинну витрату палива , кг/год і питому витрату палива , г/(кВт.год) – рис. 4.1.

Рис. 4.1. Швидкісна характеристика двигуна автомобіля «Таврія», отримана при номінальній подачі палива

Причому ШХ описує вказані залежності за тієї умови, що орган керування подачею палива нерухомо закріплено у якомусь одному і тому ж положенні – мінімальному, середньому, максимальному чи будь-якому іншому. Тобто ШХ двигуна описує його властивості без втручання водія.

ШХ двигуна надають інформацію про те, яким чином двигун самостійно, без втручання водія, реагує на зміну зовнішнього навантаження на нього.

ШХ мають такі загальні для всіх двигунів властивості:

• максимум крутного моменту двигуна завжди спостерігається при деякій середній кутовій швидкості обертання колінчастого вала ;

• максимум потужності двигуна завжди спостерігається при максимальній або майже максимальній швидкості обертання колінчастого вала .

Одне із значень потужності двигуна, яке є максимальним або близьким до нього, завод-виробник оголошує як номінальну (або експлуатаційну ) потужність.

Кутову швидкість обертання колінчастого вала, при якій завод оголошує номінальну потужність, називають номінальною кутовою швидкістю .

Якщо ШХ двигуна отримано за умови, що орган керування подачею палива (ОКПП) закріплено у положенні, яке забезпечує номінальну (100 %) подачу палива, то швидкісну характеристику називають зовнішньою (ЗШХ).

Якщо ОКПП закріплено у будь-якому з положень неповної подачі палива, то швидкісні характеристики називають частковими – рис. 4.2.

Рис. 4.2. Швидкісні характеристики двигуна за потужністю, побудовані для п’яти різних положень ОКПП: 100 % – зовнішня ШХ, 60, 40, 20 %, min – часткові ШХ

Керуюча дія водія на ОКПП полягає у виборі одної швидкісної характеристики з усієї їх сукупності, тобто у виборі потрібного режиму роботи двигуна за рівнем подачі палива.

А саме, якщо, наприклад, водій утримує педаль акселератора у положенні 20 % подачі палива, то саморегулювання двигуна здійснюється у відповідності із конфігурацією лінії «20 %» часткової ШХ.

Для вивчення тягово-швидкісних властивостей автомобіля необхідно і достатньо мати лише одну ШХ – зовнішню.

Характерні точки зовнішньої швидкісної характеристики. Для порівняльної характеристики двигунів часто буває достатньо мати числові значення лише кількох окремих точок зовнішньої швидкісної характеристики:

• значення номінальної потужності двигуна і номінальної кутової швидкості обертання колінчастого валу;

• значення крутного моменту двигуна при номінальній кутовій швидкості обертання колінчастого вала;

• максимальне значення крутного моменту двигуна і кутова швидкість обертання колінчастого валу, при якій він спостерігається;

• годинна (кг/год) і питома (г/(кВт.год) витрата палива двигуном при номінальній кутовій швидкості обертання колінчастого вала;

• мінімальне значення питомої витрати палива двигуном (г/(кВт.год) і кутова швидкість обертання колінчастого вала, при якій воно спостерігається.

Для отримання ШХ існуючих двигунів проводять їх випробування на спеціальному стенді.

Якщо двигуна ще немає, але відомо, які він повинен мати потужність і кутову швидкість обертання колінчастого вала, то його ШХ будують теоретичним шляхом за рівняннями С.Р.Лейдермана або іншими аналогічними.