3.6 Визначення номінального крутного моменту двигуна

Згаданий крутний момент дорівнює:

, кН·м. (3.3)

3.7 Вибір кутової швидкості обертання колінчастого вала, при якій вступає у роботу обмежувач швидкості обертання

У реальних двигунах обмежувач вступає у роботу при кутовій швидкості , рівній  80 … 120 % від кутової швидкості обертання колінчастого вала , при якій спостерігається максимальна потуж-ність двигуна .

При виконанні даної роботи рекомендується прийняти, що обмежувач вступає у роботу при швидкості , рівній 110 % від номінальної кутової швидкості обертання колінчастого вала :

, рад/с. (3.4)

4. Побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна

4.1. Вибір значень коефіцієнтів рівняння с.Р.Лейдермана

Зовнішня швидкісна характеристика двигуна – це залежність основних показників його роботи від швидкості обертання колінчастого вала за умови, що орган керування подачею палива зафіксовано у положенні номінальної подачі палива.

Зовнішню швидкісну характеристику двигунів, які ще не розроблено, будують за рівняннями С.Р.Лейдермана, у яких застосовують емпіричні коефіцієнти і . Значення цих коефі-цієнтів приймають у таких межах:

= 0,5 … 1,0; = (2,0 – ).

Для спрощення обчислень при виконанні лабораторних робіт можна приймати = = 1,0.

4.2. Розрахунок зовнішньої швидкісної характеристики

Розрахунок зовнішньої швидкісної характеристики двигуна зручно проводити у таблиці, побудованій за зразком табл. 4.1.

У першому стовпчику цієї таблиці наведено поточні значення безрозмірністної кутової швидкості , для яких слід обчислювати значення ЗШХ (безрозмірністна кутова швидкість обертання колінчастого вала являє собою кутову швидкість, виражену у частках одиниці від номінальної кутової швидкості). Ці значення слід просто переписати у робочий зошит.

4.1. Зовнішня швидкісна характеристика двигуна
Вихідні дані: поточні значення безрозмірністної кутової швидкості обертання колінчастого вала	Результати розрахунку: поточні значення…
	розмірністної кутової швидкості обертання колінвала , рад/с	вели-чини А (при а0 = а1 = 1,0)	крутного момента двигуна М, кН·м	потужності двигуна N, кВт
1	2	3	4	5
0,4	120	1,24	0,625	75,0
0,5		1,25
0,6		1,24
0,7		1,21
0,8		1,16
0,9		1,09
1,0 ( )		1,00
1,1 ( )		0,89

Якщо коефіцієнт С.Р.Лейдермана а₁ взято більшим одиниці, причому після коми стоїть непарна цифра, то у табл. 4.1 добавляють ще один рядок із значенням , рівним 0,5·а₁. Його розміщують у такому місці таблиці, щоб значення безперервно зростали у напрямі від верхнього до нижнього рядка.

Другий стовпчик таблиці заповнюють поточними значеннями розмірністної кутової швидкості обертання колінчастого вала , які обчислюють за співвідношенням:

, (4.1)

де значення беруть з того ж рядка таблиці 4.1, для якого обчислюють значення .

Третій стовпчик таблиці 4.1 заповнюють поточними значеннями допоміжної величини , обчисленими за рівнянням С.Р.Лейдермана:

. (4.2)

Порада. Якщо обчислення за формулою (4.2) проводять за допомогою арифметичного калькулятора, то їх можна істотно спростити, якщо вираз (4.2) записати у вигляді:

. (4.3)

Запис (4.3) дозволяє послідовно (безперервним ланцюжком) вводити у калькулятор всі необхідні числові значення і знаки дій між ними, і лише після введення останнього числа натискати клавішу „=”, отримуючи кінцевий результат – поточне значення величини А. Але деякі типи мікрокалькуляторів можуть не підтримувати описану процедуру, тому слід попередньо перевірити мікрокалькулятор на окремому прикладі.

Якщо коефіцієнти і прийнято рівними одиниці, то фор-мула (4.2) приводить до отримання значень А, наведених у третьому стовпчику табл. 4.1.

Четвертий стовпчик таблиці заповнюють поточними значен-нями крутного моменту двигуна , обчисленими за виразом, кН·м:

, (4.4)

де – номінальний крутний момент двигуна, кН.м.

Порада. Заповнивши четвертий стовпчик, доцільно зразу ж перевірити отримані результати на відсутність грубих помилок: а) найбільші значення повинні бути у верхніх рядках таблиці і плавно зменшуватись по мірі наближення до нижнього рядка; б) значення, отримане у передостанньому рядку таблиці, має практично точно збігатися із обчисленим раніше значенням ; в) максимальне значення крутного моменту повинне: ▪ спостерігатись при кутовій швидкості обертання колінчастого вала , яка дорівнює ; ▪ дорівнювати .

П’ятий стовпчик таблиці 4.1 заповнюють поточними значен-нями потужності двигуна , кВт:

, (4.5)

де і – поточні значення крутного моменту і розмірністної кутової швидкості обертання колінчастого вала, розміщені у тому ж рядку таблиці, що і шукане значення .

Порада. Заповнивши п’ятий стовпчик, доцільно зразу ж пере-вірити отримані дані на відсутність грубих помилок: а) у першому рядку таблиці потужність повинна бути мінімаль-ною і плавно зростати по мірі наближення до передостаннього рядка; б) у останньому рядку потужність повинна дещо зменшитись; в) значення потужності, одержане у передостанньому рядку, має практично точно збігатися зі значенням номінальної потужності. . Розбіжності між ними можуть бути обумовлені лише незначними похибками округлення проміжних результатів, а тому повинні бути мінімальними, не більше 0,1 кВт. Якщо це так, то як кінцевий результат у передостанній рядок таблиці слід записувати очікуване точне значення ; г) якщо ж у передостанньому рядку отримано значення, яке істотно відрізняється від , то це свідчить про наявність помилки.

Приклад розрахунку ЗШХ двигуна з показниками = 1,1, = 300 рад/с, = 150 кВт, = 0,500 кН·м, проведений за рівнянням С.Р.Лейдермана з коефіцієнтами , рівними одини-ці, наведено у табл. 4.1 додатка 10.

Наведені у таблиці дані витримують перевірку на відсутність грубих помилок. А саме:

а) максимальні значення крутного моменту двигуна спосте-рігаються у верхніх рядках таблиці і мінімальні – у нижніх;

б) значення крутного моменту двигуна , отримане у перед-останньому рядку таблиці, точно збігається із значенням ;

в) максимальне значення крутного момента двигуна дійсно задовольняє таким вимогам:

▪ спостерігається при кутовій швидкості обертання колінчастого вала, рівній 150 рад/с:

рад/с;

▪ дорівнює 0,625 кН·м:

кН·м.

г) значення потужності двигуна, отримане у передостанньому рядку таблиці, точно збігається із значенням максимальної потужності двигуна – 150,0 кВт.