6 Расчет и построение регуляторной характеристики двигателя

Для вновь проектируемого трактора регуляторная характеристика двигателя неизвестна. Ее построение по тепловому расчету двигателя трудоемко и не всегда дает удовлетворительные результаты. Поэтому для вновь проектируемого двигателя регуляторную характеристику рассчитывают по эмпирическим зависимостям, полученным в результате обработки статистических данных существующих двигателей.

Исходными данными для расчета характеристики двигателя являются: номинальная мощность, номинальная частота вращения коленчатого вала и удельный расход топлива при номинальном режиме.

Двигатель трактора должен обладать номинальной мощностью N_н, достаточной для создания заданной номинальной силы тяги, для прео- доления сил сопротивления качению и трения в его механизмах. Кроме того, должен быть некоторый запас мощности для компенсации снижения крутящего момента при длительной эксплуатации:

, (6.1)

где: P_f - сила сопротивления качению трактора, Н;

x_э- коэффициент эксплуатационной нагрузки двигателя.

Коэффициент эксплуатационной нагрузки принимают x_э=0,85.

Сила сопротивления качению определяется по известному уравнению:

, (6.2)

где: f - коэффициент сопротивления качению;

g - ускорение свободного падения, м/с.²

Коэффициент сопротивления качению выбирают в соответствии с заданным фоном поля.

Номинальный крутящий момент двигателя определяем по формуле:

, (6.3)

Максимальный крутящий момент двигателя:

, (6.4 )

где k_м - коэффициент приспособляемости двигателя по крутящему

моменту.

Для дизелей с корректором можно принять k_м = 1,1 ... 1,2.

Для расчета регуляторной характеристики двигателя необходимо принять

7 ... 8 значений крутого момента. Три из этих точек должны соответствовать характерным точкам характеристики: максимальной частоте вращения коленчатого вала n_x (М_к = 0), номинальному крутящему моменту M_н и максимальному крутящему моменту М_kmax. Остальные точки следует взять в диапазоне M_н…M_kmax. Для упрощения расчетов и построений целесообразно принять эти значения в "круглых" цифрах. Например, при M_н =953 Нм и M_kmax =1067 Нм можно принять следующие расчетные значения крутящего момента: О, 953, 980, 1000, 1030, 1050, 1067 Нм.

В регуляторной зоне работы двигателя можно приближенно при­нять линейный характер изменения всех параметров, кроме удельного расхода топлива.

Максимальная частота вращения коленчатого вала на холостом ходу:

, (6.5)

где - коэффициент неравномерности работы регулятора.

Для тракторных двигателей =0,07...0,08. Полученную по формуле (6.5) n_х частоту вращения коленчатого вала следует округлить.

Часовой расход топлива на расчетном режиме:

, (6.6)

Часовой расход топлива при максимальной частоте вращения ко­ленчатого вала принимают равным от 25% до З0 % от часового расхода при номинальной мощности:

, (6.7)

Зависимость частоты вращения коленчатого вала от нагрузки на корректном участке характеристики можно приближенно рассчитать по формуле:

, (6.8)

где - степень снижения частоты вращения коленчатого вала:

, (6.9)

где n_о - частота вращения коленчатого вала при максимальном

крутящем моменте, об/мин.

Для тракторных дизелей =0,75 ... 0,65. Изменение часового расхода топлива на корректором участке определяют по формуле:

, (6.10)

где - степень изменения удельного расхода топлива.

, (6.11)

где g_eo- удельный расход топлива при максимальном крутящем

моменте, г/кВг.ч.

Для современных тракторных дизельных двигателей = 1,05…1,10

Мощность двигателя для соответствующих значении М_к рассчи­тывается по уравнению:

, (6.12)

Удельный расход топлива определяем по формуле:

, (6.13)

Результаты расчетов сводим в таблицу 2 и строим регуляторную характеристику двигателя.

Таблица 2.- Результаты расчетов для построения регуляторной характеристики двигателя

	Mk ,Hм	Ne ,кВт	nд,об/мин	GТ ,кг/ч	ge , г/кВт.ч
1
2
3
и т.д.