2.2.2 Определение основных характеристик двигатели

Расчетная схема для установления основных характеристик двигателя учитывает следующие факторы: момент инерции, крутящий момент, момент нагрузки. Дифференциальное уравнение вращательного движения коленчатого вала ДВС

o г

^Ф = Мф - Мщл (2.16)

где J - момент инерции подвижных частей двигателя, приведенный к коленчатому валу, кгм2; Ф - угол поворота коленчатого вала двигателя, рад.; oЦф - крутящий момент двигателя, Мм; А/" - момент нагрузки, Нм.

Крутящий момент двигателя в основном определяется частотой вращения коленчатого вала и степенью открытия дроссельной заслонки.

Кривые зависимости крутящего момента от частоты вращения аппроксимировались полиномом третьей степени /51/

ф

Мч> = an* т bit + сп+ с/, (2.17)

где a, b,c,d- коэффициенты;

"-частота вращения коленчатого вала двигателя, мин'1.

Коэффициенты а. Ь, с, d определяются методом наименьших квадра- тов по четырем значениям крутящего момента М , Л/ , Л Г , М при частоте вращения 1000, 2500, 4000, 5500 мин*1 для соответствующей степени открытия дроссельной заслонки.

Частота вращения, мин'1

Степень открытия дроссельной заслонки: 1 - 1,0; 2 - 0,8; 3 - 0,6; 4 - 0,4; 5 - 0,2 Рисунок 2.5 -Зависимость крутящего момента двигателя ЗМЗ-4062.10 от

частоты вращения коленчатого вала и степени открытия дроссельной заслонки

Крутящий момент М1Ш, М2т Afm, определяем в зависимости

от степени открытия дроссельной заслонки следующим образом

у" т + ( _ д^ р> (2 8)

где М1Шо. Л. WT, М"т0- крутящий момент двигателя при частоте вращения 1000, 2500, 4000, 5500 мин"1 при степени открытия

дроссельной заслонки Нм;

М1Ш , f250<) ,/Ш . JS00

i.e. м i.o? ЛГ Л'Г //, - крутящии момент двигателя при частоте вращения 1000, 2500, 4000, 5500 мин' при степени открытия дроссельной заслонки 0=1.0, Нм; р - степень открытия дроссельной заслонки.

Для расчета расхода топлива необходимо также определить расход воздуха двигателем.

Степень открытия дроссельной заслонки: 1 - 1,0; 2 - 0,8; 3 - 0,6; 4 - 0,4; 5 - 0,2 Рисунок 2.6 - Зависимость секундного расхода воздуха двигателем ЗМЗ-4062.10 от частоты вращения и степени открытия дроссельной заслонки

Расход воздуха двигателем определяется зависимостями аналогичными 2.17,2.18.

Расход газа двигателем определится через расход воздуха С следующим образом

(2.19)

GT", = CriWfa = (C-Cs)/ lV°a f (C - Gr&eft W6°a)/ W?a - - С/ W?a - GT6en Ky

где Сг, Сц- расход воздуха двигателем, затрачиваемый соответственно на сгорание газа и бензина, кг/с;

We - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания бензина, кг/кг;

Wf - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания сжиженного нефтяного газа, кг/кг;

а - коэффициент избытка воздуха топливовоздушной смеси, задаваемый блоком управления системы впрыска бензина.

Доля бензина в топливовоздушной смеси (D&."), определяется с учетом 2.3 по следующей формуле

Doc,, = Сг&А - Отбе" Wfa/C (2.20)

Крутящий момент необходимо дополнительно корректировать по соотношению подаваемых компонентов (бензина и газа). Крутящий момент двигателя при работе на сжиженном нефтяном газе снижается на 5-7% по- сравнению с бензином /23/

Крк = (1,0-0,07(1 - D6J)Mav, (2.21)

где Мкрк - корректированный крутящий момент, Нм; ?>&" - доля бензина в топливовоздушной смеси.

Последовательность расчета крутящего момента, расхода топлив, и частоты вращения коленчатого вала представлена на рисунке 2.7.

Исходные данные: р, Gt6ch, п

Постоянные величины:

М о \Г о.м п.м п.М 1Д м /дАГ 1Л м 1,0. г<}ООО s-2100 WMO S-J500 ^1000 rfSOO г*М<Ю ^500 , и, 0 и, О А С 0. 0. ft С y.fl. С /.а L /д L J, W о , W, Расчет крутящих моментов М

м:>т, м"т,

юм

,t(W)

М1<т -- Mm\t + (M,m"i о - М'Шп) (3 а/®" = д/-™ + (if**;, _ м"^ р

лО р

500

с5

л-О Р

Расчет расходов воздуха С'т

С1000 _ у^ккт , , s-iHHH) f>nm \ о

= С д + f С 1,0 - с о/ Р Определение коэффициентов а, Ь, с, d через M!fm,М2500,М*ш,\'fw> Определение коэффициентов /; через С!М1, С2т, С1'*'", С*500 W 3 , L.2 , . . , , oкр

Расчет расхода воздуха С = еп} +fn2 + gn + h Определение доли бензина в топливовоздушной смеси

Aw ~ От,',ех Н 'б <*/С Корректировка крутящего момента по соотношению подаваемых компонентов (бензина и газа) МКР" = (1,0-0,07(1

Расчет расхода газа ОУл, - (С - Gjvw W6°a)/Wfa

Решение дифференциального уравнения, определение частоты

вращения - м

к/ж

J <р - М Рисунок 2.7 - Порядок расчета основных характеристик двигателя