Внешняя скоростная характеристика двигателя зил 130

Расчет и построение скоростной характеристики двигателя

Скоростная характеристика двигателя с некоторым приближением может быть рассчитана по эмпирическим формулам С. Р. Лейдермана:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

(2.4)

где Neн – максимальная мощность двигателя, кВт;

n – искомая чистота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1 ;

neн – частота вращения, соответствующая максимальной мощности, мин-1;

Me – крутящий момент двигателя, Н·м;

geн – удельный расход топлива при максимальной мощности двигателя, г/(кВт·ч);

А, В, А0, В0, С0 – постоянные коэффициенты Лейдермана.

Для карбюраторных двигателей А = 1; В = 1; А0 = 1,2; В0 = 1; и С0 = 0,8.

Отношение частоты вращения (n/neн) следует принимать в пределах (0,4…1,0)neн. Значения параметров скоростной характеристики вычисляется не менее чем для 6 точек. Целесообразно отношение частот брать кратным:

n = (0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 0,9; 1,0)neн,

n = 1280; 1600; 1920; 2560; 2880; 3200 мин-1.

Результаты расчетов скоростной характеристики

Скоростная характеристика двигателя показана на рисунке 2.1

Рисунок 1 – Скоростная характеристика карбюраторного двигателя

Расчет годового пробега автопарка
Расчет годового пробега по марке подвижного состава производится по формуле [2]: Lг = 365 ∙ Аи · 1сс · αи, (2.11) где: Аи – списочное число подвижного состава. Для а/м КамАЗ 5320: Lг = 365 ∙ 6 ∙151 ∙ 0,7 = 231483 км Результаты расчетов по другим маркам сводятся в таблиц .

Определение и выбор передаточных чисел трансмиссии
Трансмиссия автомобилей должна обеспечивать необходимый диапазон скоростей и тяговых усилий. Промежуточные силы тяги и скорости движения выбираются в зависимости от возможных условий использования машины. При большой тяговой нагрузке передаточные числа трансмиссии должны обеспечивать нужные максима .

Требования ЕПБ при эксплуатации самоходного оборудования
Сечение горной выработки по параметру транспорта при использовании самоходного оборудования определяется шириной выработки В и ее высотой Н. Ширина выработки у почвы определяется суммой ширины проезжей части А, регламентируемой ПБ ширины пешеходной дорожки (тротуара) и минимального расстояния между .

Двигатель ЗИЛ-508 /для ЗиЛ-130/

Техническая информация по двигателю ЗиЛ-508

Двигатель ЗиЛ-508.10 предназначен для установки на автомобили
ЗИЛ-130 (431410),
ЗИЛ-433360.

Семейство моторов ЗИЛ-130 получило большое применение.

Они устанавливались на все платформы 130-го, а именно:

• ЗИЛ-130Э (1965–1986),
• ЗИЛ-130Т (1965–1986),
• ЗИЛ-130Е (1967–1986),
• ЗИЛ-130ЕЭ (1967–1986),
• ЗИЛ-130ЕТ (1967–1986),
• ЗИЛ-130Г (1965–1986),
• ЗИЛ-130ГЕ (1967–1986),
• ЗИЛ-130ГС (1974–1986),
• ЗИЛ-130АН (1974–1986),
• ЗИЛ-130В1Э (1965–1986)
• и так далее.

Продольный разрез двигателя ЗИЛ-130 (схема двигателя ЗИЛ-130)
1 — шкив коленчатого вала; 2 — храповик; 3 — блок цилиндров; 4 — указатель установки момента зажигания; 5 — датчик ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала; 6 — валик привода датчика ограничителя; 7 — поджимная пружина валика; 8 — распорное кольцо; 9 — упорный фланец; 10 — передняя крышка блока; 11 — водяной насос; 12 — шкив водяного насоса; 13 — ремень привода генератора; 14 — ремень привода насоса гидроусилителя; 15 — ремень привода компрессора; 16 — пробка; 17 — масленка; 18 — рым-болт; 19 — воздушный фильтр маслоналивной горловины; 20 — топливный насос; 21 — штанга насoca; 22 — фильтр тонкой очистки топлива; 23 — трубка вентиляции картера; 24 — центробежный фильтр очистки масла (центрифуга); 25 — датчик указателя температуры воды; 26 — распределительный вал; 27 — вкладыш коренного подшипника; 28 — сальник заднего
коренного подшипника; 29 — сцепление; 30 — коленчатый вал; 31 — упорная шайба; 32 — зубчатое колесо распределительного вала

Внешняя скоростная характеристика двигателя зил 130

Для оценки технико-экономических показателей двигателей при работе их в различных эксплуатационных условиях пользуются характеристиками двигателей. Характеристикой двигателя называется зависимость какого-либо .основного показателя работы двигателя от другого показателя или фактора, влияющего на его работу.

Работа двигателя характеризуется его эффективной мощностью Ne, средним эффективным давлением ре, крутящим моментом на коленчатом валу Мк, частотой вращения пе коленчатого вала, а также часовым Ge и удельным ge расходами топлива. Мощность и крутящий момент двигателя зависят от частоты вращения коленчатогб вала и величины среднего эффективного давления.

Скоростная характеристика, соответствующая полному открытию дроссельной заслонки карбюраторного двигателя или полной подаче топливного насоса дизельного двигателя, называется внешней скоростной характеристикой двигателя. Таким образом, внешняя скоростная характеристика определяет наибольшие ‘мощности, которые можно получить от данного двигателя при различных частотах вращения коленчатого вала.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Характеристики, полученные при неполных открытиях дроссельной заслонки или подачах топлива, называются частичными скоростными характеристиками.

Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя показана на рис. 268, а. На малой частоте вращения коленчатого вала среднее эффективное давление в цилиндрах двигателя невелико, так как сгорание топлива протекает медленно и сопровождается большой теплоотдачей. Поэтому при малой частоте вращения коленчатого вала мощность двигателя также невелика. По мере увеличения частоты вращения коленчатого вала до пе2 среднее эффективное давление увеличивается за счет улучшения условий сгорания смеси и кривая мощности круто поднимается вверх. Однако этот рост по мере дальнейшего увеличения частоты вращения начинает замедляться вследствие уменьшения среднего эффективного давления, за счет уменьшения коэффициента наполнения и увеличения механических потерь. При некоторой частоте вращения пеА кривая мощности достигнет своего максимума, а затем начинает падать, так как уменьшение среднего эффективного давления начинает оказывать большее влияние, чем увеличение частоты вращения вала.

Максимальное значение крутящего мо-.мёнта Ме тах имеет место при небольшой частоте вращения коленчатого вала двигателя пеЛ. Кривая Ме падает на большой частоте вращения вследствие возрастания механических потерь, а на малой частоте вращения вследствие ухудшения использования тепла топлива. Если обозначить через МеХ крутящий момент двигателя при максимальной мощности, то отношение К “ Ме шах!МеЛ называется коэффициентом приспособляемости, который характеризует способность двигателя преодолевать возросшее сопротивление без перехода на низшую передачу и является показателем динамических качеств двигателя. Величина К для карбюраторных двигателей колеблется в пределах 1,1 —1,4, а для дизельных 1,05—1,15.

Рис. 268. Внешняя скоростная характеристика:
а — карбюраторного двигателя; б — дизельного двигателя —

Удельные расходы топлива gp имеют большие значения на малой частоте вращения вследствие замедленного протекания процесса сгорания и большей теплоотдачи через стенки цилиндра, а при большой частоте вращения вследствие резкого возрастания механических и тепловых потерь.

Внешняя скоростная характеристика дизельного двигателя (рис. 268, б) снимается при неподвижной рейке топливного насоса, обеспечивающего максимальную подачу топлива на определенном скоростном режиме, бездымной работе и наивыгоднейшем угле опережения вспрыска топлива.

Работа дизельного двигателя с дымлением недопустима, так как при этом происходят быстрый выход из строя форсунок и закоксовывание поршневых колец. Поэтому внешняя скоростная характеристика обычно ограничивается пределом дымления.

Кривая крутящего момента Ме у дизельных двигателей проходит более полого, чем у карбюраторных. Поэтому запас крутящего момента у дизельных двигателей меньше. Одна скоростная характеристика не является достаточным материалом для оценки качеств двигателя, так как работа при полностью открытой дроссельной заслонке (или при полной подаче) не является единственно возможным режимом. Поэтому в дополнение к скоростной характеристике с двигателя снимают нагрузочную характеристику.

Рис. 269. Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя

Так как автомобильный двиг атель при эксплуатации работает в весьма широком диапазоне частоты вращения коленчатого вала, то с двигателя снимается не одна, а несколько нагрузочных характеристик.

На рис. 269 представлена нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя. При полном открытии дроссельной заслонки удельные расходы топлива равны удельным расходам по скоростной внешней характеристике при этой же частоте вращения. При холостом ходе Ne 0, а часовой расход топлива имеет конечное значение; поэтому удельный расход топлива равен бесконечности.

Каждая кривая снимается для одной постоянной частоты вращения коленчатого вала, а переход от одной точки кривой к другой осуществляется при помощи большего или меньшего открытия дроссельной заслонки; при этом постоянная частота вращения коленчатого вала поддерживается увеличением или уменьшением нагрузки на двигатель.

Изменение часовых расходов топлива происходит почти по прямолинейному закону. Резкий изгиб кривых вверх при нагрузках, близких к наибольшим, происходит вследствие включения экономайзера. Увеличение удельного расхода топлива при небольших открытиях дроссельной заслонки обусловлено обогащением горючей смеси.

Увеличение удельного расхода топлива на прикрытой дроссельной заслонке происходит вследствие ухудшения рабочего процесса двигателя, а также понижения механического КПД.

Нагрузочная характеристика дизельного двигателя снимается при переменном расходе топлива и постоянной частоте вращения коленчатого вала. В этом случае количество воздуха, поступающего в цилиндр за цикл, остается постоянным и поэтому будет изменяться коэффициент избытка воздуха а.

Кривые, показывающие зависимость мощности и экономичности двигателя от расхода топлива, состава смеси, температуры масла и воды, угла опережения зажигания, угла опережения впрыска топлива и т. д., называются регулировочными характеристиками. Эти характеристики необходимы для выявления наивыгоднейших условий работы двигателя в зависимости от вышеуказанных факторов и оценки степени совершенства его регулировки.

Регулировочные характеристики снимают как при полной, так и при частичных нагрузках. Наиболее часто снимают регулировочные характеристики по расходу топлива, показывающие изменение мощности Ne двигателя и удельного расхода топлива ge в зависимости от часового расхода топлива GT при постоянной частоте вращения коленчатого вала и оптимальном угле опережения зажигания.

На рис. 270, а представлена регулировочная характеристика по расходу топлива карбюраторного двигателя. Характеристика имеет две существенные точки: одну, соответствующую максимальной мощности, а другую — минимальному удельному расходу топлива.

Область регулировок карбюратора должна находиться между регулировкой на минимум удельного расхода топлива и регулировкой на максимум мощности .

Регулировочная характеристика по углу опережения зажигания представлена на рис. 270, б. Из приведенной характеристики видно, что с увеличением угла опережения зажигания до 25° мощность двигателя растет, а удельный расход топлива уменьшается. При дальнейшем увеличении угла опережения зажигания мощность двигателя снижается и удельный расход топлива увеличивается. Следовательно, на данном режиме оптимальный угол опережения зажигания составляет 25°.

Характеристика холостого хода представляет собой кривую изменения часового расхода в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Эта характеристика снимается для суждения об экономичности работы двигателя при холостом ходе.

Регулировка системы питания при этом устанавливается таким образом,

Рис. 270. Регулировочные характеристики двигателя

Рис. 271. Характеристика холостого хода двигателя ЗИЛ-130

На рис. 271 приводится характеристика холостого хода двигателя ЗИЛ-130.

Определение скоростных характеристик автомобиля ЗИЛ-431410

Цель работы: получение практических навыков построения внешней скоростные характеристики двигателя и оценки потерь в трансмиссии автомобиля.

1. Краткие теоретические сведения

Исходными для определения сил, обеспечивающих движение автомобиля, являются скоростные характеристики двигателя. При изучении тягово-скоростных свойств автомобиля главным образом определяются показатели, соответствующие работе двигателя с полной подачей топлива, т. е. по внешней скоростной характеристике. Скоростные характеристики получают стендовыми испытаниями по стандартным методикам. В настоящее время на автомобилях используются почти исключительно поршневые двигатели внутреннего сгорания.

Для анализа тягово-скоростных свойств автомобиля с использованием стандартной внешней скоростной характеристики двигателя необходимо принять во внимание то, что при эксплуатации часть мощности двигателя затрачивается на неучтенные при снятии стендовой внешней характеристики потребители и условия, в которых работает двигатель, отличаются от стандартных. С этой целью вводится коэффициент коррекции к р . В табл. 1.1 приведены средние значения коэффициента к р при пользовании внешних характеристик, полученных по различным стандартам.

Комплектация и стандартные условия стендовых испытаний двигателей

Элементы и агрегаты, отключаемые при измерении параметров внешней скоростной характеристики двигателя

Нетто: приборы, обслуживающие шасси и кузов

Брутто: вентилятор и приборы, обслуживающие шасси

Радиатор, приборы, обслуживающие шасси и кузов

Воздухоочиститель, глушитель, генератор, вентилятор, радиатор, приборы, обслуживающие шасси и кузов

Радиатор, приборы, обслуживающие шасси и кузов

Глушитель, радиатор, приборы, обслуживающие шасси и кузов

Для оценки тягово-скоростных свойств автомобиля большое значение имеет характер кривой М k = f(n), имеющей максимум при частотах n min i N .

Увеличение нагрузки на двигатель, работающий в диапазоне частот пм n M i N при неизменном положении органа управления подачей топлива, вызовет падение частоты вращения коленчатого вала. Однако при этом крутящий момент М/с* развиваемый двигателем возрастет и двигатель сможет автоматически приспособиться к изменению нагрузки, т. е. будет работать устойчиво. В случае же работы двигателя в диапазоне частот n M i N пм при падении частоты вращения коленчатого вала вызванной увеличением нагрузки, крутящий момент М к также снизится, двигатель не сможет преодолеть возросшую нагрузку и будет работать неустойчиво.

Пределы изменения нагрузки на двигатель, соответствующей его устойчивой работе, оценивают запасом крутящего момента М 3 :

, (1.1)

где М Кmах — максимальный крутящий момент, Н*м;

М KN — крутящий момент на режиме максимальной мощности, Н*м.

Крутящий момент на режиме максимальной мощности определяется по формуле:

, (1.2)

где N emax — максимальная мощность двигателя, кВт;

n N — частота вращения коленчатого вала двигателя на режиме максимальной мощности, мин -1 .

Отношение называется коэффициентом приспосабливаемости по моменту.

Для расчета показателей тягово-скоростных свойств, особенно применением ЭВМ, удобно пользоваться не графическими, а аналитическими зависимостями N e = f(n) и М к = f(n).

Зависимость Ne = f(n) аппроксимируется формулой кубического трехчлена:

, (1.3)

где N e , n — текущие значения мощности и частот вращения коленчатого вала двигателя;

а, b, с — коэффициенты, постоянные для данного двигателя.

Пользуясь формулами (1.2) и (1.3) найдем:

, (1.4)

где М к — текущее значение крутящего момента, Н*м.

Коэффициенты а, b и с можно определить следующим образом:

— для двигателей, снабженных ограничителем максимальной частоты вращения коленчатого:

, (1.5)

где — коэффициент приспосабливаемости по частоте.

Коэффициент приспосабливаемости по частоте определяется:

, (1.6)

Правильность расчета коэффициентов проверяется по условию

— для двигателей, не имеющих ограничители максимальной частоты вращения коленчатого вала:

; (1.7)

Правильность расчета коэффициентов проверяется по условию а + 2b-Зс = 0.

Определение потерь в трансмиссии автомобиля

Оцениваются потери мощностью потерь на трение N тр и КПД трансмиссии η Т .

Мощность N тр можно представить в виде трех слагаемых, пропорциональных:

— N e характеризует потери на трение в зубчатых зацеплениях и в подшипниках трансмиссии;

— V характеризует трение в сальниках, трение в подшипниках, имеющих предварительный натяг;

— V 2 характеризует гидравлические потери, связанные с вращением зубчатых колес механизмов трансмиссии в масле, залитом в их картере.

Суммарная мощность, теряемая в трансмиссии:

, (1.8)

где а т и b т — коэффициенты, зависящие от числа механизмов в трансмиссии, их конструкции, включенной передачи, массы автомобиля, температуры масла в механизмах трансмиссии и др;

к и l — число соответственно цилиндрических и конических или гипоидных зубчатых пар, через которые на данной передаче последовательно передается мощность;

m — число карданных шарниров, через которые последовательно передается мощность.

КПД трансмиссий можно определить:

, (1.9)

2. Расчетная часть

За объект расчёта принимается двигатель модели ЗИЛ-508.10 (бензиновый), устанавливаемый на автомобиле ЗИЛ 431410.

Исходные данные, необходимые для выполнения расчетной части приведены в табл. 1.2.