Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

Для анализа совместной работы двигателя и установки пожарного автомобиля предпочтительно использовать внешнюю скоростную характеристику двигателя, полученную при стендовых испытаниях. Важнейшими параметрами внешней скоростной характеристики являются:

N_max - максимальная эффективная мощность, кВт;

M_mаx - максимальный крутящий момент, Н*м

n_N - частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности, об/мин;

n_M - частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте, об/мин.

Эти четыре параметра (N_max, М_max, n_N, n_M) обязательно указываются в технических характеристиках двигателей.

Рассчитайте и постройте в диапазоне от n_min до n_N внешнюю скоростную характеристику двигателя по данным, приведенным в табл.1.

При расчетах необходимо учесть коэффициент стендовых испытаний К_с (см. [4], глава 3).

Рассчитайте коэффициенты приспособляемости двигателя по крутящему моменту и частоте вращения. Пользуясь этими понятиями, укажите на внешней скоростной характеристике двигателя области устойчивой работы при увеличении внешней нагрузки (сопротивлении на валу насосной установки).

Крутящий момент М (Н*м) внешней скоростной характеристики двигателя при частоте вращения коленчатого вала n (об/мин) рассчитывается по эмпирической зависимости:

где - крутящий момент при максимальной мощности, Н*м

b = 3 – 2a

c = 2 - a

где а, b, с - эмпирические коэффициенты.

b= 3-2*0.98=1,04

c=2-0.98=1,02

Примем n от 600 кН*м до 4400 кН*м:

n₁=600 кН*м

n₂=1300 кН*м

n₃=2000 кН*м

n₄=2700 кН*м

n₅=3400 кН*м

n₆=4400 кН*м

Тогда,

M₁ = 454,26 кН*м

M₂ = 493,6 кН*м

M₃ = 511,57 кН*м

M₄ = 508,32 кН*м

M₅ = 483,81 кН*м

M₅ = 411,9 кН*м

Мощность N (кВт) внешней скоростной характеристики двигателя при частоте вращения коленчатого вала рассчитывается по формуле.

N = π/3*M*n*10^-4

N ₁= π/3*454,26*10³*600*10^-4 = 28,5 кВт

N ₂= π/3*493,6*10³*1300*10^-4 = 67,16 кВт

N ₃= π/3*511,57*10³*2000*10^-4 = 107,1 кВт

N ₄= π/3*508,32*10³*2700*10^-4 = 143,7 кВт

N ₅= π/3*483,82*10³*3400*10^-4 = 172,2 кВт

N ₆= π/3*411,9*10³*4400*10^-4 = 189,7 кВт

Внешняя скоростная характеристика рассчитывается минимум для шести значений частот вращения n, выбранных в интервале от n_min до n_N равномерно. Одно из значений n должно соответствовать n_М.

При построении внешней скоростной характеристики точки с координатами (N_max, n_N) и (М_max, n_М) выделяются символами «-». Расчетные точки «.». Внешняя скоростная характеристика строится на миллиметровой бумаге (приложение В).

По условию колесная формула 6x6, значит K_s = 0,85.

N * K_s

28,5 * 0.85 = 24,2 кВт

67,16 * 0.85 = 57,1кВт

107,1 * 0.85 = 91,04 кВт

143,7 * 0.85 = 122,15 кВт

172,2 * 0.85 = 146,37 кВт

189,7 * 0.85 = 161,25 кВт

Рассчитаем мощность с учетом коэффициента снижения скорости К_и = 0,8 (табл. 3)

с учетом его износа для привода насоса с параметрами Q^/_р; Н'_р и Q^//_р; Н^//_р необходимо построить в третьем квадранте внешнюю скоростную характеристику двигателя с учетом потерь на привод агрегатов, и износа двигателя, которая определяется по формуле.

N_и = К_иК_сN = * К_и

N_и1 = 24,2 * 0,8 = 19,36 кВт

N_и2 = 57,1 * 0,8 = 45,68 кВт

N_и3 = 91,04 * 0,8 = 72,83 кВт

N_и4 = 122,15 * 0,8 = 97,72 кВт

N_и5 = 146,37 * 0,8 = 117,1 кВт

N_и5 = 161,25* 0,8 = 129 кВт

Для повышения долговечности двигателя рекомендуется выбирать частоту вращения коленчатого вала двигателя 0,7...0,8n_N, при этом запас мощности в рабочем режиме должен быть не менее 8% от значения номинальной мощности, потребляемой насосом.

Передаточное отношение коробки отбора мощности определяется по формуле

где - частота вращения первичного вала коробка передач;

- номинальная частое вращении вала насоса.

Дата добавления: 2015-10-23