Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 34
Текст из файла (страница 34)
В результате оценки для улучшения топливной экономичности машины возможны изменения некоторых параметров, принятых в расчетах (например, изменение характеристики входа гндротрансформатора). Наиболее распространенным н наглядным критерием оценки топливной экономичности движения машины является абсолютный расход топлива Я, на 100 км пути (рис, 86).
Такая характеристика строится в виде зависимости ~, от скорости машины для определенных условий движения (Ц на данной передаче в коробке. Более универсальной является топливная характеристика в виде кривых одинакового или равного километрового расхода топлива Я... нанесенных на тяговую характеристику машины (совмещенная характеристика).
Каждая точка под графиками динамического фактора (см. рис. 9) определяет силовой н скоростной режимы работы машины и двигателя. Нанесение кривых равных километровых расходов топлива на тяговую характеристику дает возможность определить суммарный расход топлива по заданным условиям или обстановке движения.
При этом легко можно перейти к величине расхода 163 топлива на единицу веса машины нли перевозимого иа ней полезного груза. Метод построения совмещенной топливной характеристики машины излагается ниже. При этом режим работы двигателя принимается установившимся1 а движение машины прямолинейным н равномерным. Топливная экономичность машины определяется: Ц расходом топлива илн топливной экономичностью работы двигателя; 2) величиной к.
п. д. коробки передач (трансмиссии) и гусеничного движителя; 3) рациональным сочетанием совместной работы двигателя н коробки (число передач у ступенчатой коробки н характеристика входа у гидротраисформатора); 4) режимом движения машины, определяемым условиямн или обстановкой движения. Известно, что топливная экономичность работы двигателя на различных режимах достаточно полно характеризуется удельным расходом топлива д, (г/кВт ч нли г/л. с.
ч.), который зависит от эффективного к. п. д. двигателя т(, н низшей теплотворной способности топлива Н„(Дж/кг или икал/кг): д,= — г/кВт ч ~й; =-~ — г/л, с. ч). (184) 3600 г ЗЗ2 е — О1 ' ( з— Удельный расход топлива используется обычно как критерий сравнения топливной экономичности двигателей и может быть принят за основу в дальнейших расчетах. Уменьшение эффективного к, п. д. двигателя на частичных нагрузках приводит к росту удельных расходов топлива, как это показано на рнс.
87 штриховой кривой. Каждой кривой изменения эффективного крутящего момента двигателя соответствует своя кривая изменения удельного расхода топлива. В настоящее время широкое распространение получили характеристики топливной экономичности двигателя в виде графиков равных удельных расходов топлива, нанесенных на область работы двигателя в системе координат М„ п . Характер кривых равных удельных расходов для дизельного двигателя представлен на рис.
88, где кривая М, — эффективный момент двигателя при полной подаче, ~З4 топлива. Кривые равного удельного расхода, особенно у карбюраторных двигателей, могут иметь вид, отличный от показанных. Их вид и расположение определяются особенностямн того или иного двигателя. Кривые я, = сопз1 экспериментальные н могут быть также получены обработкой достаточно большога числа частичных характеристик, показанных на рис. 87. Такая топливная характеристика двигатели используется во всех последующих выводах.
Условимся, что порядковый индекс, присвоенный той или иной постоянной величине, будет возрастать с ростом самой величины, например л,, < < Д'ее <~атее н т, д,~ Атее ~ Уе» "~ ~Атее и т, д. Штрнхпунктирные кривые моментов равных мощностей двигателя на рнс. 88 в случае необходимости строятся по уравнению Ме=955Фе — даН М~М,=7!5,2)р',— кгс м). ! . / ' ! е а 1, е— При л!е = сапа( функция М,' = ~ (п ) является гиперболой. В данном случае точка касания гиперболы Л'„с кривой изменения крутящего момента двигателя на внешней характеристике определяет макснмальн)чо мощность двнгателя н сОатветствующую ей частоту вращения. Из теории двигателей известна зависимость крутящего момента от среднего эффективного давления р„: (185) ,где Ур — рабочий объем цилиндров двигателя в л (литраж); п,— число тактов рабочего процесса.
Следовательно, по оси ординат на рис. 88 вместо крутящего момента можно откладывать среднее эффективное давление р,. Последнее у различных двигателей изменяется в меньших пределах, чем момент, что позволяет иметь стандартные и заранее напечатанные .
координатные сетки с построенными гиперболами постоянных мощностей, на которые можно наносить графики яе = сопз(, Любая точка рабочей области на рис. 88 определяет аначения М„ п, яе и йте. Удельный расход топлива при заданной частоте вращения дви- гателЯ и постоннной МОЩности свЯзан с часовым РасхоДом !Ге в кг!ч зависимостью я,= 1ООΠ— "", Ме Расход топлива на 1ОО км-пути в кг !00 а.=а — „Ф где о — скорость и км/ч.
Тогда леле !)„= -т~Г'- !Ьз или при плотности топлива р, в кг/л Эффективная мощность двигатели определяется как сумма свободной мощности„отдаваемой на вал трансмиссии, и мощности потерь на обслуживание двигателя„ установленного на машине: Ав = д'ов+ й'пов При установившемся движении свободная мощность определяется нз формулы у„= — а — кВт ~Л'ов — „"" л. с.), где Рд = Р =- 1,6 + И, (см. Формулу (8) ). Известная при данйой частоте вращения двигателя мощность потерь (например, из уравнения (160)1 может быть представлена аналогично свободной с использованием приведенной к гусеницам силы Р „, характеризующей потери на обслуживание двигателя: Обозначим коэффициент относительного сопротивлений воздуха прн движении машины и коэффициент потерь (190) После замены Ф, в уравнении (167) получим ()в = ~~ — Д,+До+~ „) лДОО км; ~рвчо До+1, +(,) л/100 км), (191) где иа ровном участке дороги ), = (.
Формула (191) подтверждает сделанное ранее замечание о влиянии иа топливную экономичность машины качества двигателя, потерь в трансмиссии и ходовой части н режима движения. Режим движения включает заданный коэффициент сопротивления ~, и скорость машины, которая, в свою очередь, определяет частоту вращения двигателя и д„при вполне определенной нагрузке (У, нли М,), 156 Для построения кривых постоянных километровых расходов лучше использовать преобразованную формулу (187).
Подставляя в нее эффективную мощность, выраженную через момент и скорость машины по выражению'(18), получим Я, = В,й,М, л/1 00 км, где коэффициент с,. = —,. Чо Тогда текущее значение свободной удельной силы гателю 17, = 17, — (7„+ 7„,). тяги по дви- зависимость данной пере- Из формулы (18) ранее была получена линейная скорости машины от частоты вращения двигателя для дачи о =. А,вл кмlч, где коэффициент А, определяется по формуле (166). постоянен при данной передаче в ступенчатой коробке.
Формула (192) вместе с графиками равных удельных расходов топлива двигателя удобна для построения кривых равных километровых расходов топлива на тяговой характеристике. Однако, если формула (192) дает зависимость Я, от эффективного крутящего момента двигателя М„то прн построении тяговой характеристики используется зависимость динамического фактора В от свободного момента М„ по формуле (17). Условием равномерного движения машины прн работе двигатели на внешней характеристике является равенство 7„=В. В случае )„меньше 77 двигатель работает с неполной подачей топлива или йа частичной характеристике.
Эту точку под кривой динамического фактора при заданной скорости можно охарактеризовать текущим значением свободной удельной силы тяги на гусеницах по двигателю ВП При атом 01 = ~,. Для используемого ниже графоаналитнческого метода построенйя кривой Я, необходимо иметь зависимость В1 от М,. Заменив в формуле (17) Ы„на М, н приняв Я, =- О, обозначим через )7, текущее значеййе аффективной удельной силы тяги на гусеницах, определяемое по моменту двигателя, без учета потерь на его обслуживание н сопротивление воздуха: В,=С,М„ (194) где постоянный на данной передаче козффицнент Рассмотрим графоаналнтический метод построения кривой Я„=- =- сопз1 на тяговой характеристике машины для одной из передач На рис, 89 выбираются соответствующие маешь~бы величин, откладываемых по осям координат.
При этом масштаб О, О»* Т» и 1»» принимают одинаковым. В левом нижнем квадранте предварительйо строятся внешняя характеристика двигателя М, н кривые постоянных удельных расходов топлива. (условно показана одна). В правом верхнем квадранте наносится кривая динамического фактора. В правом нижнем квадранте строятся: график 1, = <р (о) по формуле (189), одинаковый для всех передач график ~„,, = ~р(о) по формулам » О»ч ОЖ»Ф~»ю»»» величии 1, +1„,„, Величины 1, и ал оси абсцисс, Далее по форму- лам (195) и (166) определяется ~ (» ~ й наклон прямых и наносятся сами л» (й'у': ' прямые в левом верхнем и ннж нем правом квадрантах.
После !» ыдгг этого можно определять координаты точек тяговой характеристики В1 и о„соответствующие данному расходу топлива Я,. з~ Задаваясь величиной Я,„ по формуле (192) находим велйчнну Рас. зз произведения я,М,. Это произве- дение дает возможность по топливной характеристике двигателя в левом нижнем квадранте опре» делить М,, для принятого удельного расхода д„ = сопя(: Ме,—— — ' ° в»пт» Если М,, больше максимального момента М„то велпчину необходимо принять другой. Значения "М„и я,, определяют частоту вращения двигателя, которой будут соответствовать вполне определенные скорости движения машины, легко получаемые на оси абсцисс тяговой характеристики.
С другой стороны, величина М„дает вполне определенное значение В,, в левом верхнем квадранте. Если масштабы построения В„ »» н Д, + ~„») одинаковы, то искомую величину Вб находят в соответствии с формулой (196), откладыванием по вертикали В„от суммарного графика ((, -)-1»о,).
Повторяя расчеты прп Я„= сопл( н новых значениях я„получим нужное количество точек длн построения кривой постоянного километрового расхода топлива на тяговой характеристике. Точки, не лежащие в рабочей областй ее, не представляют интереса н поэтому обычно не учитываются. Все указанные расчеты могут быть проделаны также аналитически по упоминавшимся для построения графиков (рис. 89) фор- 158 мулам с использованием экспериментальных кривых равных удельных расходов топлива, показанных на рис, 88.
В результате можно получить топливную характеристику машины иа всех передачах в виде кривых равных расходов топлива в л на 100,км пути (при требуемых интервалах изменения (г*,), нанесенных на ее тяговую характеристику. Общий вид такой характеристики для двух смежных передач ступенчатой коробки показан иа рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
