Построение внешней скоростной характеристики двигателя

 

Внешняя скоростная характеристика строится для двигателей, используемых в качестве энергетической установки автотранспортных средств. В основу определения энергетических и экономических показателей двигателя положены следующие эмпирические зависимости:

. (29)

. (30)

Численные значения коэффициентов в уравнениях приведены в табл. 6

Таблица 6

Коэффициенты для построения скоростной характеристики

Тип двигателя
Бензиновый или газовый	0, 9	1, 1		1, 2		0, 8

 

Часовой расход топлива В_Т.х на регуляторной ветви определяется из соотношения: В_Т.х =(0, 25…0, 30)В_Т.мах, (см. рис.4).

Вращающий момент и часовой расход топлива подсчитываются по формулам:

, кНм, (31)

. (32)

После этого все расчетные данные заносятся в табл. 7

Таблица 7

Показатели двигателя для построения скоростной характеристики

Показатели	Размерн.
	КВт	29, 808	65, 136	99, 36	125, 85		129, 16
	КНм	0, 0397	0, 0434	0, 0442	0, 0420	0, 0368	0, 0287
		328, 59	295, 48	282, 74	290, 39	318, 41	366, 8
		9, 79	19, 24	28, 09	36, 54	43, 94	47, 37

 

 

Рис.2. Скоростная характеристика бензинового двигателя n, мин^-

Конструктивная оценка мехатронной системы двигателя F4R

В современных двигателях мехатронная система включает следующие датчики, исполнительные механизмы и соответствующие компьютерные технологии (электронный блок управления - ЭБУ).

На двигателе F4R установлен ЭБУ Sirius 32, который включает в себя следующие датчики, приведенные в таб. 8:

Таблица 8.

Датчики электронной системы управления двигателя F4R

Системы двигателя	Датчики
Система питания топливом	датчик частоты вращения коленчатого вала; датчик Холла; датчик положения педали газа; расходомер воздуха; датчик давления топлива; датчик детонации; датчик температуры воздуха на впуске; датчик массового расхода воздуха
Процессы газообмена	датчик положения (потенциометр) впускной заслонки; датчик положения коленчатого вала; датчик положения распределительного вала; датчик температуры воздуха на впуске;
Процессы газообмена (система рециркуляции отработавших газов)	датчик положения (потенциометр) клапана рециркуляции; кислородный датчик №1; кислородный датчик №2; датчик частоты вращения коленчатого вала; расходомер воздуха; датчик температуры охлаждающей жидкости
Система охлаждения	датчик температуры охлаждающей жидкости на входе; датчик температуры охлаждающей жидкости на выходе из радиатора; датчик включения вентилятора; датчик перегрева двигателя
Система смазки	Датчик давления масла Датчик уровня масла

 

Исполнительные механизмы в отличии от датчиков, не отсылают информацию (сигналы), а сами получают её от блока управления. В исполнительном механизме электрический сигнал, в большинстве случаев, преобразуется в механическую работу, например, при открытии клапана или при регулировании исполнительного механизма. В области автомобильных технологий многие исполнительные механизмы работают, используя индуктивный (электромагнитный) принцип

Электронный блок управления (ЭБУ) производит расчёты, необходимые для полноценной работы двигателя, прежде всего:

- управление основными функциями двигателя; впрыском и углом опережения впрыска;

- управление и регулирование электронной педали подачи топлива;

- регулирование концентрации смеси;

- регулирование числа оборотов холостого хода;

- встроенная диагностика элементов,

- самодиагностика блока управления.

 

Рис.3. Структурная схема мехатронной системы двигателя F4R

Рис.4. Обработка сигналов в электронном блоке управления ЭБУ Sirius 32

 

В результате анализа мехатронной системы двигателя-прототипа, был сделан вывод: имеющиеся в системе элементы по реализации технико-экономических и экологических показателей имеют оптимальные показатели.

 

 

Расчет исходных данных для предполагаемого

Чип-тюнинга двигателя F4R

Большинство заводов-производителей устанавливает в ЭБУ автомобиля " усредненные" программы, не учитывающие особенности российского топлива, климатические особенности региона и т.д. В результате на заводских программах наблюдаются ставшие уже классическими проблемы, например, рывки при переходе от холостого хода к движению на большинстве автомобилей, неконтролируемый подскок оборотов холостого хода двигателя, и многое другое. Указанные проблемы могут быть успешно устранены при помощи чип-тюнинга. В курсовой работе предполагается рассчитать программу для двигателя-прототипа по обеспечению топливной экономичности за счет оптимального соотношения тепловоздушной смеси.

На основании результатов расчета скоростной характеристики двигателя (табл.8, рис.4) определяются: расход топлива-B_т; расход воздуха-B_в; коэффициент избытка воздуха-α в зависимости от частоты вращения-n. (табл.10), строится 3D –матрица и 3-хмерный график.

Расчетный расход воздуха для соответствующего двигателя определяется по формуле:

(33)
;

η _v– коэффициент наполнения для двигателей без наддува определяется по эмпирической формуле:

; (34)

 

р₀ = 10⁵МПа;

V_h = 0, 002 м³.

Т₀ = 298К;

R = 287 Дж/кг*град;

 

Значения расходных характеристик двигателя

Таблица 9

n, мин-1	Bт, кг/ч	η V	Bв, кг/ч	α
	6, 3724	0, 4825	25, 387	0, 271
	12, 74	0, 64	67, 347	0, 3595
	18, 85	0, 7525	118, 78	0, 42
	24, 685	0, 82	172, 57	0, 4755
	30, 337	0, 8425	221, 64	0, 4969
	35, 833	0, 82	258, 86	0, 4914

 

Для обеспечения топливной экономичности бензинового двигателя коэффициент избытка воздуха α должен быть в пределах 1, 05…1, 20, т.е.=1, 15

Как видно из табл.9 состав топливовоздушной смеси по величине α не соответствует экономичному режиму, поэтому вводим корректировку этой величины до значения-1, 15 (табл.10) и определяем соответствующую цикловую подачу топлива (табл.11)

Таблица 10

3D-матрица по расходу топливовоздушной смеси двигателя

Bв/Вт
25, 387	1, 15
67, 347		1, 15
118, 78			1, 15
172, 57				1, 15
221, 64					1, 15
258, 86						1, 15

 

Цикловая подача топлива В_т._ц. и соответствующая подача воздуха В_в.ц.

определяются соотношениями:

(35)

(36)

i –число цилиндров двигателя; i = 4

(37)

14, 7 –стехиометрический состав смеси для бензинового двигателя

 

Таблица11

3D-матрица по определению цикловой подачи топлива

Вв.ц/n
0, 282	0, 016	0, 016	0, 016	0, 016	0, 016	0, 016
0, 374	0, 022	0, 022	0, 022	0, 022	0, 022	0, 022
0, 439	0, 026	0, 026	0, 026	0, 026	0, 026	0, 026
0, 479	0, 028	0, 028	0, 028	0, 028	0, 028	0, 028
0, 492	0, 029	0, 029	0, 029	0, 029	0, 029	0, 029
0, 479	0, 028	0, 028	0, 028	0, 028	0, 028	0, 028

 

Рис.5. 3-х мерный график по определению цикловой подачи топлива

 

7. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Приложение 1.

 

 

 

9. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Г.В. Штайн, Методические указания «Расчет двигателя»

2. www.baza.drom.ru

3.www.wikimotors.ru/Renault-f4r-20

⇐ Предыдущая123

Поделиться: