Зовнішня швидкісна характеристика двигуна

Зовнішньої швидкісний характеристикою двигуна називається залежність ефективної потужності Ne і крутного моменту Ме від частоти обертання колінчастого вала при повній подачі палива. Ефективною називається потужність, що розвивається на колінчастому валу двигуна. Зовнішня швидкісна характеристика визначає можливості двигуна і характеризує його роботу. За зовнішньої швидкісної характеристики визначають технічний стан двигуна. Вона дозволяє порівнювати різні типи двигунів і судити про досконалість нових двигунів.

На зовнішній швидкісній характеристиці (рис.6) виділяють наступні точки, що визначають характерні режими роботи двигуна:

Nmax - максимальна (номінальна) потужність;

nN - Частота обертання колінчастого вала при максимальній потужності;

М max - максимальний обертовий момент;

nM - частота обертання колінчастого вала при максимальному обертовому моменті;

nmin - мінімальна частота обертання колінчастого валу, при якій двигун працює стійко при повній подачі палива;

nmax - максимальна частота обертання.

З характеристики видно, що двигун розвиває максимальний момент при меншій частоті обертання, ніж максимальна потужність.

Це необхідно для автоматичного пристосовування двигуна до зростаючого опору руху. Наприклад, автомобіль рухається по горизонтальній дорозі при максимальній потужності двигуна і починає долати підйом. Опір дороги зростає, швидкість автомобіля і частота обертання колінчастого вала зменшуються, а крутний момент збільшується, забезпечуючи зростання тягової сили на ведучих колесах автомобіля. Чим більше збільшення крутного моменту при зменшенні частоти обертання, тим вище пристосованість двигуна і тим менше ймовірність його зупинки. Для бензинових двигунів збільшення (запас) крутного моменту досягає 30%, а у дизелів - 15%.

В експлуатації велику частину часу двигуни працюють в діапазоні частот обертання n _M - n _N, при яких розвиваються відповідно максимальні крутний момент і ефективна потужність. Зовнішню швидкісну характеристику двигуна будують за даними результатів його випробувань на спеціальному стенді. При випробуваннях з двигуна знімають частина елементів систем охолодження, харчування та ін (вентилятор, радіатор, глушник та ін), без яких забезпечується його робота на стенді. Отримані при випробуваннях потужність і крутний момент призводять до нормальних умов, що відповідає тиску навколишнього повітря 1 атм і температурі 15 ° С. Ці потужність і момент називаються стендовими, і вони вказуються в технічних характеристиках, інструкціях, каталогах, проспектах і т.п. У дійсності потужність і момент двигуна, встановленого на автомобілі, на 5... 10% менше, ніж стендові. Це пов'язано з установкою на двигун елементів, які були зняті при випробуваннях (насос гідропідсилювача, компресор та ін.) Крім того, тиск і температура при роботі двигуна на автомобілі відрізняються від нормальних.

При проектуванні нового двигуна зовнішню швидкісну характеристику отримують розрахунковим способом, використовуючи для цього спеціальні формули. Однак дійсну зовнішню швидкісну характеристику одержують тільки після виготовлення та випробування двигуна.