Скоростной характеристикой называются зависимости эффективной мощности Ne и эффективного крутящего момента Ме двигателя от угловой скорости коленчатого вала ω_e.
У двигателя различают два тина скоростных характеристик: внешнюю (предельную) и частичные.
Внешнюю скоростную характеристику получают при полной нагрузке двигателя, т.е. при полной подаче топлива. Частичные — при неполных нагрузках двигателя, или при неполной подаче топлива.
Двигатель имеет только одну внешнюю скоростную характеристику и большое число частичных, среди которых и характеристика холостого хода.
На частичных скоростных характеристиках значения эффективной мощности и крутящего момента двигателя меньше, чем на внешней скоростной характеристике, но характер их изменения аналогичен.
Тягово-скоростные свойства автомобиля определяют при работе двигателя только на внешней скоростной характеристике.
Рассмотрим внешние скоростные характеристики бензиновых двигателей и дизелей, которые имеют некоторые отличительные особенности.
Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя без ограничителя угловой скорости коленчатого вала представлена на рис. 2А. Такие двигатели применяют главным образом на легковых автомобилях и иногда на автобусах.
Приведенные зависимости имеют следующие характерные точки:
Nmax— максимальная (номинальная) эффективная мощность;
ωN— угловая скорость коленчатого вала при максимальной мощности;
Mmax— максимальный крутящий момент;
ωм— угловая скорость коленчатого вала при максимальном крутящем моменте;
Nm— мощность при максимальном крутящем моменте;
Mn— крутящий момент при максимальной мощности;
ωмin— минимальная устойчивая угловая скорость коленчатого вала при полной подаче топлива; для бензиновых двигателей
ωмin= 80... 100 рад/с;
ωmax— максимальная угловая скорость коленчатого вала при полной подаче топлива, соответствующая максимальной скорости автомобиля при движении на высшей передаче; для бензиновых двигателей без ограничителей угловой скорости коленчатого вала〖 ω〗max=(1,05... 1,1) ω_N
Из рис. 1 видно, что эффективная мощность и эффективный крутящий момент двигателя возрастают с увеличением угловой скорости коленчатого вала, достигают максимальных значений при соответствующих угловых скоростяхω_Nи ω_м, а затем уменьшаются с ростом ω_е вследствие ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью и увеличения трения. При этом возрастают динамические нагрузки, что приводит к ускоренному изнашиванию деталей двигателя. В условиях эксплуатации двигатель работает главным образом в интервале угловых скоростей от ωм до ωN.
Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя с ограничителем угловой скорости коленчатого вала показана на рис. 2. Такие двигатели применяют на грузовых автомобилях и автобусах.
Рис. 1. Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя без ограничителя угловой скорости коленчатого вала
Рис. 2. Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя с ограничителем угловой скорости коленчатого вала
Ограничитель угловой скорости автоматически уменьшает подачу горючей смеси в цилиндры двигателя и снижает угловую скорость коленчатого вала с целью повышения долговечности двигателя. Ограничитель вступает в действие на той части внешней скоростной характеристики, на которой мощность двигателя почти не возрастает с увеличением угловой скорости коленчатого вала. Включение ограничителя соответствует максимальной угловой скорости ω_max=(0.8…0.9) ω_N.Максимальной эффективной мощностью в этом
случае является наибольшая мощность, которую может развить двигатель при отсутствии ограничителя, т.е. N_max, соответствующая угловой скорости коленчатого вала ωN.
Внешняя скоростная характеристика дизеля
