Descrierea analitica a caracteristicii exterioare a motorului cu ardere interna cu piston

Descrierea analitica a caracteristicii exterioare a motorului cu ardere interna cu piston

Cand se urmareste descrierea unei caracteristici exterioare a unui motor existent, pentru dezvoltarea modelelor de calcul sau de simulare a procesului de autopropulsie a autovehiculului se poate utiliza o caracteristica exterioara aproximativa obtinuta prin interpolarea datelor obtinute pe cale experimentala.

Pentru calcule la care nu se impune o precizie foarte mare de calcul referitoare la dinamica unui autovehicul, chiar daca se cunoaste caracteristica experimentala a motorului, se procedeaza in mod uzual la descrierea analitica a caracteristicii exterioare P=P(n), M=M(n), c=c(n) si C=C(n) cu ajutorul unor polinoame de gradul trei de forma:

, (2.6)

respectiv:

, (2.7)

unde a a a sunt coeficienti care se determina astfel incat functiile 2.6 si 2.7 sa descrie cu precizie cat mai mare caracteristicile motorului.

In cazul motoarelor cu aprindere prin scanteie coeficientii a a si a se determina din urmatoarele trei conditii: puterea motorului P(n_n) la turatia nominala n_n sa fie egala cu P_n; curba de putere P(n) sa prezinte un maxim la turatia n_n; curba de moment M(n) sa prezinte maxim la turatia n_M. Acest lucru este descris de sistemul de ecuatii:

(2.8)

Solutiile sistemului pot fi determinate utilizand metoda lui Cramer de rezolvare a sistemelor de ecuatii liniare dupa cum urmeaza:

(2.9)

de unde se obtin solutiile sistemului 2.8:

(2.10)

In cazul motoarelor cu aprindere prin comprimare, deoarece maximul curbei de putere este plasat la o turatie mai mere de n_n, valorile coeficientilor a a si a se determina din urmatoarele trei conditii: puterea motorului P(n_n) la turatia nominala n_n sa fie egala cu P_n; momentul M(n_M) la turatia de moment maxim n_M sa fie egal cu M_M;    curba de moment M(n) sa prezinte maxim la turatia n_M. Acest lucru este descris de sistemul de ecuatii:

(2.11)

Solutiile sistemului pot fi determinate utilizand metoda lui Cramer de rezolvare a sistemelor de ecuatii liniare dupa cum urmeaza:

(2.12)

de unde se obtin solutiile sistemului 2.11:

(2.13)

Valorile uzuale pentru coeficientii a a si a se pot calcula in baza datelor centralizate in tabelele 2.2 si 2.3.

Momentul motor dezvoltat de motor la regimul nominal Mn se poate calcula cu relatia:

, (2.14)

unde w_n este viteza unghiulara nominala.

Pentru determinarea prin calculul a caracteristicii de moment poate fii folosita relatia 2.7 sau relatia urmatoare:

, (2.15)

unde w este viteza unghiulara nominala.

Din diagrama prezentata in figura 2.1 se observa ca exista o turatie de functionare n_ec, la care consumul specific de combustibil este minim c_min. In cazul motoarelor cu aprindere prin scanteie turatia economica este n_ec (0,6.0.7)n_n, iar la motoarele cu aprindere prin comprimare aceasta este amplasata in apropierea turatiei de moment maxim n_M si de aceea pentru calcului curbei consumului specific se utilizeaza relatia:

(2.16)

unde c_min este consumul specific de combustibil.

Valorile uzuale pentru consumul specific minim de combustibil sunt centralizate in tabelul 2.1.

Pentru calculul consumului specific de combustibil pot fi utilizate si relatii de forma:

, (2.17)

unde a a si a sunt coeficienti constanti, a caror valoar functie de tipul motorului sunt prezentate in tabelul 2.4.

Tabelul 2.4.

Consumul orar de combustibil se calculeaza cu relatia:

(2.18)