Согласование режимов работы центробежного насоса с двигателем пожарного автомобиля

Мощность, отдаваемая двигателем должна определяться с учетом ее потери в трансмиссии

,                                                            (5)

где  - коэффициент полезного действия трансмиссии (см. табл.2).

По вычисленным значениям мощности N при п_н1 следует построить зависимость .

Для построения зависимостей N = f(Q) для частот вращения вала насоса п_н2 и п_н3 следует воспользоваться теорией подобия:

;                                           (6)

В пояснительной записке представляем расчеты N = f(Q) только для частоты вращения вала насоса п_н1. Результаты для других частот п_н2 и п_н3 записать в виде таблицы, как было указано для H = f(Q). На представленных кривых N_Hi = f(Q) определяем точки a, b, c и d' и соединить их с точками a, b, c и d функции H = f(Q).

Для построения графика необходимо задаться диапазоном рабочих скоростей вращения коленчатого вала двигателя, например, для карбюраторного двигателя от  до   с определенным шагом и по формуле 1 произвести расчет. Коэффициенты  выбираются из таблицы 5.

Максимальную скорость  вращения коленчатого вала реального карбюраторного двигателя  принимаем по следующей зависимости:

.                                               (42)

Шаг между расчетными скоростями вращения находим по формуле:

,                                        (44)

где  количество расчетных точек. Количество расчетных точек для обеспечения плавности графика рекомендуется выбирать не менее 15…20.

Расчетные скорости вращения коленчатого вала реального двигателя находим по формуле:

,                                                       (45)

где  - номер расчетной точки реального двигателя, который изменяется от 1 до .

Обозначим коэффициенты уравнения реального двигателя как  (см. табл. 5).

Тогда расчетная мощность реального двигателя может быть рассчитана по формуле:

.

В третьей четверти с координатами мощности двигателя N, кВт и частотой вращения его коленчатого вала п, об/мин следует, прежде всего, построить внешнюю скоростную характеристику двигателя внутреннего сгорания N = f(.п), устанавливаемого на пожарных автоцистернах. Для ее построения заданы координаты точек в приводимой ниже табл.5.

Автомобиль с карбюраторным двигателем мощностью , кВт. при  4000 об/мин.

Таблица 5

Согласование режимов работы пожарного насоса (ПН) и двигателя внутреннего сгорания (ДВС) осуществляется по двум параметрам: мощности, потребляемой насосом  и развиваемой двигателем , а также частотой вращения вала насоса  и коленчатого вала двигателя . При этом установлены ограничения по мощности, потребляемой насосом N_h < 0,75 N_max и частотой вращения его вала п_н1 < 0,75 п_тах двигателя внутреннего сгорания.

Первое ограничение должно гарантировать некоторый запас мощности N, во избежание перегрева ДВС, эксплуатируемого в стационарном (не транспортном!) режиме работы двигателя пожарного автомобиля (ПА). Второе ограничение исключает работу ДВС в области, близкой к максимальным значениям п, во избежание большой интенсивности изнашивания его деталей.

На основании изложенного, в третьей четверти координат, построим внешнюю характеристику ДВС (кривая 1), на оси абсцисс провести вертикальную линию на расстоянии от начала координат, равном 0,75 п_тах. На этой же линии необходимо отметить точку К, соответствующую 0,7N_max . Запас мощности «К-е» должен составлять 10... 15%.

Установив допустимое предельное значение частоты вращения вала двигателя, определяют максимальное значение передаточного числа

                                                             (7)

где п_max - максимальная частота вращения коленчатого вала ДВС, об/мин (табл.5); п_н1 - частота вращения вала пожарного насоса, об/мин (табл.2).

Частота вращения коленчатого вала двигателя  (где j= 1,2,3), соответствующая частотам вращения вала пожарного насоса n_Hi (п_н2 и п_н3) определяется

,                                                        (8)

где u - передаточное отношение; п_н1 - частоты вращения вала пожарного насоса, об/мин при п_н2 и п_н3 (см.табл.2).

По найденным значениям п. проводят вертикальные линии п, п₂ и п₃ (см. рис.1). Они и характеризуют скоростные режимы двигателя, соответствующие частотам вращения вала насоса п_н. Проведя горизонтальные линии от точек с' и d' до пересечения с линией, проведенной через п₃ , будет определен отрезок с" и d", характеризующий мощность, потребляемую ПН. Аналогично определяют точки а"и b", а также две промежуточные точки, соответствующие п_н2.

В результате изложенных процедур будет установлена область