Прямолинейное движение автомобиля. Силы и моменты, действующие на автомобиль при прямолинейном движении, страница 7

Рисунок 2.5 - Скоростные характеристики двигателя с искровым зажиганием: 1 - внешняя скоростная характеристика; 2-4 - частичные скоростные характеристики; 5 - характеристика ограничителя максимальной частоты вращения вала двигателя; 6 - характеристика минимального холостого хода

Управление подачей топлива дизельного двигателя осуществляет регулятор частоты вращения. Различают двухрежимные и всережимные регуляторы. Наибольшее применение нашли всережимные регуляторы частоты вращения вала двигателя. У дизельного двигателя с всережимным регулятором педаль акселератора связана с задающим элементом (задатчиком). Положение педали определяет настройку скоростного режима двигателя. Задающим элементом механического центробежного регулятора является пружина, натяжение которой осуществляется педалью акселератора. У двигателя с электронным регулятором положение педали акселератора определяет пороговое значение частоты вращения, после превышения которого начинается ограничение подачи топлива. В результате частичные скоростные характеристики дизельного двигателя имеют вид кривых, подобных характеристике ограничителя максимальной частоты вращения вала бензинового двигателя (рис. 2.6). Характеристику 2 называют предельной регуляторной характеристикой. Она соответствует полному нажатию на педаль акселератора. При промежуточных положениях педали получаются частичные регуляторные характеристики 3, 4, 5. Полностью освобожденной педали соответствует характеристика минимального холостого хода 6.

Рисунок 2.6 - Скоростные характеристики дизельного двигателя

Штриховые линии на рисунках 2.5 и 2.6 отображают тот факт, что получить в процессе испытаний внешнюю скоростную характеристику при низкой частоте вращения вала двигателя не представляется возможным из-за неустойчивости его работы в этом диапазоне частот. Характеристики минимального холостого хода также отображены условно, за исключением точки, соответствующей n_xxmin, которую получают фиксацией частоты вращения вала двигателя с отсоединенным тормозным устройством и освобожденной педалью акселератора.

В процессе движения автомобиля двигатель может работать на тяговом режиме, когда М_д>0, на тормозном режиме, когда М_д<0, на режиме холостого хода при М_д=0. На рисунке 2.7 показана полная скоростная характеристика двигателя, отображающая область возможных режимов работы. Эта область ограничена сверху внешней скоростной характеристикой М_к=f(n_д), снизу — тормозной характеристикой М_д.т=f(n_д), справа — характеристикойограничения максимальной частоты вращения М'_к=f(n_д), слева — характеристикой минимальной частоты холостого хода.

Рисунок 2.7 - Полная скоростная характеристика двигателя

Частота вращения вала двигателя n_д и крутящий момент М_к являются фазовыми координатами, характеризующими режим функционирования двигателя. Они зависят от режима движения автомобиля и определяются сопротивлением движению и скоростью автомобиля. Так как условия движения постоянно меняются, то значения фазовых координат n_д и М_к также переменны и определяют рабочую точку R_i характеристики двигателя. В этой точке двигатель развивает мощность

При установившемся движении автомобиля положение рабочей точки R_i остается неизменным, т.е. n_дi=const, M_кi=const. Координаты рабочей точки зависят от положения педали акселератора и от нагрузки двигателя, определяемой моментом нагрузки М_д.н.

При моделировании процесса движения автомобиля и выполнении анализа тягово-скоростных свойств необходимо располагать математической моделью скоростных характеристик двигателя.

Для описания внешней скоростной характеристики обычно используют формулу С.Р. Лейдермана [1]

                    (2.21)

где а, b, с - коэффициенты, значения которых зависят от типа двигателя и особенностей его рабочего процесса; N_е, n_д - текущие значения мощности и частоты вращения вала двигателя.