Максимална (номинална) ефективна мощност - подобрена горивна ефективност и динамика
Скоростната характеристика се отнася до зависимостта на ефективната мощност Ne и ефективния въртящ момент Me на двигателя от ъгловата скорост на коляновия вал ω_e. Двигателят има два вида скоростна характеристика: външна (ограничаваща) и частична.
Външната скоростна характеристика се получава при пълно натоварване на двигателя, т.е. с пълно захранване с гориво. Частично - с частични натоварвания на двигателя или с непълно подаване на гориво. Двигателят има само една външна скоростна характеристика и голям брой частични, сред които е характеристиката на празен ход. В кривата на частичната скорост ефективната мощност и въртящият момент на двигателя са по-малки, отколкото във външната крива на скоростта, но поведението на тяхната промяна е подобно. Сцеплението и скоростта на автомобила се определят, когато двигателят работи само по външната скоростна характеристика. Нека разгледаме външните скоростни характеристики на бензиновите и дизеловите двигатели, които имат някои отличителни черти. Външната скоростна характеристика на бензинов двигател без ограничител на ъгловата скорост на коляновия вал е показана на фиг. 2А. Такива двигатели се използват главно в леки автомобили и понякога в автобуси. Дадените зависимости имат следните характерни точки: Nmax—максимална (номинална) ефективна мощност; ωN — ъглова скорост на коляновия вал при максимална мощност; Mmax—максимален въртящ момент; ωm — ъглова скорост на коляновия вал при максимален въртящ момент; Nm—мощност при максимален въртящ момент; Mn — въртящ момент при максимална мощност; ωmin - минимална стабилна ъглова скорост на коляновия вал при пълно подаванегориво; за бензинови двигатели ωmin= 80. 100 rad/s; ωmax - максимална ъглова скорост на коляновия вал при пълно подаване на гориво, съответстваща на максималната скорост на превозното средство при движение на най-висока предавка; за бензинови двигатели без ограничители на оборотите на коляновия вал〖 ω〗max=(1.05. 1.1) ω_N От фиг. 1 може да се види, че ефективната мощност и ефективният въртящ момент на двигателя се увеличават с увеличаване на ъгловата скорост на коляновия вал, достигат максимални стойности при съответните ъглови скорости ω_N и ω_m и след това намаляват с увеличаване на ω_e поради влошаване на пълненето на цилиндрите с горима смес и увеличаване на триенето. В същото време се увеличават динамичните натоварвания, което води до ускорено износване на частите на двигателя. При работни условия двигателят работи предимно в диапазона на ъгловите скорости от ωm до ωN.
Външната скоростна характеристика на бензинов двигател с ограничител на ъгловата скорост на коляновия вал е показана на фиг. 2. Такива двигатели се използват в камиони и автобуси.
Ориз. 1. Външна скоростна характеристика на бензинов двигател без ограничител на ъгловата скорост на коляновия вал
Ориз. 2. Външна скоростна характеристика на бензинов двигател с ограничител на скоростта на коляновия вал Ограничителят на скоростта автоматично намалява подаването на горивна смес към цилиндрите на двигателя и намалява скоростта на коляновия вал, за да подобри издръжливостта на двигателя. Ограничителят влиза в действие върху тази част от външната скоростна характеристика, на която мощността на двигателя почти не се увеличава с увеличаване на ъгловата скорост на коляновия вал. Включването на ограничителя съответства на максималната ъглова скорост ω_max=(0,8…0,9) ω_N Максималната ефективна мощност при това случай е максималната мощност, която двигателят може да развие при липса на ограничител, т.е. N_max, съответстващ на ъгловата скорост на коляновия вал ωN.
