Графики работы двигателя автомобиля

Устройство автомобилей

Режимы работы двигателя

При эксплуатации автомобиля постоянно меняется режим работы двигателя. При этом под режимом работы двигателя понимается частота вращения коленчатого вала и развиваемая им мощность, т. е. тяговое усилие. Мощность двигателя, которая расходуется на преодоление сопротивлений, возникающих при движении автомобиля (сопротивление дорожного покрытия, воздуха, подъема или спуска, массы перевозимого груза и т. д.) называется нагрузкой .

Если, например, двигатель при частоте вращения коленчатого вала 3200 об/мин в данных дорожных условиях развивает мощность 40 кВт, то нагрузка двигателя составляет 40 кВт.
Если максимально возможная мощность двигателя при этой частоте вращения коленчатого вала равна 80 кВт, то нагрузочный режим в данном конкретном случае соответствует 50 %, т. е. двигатель работает в половину своей силы. Мощность двигателя завит от положения дроссельной заслонки: по мере ее открытия мощность повышается, и наоборот.

Когда автомобиль стоит или движется по инерции (что с точки зрения науки Статики – одно и то же), двигатель работает на холостом ходу и развиваемая им мощность должна покрывать только внутренние потери.
На хороших дорогах и если автомобиль не полностью загружен, двигатель работает на средних нагрузках. При движении полностью загруженного автомобиля по плохим дорогам, на крутых подъемах двигатель развивает максимальную мощность.

Если водитель решил резко повысить скорость движения автомобиля в зависимости от условий движения, мощность двигателя должна быстро нарастать.
Особые условия работы двигателя имеют место и при его запуске после длительной стоянки автомобиля, т. е. когда двигатель холодный.

Исходя из перечисленных выше возможных режимов работы двигателя, можно выделить следующие условия, в которых ему приходится выполнять свои функции, и которые следует учитывать, разрабатывая конструкцию системы питания:

  • работа в режиме отсутствия нагрузки (холостой ход);
  • работа в режиме планируемых оптимальных нагрузок (средние нагрузки);
  • работа в условиях длительных повышенных нагрузок (максимальные нагрузки);
  • работа в условиях кратковременных экстремальных нагрузок (разгон, ускорение);
  • пуск холодного двигателя.

Для каждого из перечисленных режимов мощность двигателя различна, значит, система питания автомобиля должна гибко подстраиваться под сиюминутные требования, диктуемые внешними нагрузочными условиями (масса груза, состояние и профиль дороги и т. п.), намерениями водителя и другими обстоятельствами (например, пуск холодного двигателя).

Разумеется, нельзя все проблемы взваливать только на систему питания. Некоторую «ответственность» несет и трансмиссия автомобиля, например, коробка перемены передач, но, поскольку мы сейчас рассматриваем систему питания, то нас интересует, каким образом она должна реагировать на характер эксплуатации автомобиля и двигателя в тех или иных условиях.

Решение основных сиюминутных задач и выполнение насущных требований к системе питания обеспечивается регулированием качественных и количественных характеристик горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Количественные характеристики можно корректировать с помощью дроссельной заслонки (или педали акселератора), а вот качественный состав горючей смеси должен обеспечивать карбюратор. При этом должны учитываться следующие требования:

    пуск холодного двигателя требует очень богатой смеси (0,80 ≤ α ≥ 0,60), поскольку ухудшаются условия распыления и испарения топлива из-за малых скоростей движения горючей смеси и увеличения содержания в рабочей смеси остаточных газов, так как дроссельная заслонка прикрыта;

на холостом ходу в цилиндры двигателя следует подавать небольшое количество горючей смеси, но она должна быть слегка обогащенной, чтобы работа двигателя была устойчивой;

Читайте также:  Опель астра двигатель дымит при запуске

режим частичных (средних) нагрузок, являющийся основным (оптимальным) режимом работы двигателя характеризуется обедненной рабочей смесью, поскольку в этом режиме двигатель функционирует основную часть времени, и главное требование к данному режиму – максимальная экономия топлива (1,50 ≤ α ≥ 1,15);

режим полных (максимальных) нагрузок требует обогащения состава смеси (0,85 ≤ α ≥ 0,90);

  • режим ускорения (экстремальный режим – резкое увеличение мощности двигателя, например, при обгоне), требует значительного обогащения горючей смеси.
  • Простейший карбюратор, конструкция которого рассмотрена в этой статье, не способен обеспечить требуемый качественный состав горючей смеси, необходимый для работы двигателя в перечисленных режимах нагрузки.
    Поэтому в конструкциях реальных современных карбюраторов предусмотрены специальные устройства, обеспечивающие корректировку состава горючей смеси в зависимости от постоянно изменяющихся потребностей автомобильного двигателя на различных режимах:

    • корректирующие устройства главных дозирующих систем;
    • приспособления для облегчения пуска двигателя;
    • системы холостого хода;
    • экономайзеры (обогатители);
    • ускорительные насосы (ускорители).

    С особенностями работы и принципом действия этих дополнительных устройств, расширяющих круг возможностей простейшего карбюратора, можно ознакомиться в следующих статьях.

    Источник

    Режимы работы двигателя

    При определенных условиях работы двигателя потребности его в топливе могут в значительной мере отличаться от тех, что имеют место в условиях установившегося режима работы при нормальной рабочей температуре. Для этих условий необходимо производить корректировку процесса смесеобразования.

    Режим пуска двигателя

    При пуске двигателя осуществляется специальный расчет изменений по моменту зажигания, количеству поступающего воздуха и впрыскиваемого топлива. Увеличенное количество впрыскиваемого топлива, скорректированное на изменение температурного режима, способствует образованию пленки топлива на стенках впускного трубопровода и камеры сгорания, которое затем используется при переходе двигателя к нормальному послепусковому рабочему режиму. Момент зажигания также адаптируется к режиму пуска двигателя. Дроссельная заслонка на заряд воздуха при пуске двигателя не влияет, однако несколько приоткрывается перед входом двигателя в послепусковой режим работы.

    Послепусковой режим

    При этом режиме повышенное количество подаваемого воздушного заряда и впрыскиваемого топлива начинает снижаться в зависимости от температуры двигателя и времени, прошедшего с момента окончания режима пуска. Также к этому режиму адаптируется и момент зажигания.

    Режим прогрева двигателя

    После пуска двигателя при низкой температуре увеличение потребного крутящего момента, лимитируемого этой температурой, может быть достигнуто изменением количества заряда воздуха и впрыскиваемого топлива и корректировкой момента зажигания.

    Нагрев каталитического нейтрализатора отработавших газов

    При установке очень поздних углов опережения зажигания повышается температура отработавших газов, что позволяет быстро нагреть каталитический нейтрализатор до его рабочей температуры.

    Режим холостого хода

    При работе двигателя на холостом ходу создаваемый им крутящий момент должен быть достаточен лишь для поддержания его работы и функционирования вспомогательных систем. При использовании системы регулирования частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу эта частота при всех условиях остается неизменной.

    Работа при полной нагрузке

    В режиме работы при полной нагрузке дроссельная заслонка полностью открыта (режим WOT), при этом потери на дросселирование отсутствуют. Двигатель вырабатывает максимальный крутящий момент для заданной частоты вращения коленчатого вала.

    Режимы ускорения и замедления

    При резких ускорениях и замедлениях происходят быстрые изменения давления во впускном трубопроводе двигателя. Следовательно, изменяются и условия образования пленки топлива на стенках впускного трубопровода. Для предотвращения обеднения смеси при ускорении режима работы двигателя необходима подача дополнительного топлива, что служит для образования на стенках топливной пленки. При замедлении, соответственно, количество впрыскиваемого топлива снижается.

    Режим принудительного холостого хода (ПХХ) с отключением подачи топлива, повторный пуск

    При переходе в режим принудительного холостого хода (ПХХ) с отключением подачи топлива, характеризуемого прекращением сгорания, система ME-Motronic обеспечивает плавное снижение крутящего момента двигателя, а также производит плавное включение подачи топлива при повторном пуске двигателя.

    Читайте также:  Стук в двигателе хонды на холостых

    Источник

    Самый экономный режим работы двигателя. Идеальные обороты и скорость

    Какая скорость и обороты в автомобиле самые экономичные может интересовать водителя только в двух случаях – нужно дотянуть до ближайшей заправки или попросту в целях экономии денег, дабы как можно дальше проехать на ограниченном ко-ве топлива. Постараюсь «на пальцах» это рассказать, как передвигаться экономичнее всего.

    При поездке на машине в экономичном режиме можно уменьшить затраты на топливе благодаря уменьшению на двигатель нагрузки. Также возможно снизить расход на 37%, только благодаря изменению в езде!

    Как действует скорость на расход

    Из-за сопротивления потока воздуха и усилия ее преодоления мотор поднимает обороты дабы поднять мощность, а это в свою очередь – увеличение потребления топлива. Реальные замеры показывают, что самый меньший расход, которого можно добиться – от 180 до 220 грамм за 1 час при оборотах 2500 до 3500 оборотов в минуту!

    Чем обороты ниже, тем и топлива расходуется меньше, но с условием их постоянства в независимости от выбранной скорости.

    Получается, что дроссельная заслонка попросту не должна быть открытой более 70% хода. А значит, лучше передвигаться на наивысшей передачи и держать обороты двигателя в пределах 2,5-3 тыс . Правда тут стоит отметить что показатель оптимальных оборотов на авто с МКПП и АКПП будет отличаться! Так само отличаются и для дизельного мотора и составляют – от 1850 до 2900.

    Однако экономичной езды можно добиться не только за счет оптимального положения дроссельной заслонки. А и двигаясь с меньшей скоростью, так как в таком режиме машина подвергается меньшему сопротивления воздуха, из-за чего езда также становится экономичнее.

    Выходит, что формула экономии топлива выглядит следующим образом: нужно динамично выйти на необходимою скорость выдерживая обороты не выше 3 000 на каждой из передач и так без остановок двигаться на наивысшей .

    Какая же скорость больше экономит топлива?

    Экономичная скорость это – постоянная! Оптимальная скорость передвижения будет варьироваться в зависимости от аэродинамических показателей авто и мощности двигателя. Чем аэродинамичность лучше и мотор более высокооборотистый, тем скорость с экономным потреблением топлива выше. Однако средний показатель от 90 до 100 км/ч . Поскольку в таком случае сопротивление не сильное, а КПД двигателя очень высокое.

    При таком условии движения есть одно условие – меньше тормозить . Ведь даже незначительное притормаживание используя педаль ведет за собой выход из благоприятного режима работы ДВС и потери топлива при последующем ускорении.

    То есть если и необходимо притормозить, то стоит это делать исключительно мотором. А значит такой режим актуален только для движения по трассе. А как же действовать в городском режиме?

    Езда в городских условиях . Переключайтесь между передачами при достижении на 20 км/ч выше или ниже чем на предыдущей. Если же предстоит спускаться с горы ли на нее подыматься, то желательно чтобы скорость не менялась, а значит притормаживать мотором либо понижать передачу, но держать обороты на одном уровне.

    Городская езда с максимальной экономичностью требует изменения стратегии. Тут лучше держать скорость не высокой и не нажимать педаль акселератора, чтобы заслонка не открывалась более чем на 70%. Но при этом так само стараться тормозить только двигателем. И чтобы не спалить лишний литр за 100 км отказаться от перегазовок при трогании с места (присуще новичкам).

    Источник

    Режимы работы автомобильных двигателей

    Автомобильные двигатели работают в широких пределах чисел оборотов и широком диапазоне изменения мощности, крутящего момента, часового и удельного расхода топлива.

    Читайте также:  Какое масло лить в двигатель при пробеге 160000

    Диапазон эксплуатационных режимов двигателя ограничивается внешней скоростной характеристикой, см. гл. Из всего спектра режимов работы выделяют характерные режимы работы.

    1. Режим номинальной мощности.

    – режим наибольшей мощности, при котором двигатель работает длительное время без перегрева. Устанавливается заводом изготовителем. Обороты двигателя при номинальной мощности являются номинальными. В справочной литературе номинальную мощность отождествляют с максимальной, т.е.допустимой в эксплуатации заводом изготовителем.

    2. Режим максимальной мощности или режим перегрузки. Это режим характерен для судовых двигателей, мощность на данном режиме на 20–30 % больше номинальной. Для автомобильных двигателей этот режим не является эксплуатационным, так как при длительной работе двигатель перегревается.

    3. Режим максимального крутящего момента, см. гл.

    4. Режим холостого хода, когда внешняя нагрузка отсутствует, а вся производимая работа расходуется на преодоление механических потерь.

    1.3. Основные понятия и определения

    Прежде чем рассматривать рабочие процессы необходимо остановиться на основных понятиях и определениях, принятых для двигателей внутреннего сгорания.

    Крайние положения поршня (см. рис. 2) называются верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ). Расстояние при перемещении поршня от одного крайнего положения до другого называется ходом поршня и соответствует половине оборота коленчатого вала.

    Рабочие процессы, совершаемые в течение одного хода поршня, называются тактом.

    Объем цилиндра над поршнем, когда он находится в верхней мертвой точке, называется объемом камеры сгорания

    Объем цилиндра между крайними точками называется рабочим объемом,

    Объем цилиндра при нахождении поршня в нижней крайней точке называется полным объемом,

    Отношение полного объема к объему камеры сгорания называют степенью сжатия Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем цилиндра над поршнем.

    Рабочий цикл в цилиндре двигателя внутреннего сгорания может быть осуществлен за четыре или за два такта. В первом случае цикл называют четырехтактным, а во втором – двухтактным.

    Рассмотрим двигатель без наддува, рабочий цикл которого осуществляется за 4 такта или за два оборота коленчатого вала.

    Рис. 2. Схема работы четырехтактного двигателя и индикаторные диаграммы: А – первый такт- впуск; б – второй такт – сжатие; в — третий такт – сгорание и расширение (рабочий ход); г – четвертый такт — выпуск

    Первый такт – впуск. В начале первого такта поршень находится в положении близком в ВМТ. Камера сгорания заполнена продуктами сгорания от предыдущего процесса, давление которых несколько больше атмосферного. При вращении коленчатого вала шатун перемещает поршень к Н.М.Т., впускной клапан открыт. При движении поршня к Н.М.Т. давление в цилиндре становится меньше атмосферного. За счет перепада давления в цилиндр поступает свежий заряд. В двигателях с воспламенением от постороннего источника – горючая смесь, в дизельных двигателях – воздух. Второй такт – сжатие. При обратном движении поршня к В.М.Т. производится сжатие поступившего в цилиндр заряда. При этом впускной клапан закрыт. Давление и температура заряда повышаются. При подходе поршня к В.М.Т., с некоторым опережением подается искра (в двигателях с воспламенением от постороннего источника) или осуществляется впрыск топлива (в дизелях). Происходит воспламенение. Таким образом, во втором также осуществляется сжатие заряда и начало сгорания.

    Третий такт – сгорание и расширение. Третий такт происходит при ходе поршня от В.М.Т. к Н.М.Т. В начале такта интенсивно сгорает топливо, поступившее в цилиндр и подготовленное к этому в конце второго такта. Вследствие выделения большого количества теплоты температура и давление повышаются. Под действием давления происходит движение поршня и совершается полезная работа. Поэтому третий такт называют также рабочим ходом.

    Четвертый такт – выпуск. Поршень движется от Н.М.Т. к В.М.Т. выпускной клапан открыт. Отработавшие газы выходят из цилиндра.

    Источник

    Adblock
    detector