Снятие характеристик у карбюраторного и дизельного двигателя

Скоростная характеристика двигателя (карбюраторного, дизельного)

Скоростные характеристики подразделяются на внешние и частичные. Внешняя характеристика снимается при полном открытии дросселя (карбюраторные двигатели) или при положении рейки топливного насоса, доведенной до упора (дизели). Частичные характеристики снимаются при неполных открытиях дросселя или при положениях рейки топливного насоса, не доведенной до упора. Изменение числа оборотов при снятии этих характеристик достигается за счет изменения нагрузки.

Внешняя характеристика карбюраторного двигателя (рис. 15.3, а, б) снимается при эксплуатационной регулировке карбюратора. Угол опережения зажигания устанавливается наивыгоднейшим для каждой точки характеристики. На характеристику наносят кривые зависимости эффективной мощности Ne , крутящего момента Ме , часового GT и удельного ge расходов топлива от числа оборотов.

Эффективная мощность двигателя вначале увеличивается примерно пропорционально возрастанию числа оборотов коленчатого вала, затем приращение мощности становится замедленным и при числе оборотов, равном nе , мощность достигает максимума. Мощность, развиваемая двигателем, в основном определяется количеством тепла, выделенного при сгорании топлива в цилиндрах в единицу времени. Для выяснения причин, обусловливающих указанную зависимость мощности от числа оборотов, рассмотрим характер изменения весового наполнения двигателя в единицу времени. По мере увеличения числа оборотов снижается давление впуска и уменьшается коэффициент наполнения . Однако рост чисел оборотов до определенного значения (nG ) сопровождается увеличением весового наполнения двигателя в единицу времени, а следовательно, и часового расхода топлива, так как в этом диапазоне уменьшение коэффициента наполнения сравнительно невелико и полностью компенсируется увеличением числа всасываний в единицу времени. При числе оборотов, большем nG весовое наполнение падает, т. е. значительное снижение наполнения за цикл уже не может компенсироваться ростом числа оборотов.

Рис. 15.3. Внешние характеристики карбюраторного двигателя:

а — без ограничителя оборотов; б — с ограничителем максимальных чисел оборотов.

Изменение индикаторной мощности двигателя примерно соответствует изменению весового наполнения в единицу времени. Однако на малых числах оборотов индикаторная мощность падает более резко. Это объясняется замедленным протеканием процесса сгорания ввиду недостаточно интенсивного вихреобразования и большой теплоотдачей через стенки цилиндра (газы в процессе сжигания и расширения длительное время соприкасаются с охлаждающей поверхностью). Эффективная мощность двигателя равна разности между индикаторной мощностью и мощностью трения; последняя с увеличением числа оборотов резко возрастает; поэтому максимум эффективной мощности достигается при меньших числах оборотов, чем максимум индикаторной мощности (nG ≈1,4ne ).

При возрастании чисел оборотов свыше nе эффективная мощность снижается и при разносных числах оборота становится равной 0. Следовательно, при этих числах оборотов индикаторная мощность, развиваемая двигателем, целиком затрачивается на преодоление механических потерь. Разносные числа оборотов примерно в 1,5—2 раза больше оборотов, соответствующих максимальной мощности. Следует указать, что разносные числа оборотов практически недостижимы, так как детали двигателя не рассчитываются для работы на этом режиме. В эксплуатационных условиях двигатели легковых автомобилей могут развивать обороты, несколько превышающие nе , а двигатели грузовых автомобилей и тракторов работают в диапазоне до перегиба внешней характеристики.

Удельные расходы топлива ge имеют большие значения на малых числах оборотов вследствие замедленного протекания процесса сгорания и большой теплоотдачи через стенки цилиндра.

На средних числах оборотов (ng ) удельные расходы топлива достигают минимальных значений ввиду уменьшения относительной теплоотдачи через стенки цилиндра и увеличения скорости сгорания. Повышение числа оборотов свыше ng сопровождается ухудшением экономических показателей двигателя, вызываемых в основном резким возрастанием механических и тепловых потерь.

Величина крутящего момента двигателя Ме является функцией среднего эффективного давления ре:

где Vh — рабочий объем одного цилиндра;

i — число цилиндров;

τ —тактность двигателя.

Поэтому Мe следует примерно за изменением коэффициента наполнения, падая более резко на высоких числах оборотов ввиду возрастания механических потерь и на малых скоростных режимах вследствие ухудшения использования тепла топлива. Максимальных значений крутящий момент достигает при числах оборотов nм ≈ 0,5 nN.

Читайте также:  Давление с роторным двигателем

Карбюраторные двигатели почти всех современных грузовых автомобилей снабжаются ограничителями максимальных чисел оборотов.

Источник

Определяем нагрузочные характеристики двигателя

Нагрузочная характеристика двигателя определяется пропорциональностью главных параметров двигателя, а также показателем нагрузки при неизменных оборотах коленвала. Настоящее определение показывает деятельность мотора машины в движении в одинаковом скоростном режиме, на одной и той же передаче при различных сопротивлениях дорожного покрытия.

Типичный график нагрузочной характеристики мотора

Определяющими параметрами мотора по нагрузочной характеристике считаются GT и ge. Кроме этого, выделяют:

  • температуру высвобождаемого воздуха;
  • коэффициент заполнения;
  • коэффициент повышенности газов;
  • ускоренное впрыскивание;
  • токсичность выхлопных газов;
  • задымление (для дизельных двигателей).

Холостой ход при определённых оборотах соответствует крайней точке характеристики слева. Точка справа — предельной нагрузке, которую двигатель способен вынести на тех же оборотах.

В карбюраторном моторе снижение мощности при постоянном значении скорости происходит с помощью закрытия дросселя. Плотность снижается, а отсюда количество поступления топлива. Такой тип контроля именуется количественным. При закрытии дросселя экономия мотора изменяется. Её оценка, а также других параметров движка измеряется нагрузочной характеристикой.

Нагрузочная характеристика ДВС зависит от потребления горючего, удельной эффективности такого потребления, а также других параметров при равномерной скорости и режиме тепла.

Изменение часовой затраты горючего зависит от составляющих компонентов топлива, а также показателя заполнения. Одновременно с открытием дросселя сопротивление гидравлики впуска снижается, показатель заполнения поднимается, как и затраты горючего.

Вместе со всем этим процессом меняется качество впрыскиваемого топлива. Показатель избыточности воздуха меняется с требуемой мощностью и контролем экономии топлива.

Завышенные затраты горючего при максимальных параметрах нагрузки можно объяснить насыщением топлива за счёт раскрытия створок экономайзера.

Механический КПД стремится к нулю при холостых оборотах, т. к. вся деятельность движка тратится, чтобы преодолеть механические потери. Также на холостых оборотах происходит обогащение топлива, потому что при открытии дросселя давление и температура снижаются, условия для зажжения искры становятся хуже.

Вместе с открытием дросселя в месте средней нагрузки обогащённое топливо уже не требуется, происходит подача более «бедного» горючего. Это повышает индикаторный КПД.

Способы снятия нагрузки

Мотор должен прогреться на маленькой нагрузке, дроссель открывают на всю. Частота оборотов движка регулируется с помощью тормозной системы. Как только тепловой и скоростной режимы устанавливаются в определённое положение, замеряют показатели:

  • весов;
  • затраты топлива по времени;
  • частоты оборотов;
  • температуры воды;
  • температуры масла.

Значения записываются, после чего выставляют другой режим, но с заниженными показателями. Измеряют и заново сравнивают. На основе всех испытаний строится график, где видны коэффициенты изменений различных показателей — затраты горючей смеси, излишки воздуха, наполнения, температуры. С помощью подобных опытов находят оптимальный режим работы двигателя.

Определение нагрузки дизельного двигателя

Нагрузочная характеристика дизеля обуславливается затратами топлива и всеми показателями работы движка и его загруженности — мощность и давление при стабильных оборотах коленвала. Эти функции, возникшие от неизменных вращений, устанавливаются для всех скоростных режимов. Следует учитывать расходы топлива, максимально возможную подачу его и затраты за определённый период. Всем этим и характеризуются показатели двигателя.

Различия дизельного и карбюраторного двигателей

Нагрузочные характеристики дизеля отличаются от карбюраторного из-за особенных способов сгорания, образования смеси и контролирования мощности. В дизельном моторе топливная воздушная масса образовывается за тысячные доли секунды. В таком случае средним показателем для заполненного объёма воздуха и горючего считается коэффициент лишнего газа. Когда топливо впрыскивается, то неоднородно распространяется в камере сгорания, образуя места различной консистенции газа и горючего. Именно от этого в дизельном моторе консистенция значительно беднее. Регулировка мощности возможна непосредственно до холостых ходов.

Мощность двигателя можно изменить, если меняются составляющие консистенции. Это делается при помощи снижения или повышения горючего, которое впрыскивается за конкретный отрезок времени при одинаковой подаче воздуха. Практически это делают при передвижении рейки топливного шланга.

Коэффициент наполнения не меняется, при возрастании мощности он минимизируется из-за повышения температуры. Показатель лишнего воздуха зависит от расхода топлива.

Высокая мощность у двигателей обнаруживается при пиковом показании значения, определяющего качество всего процесса работы. Отклонение в худшую сторону характеризуется задымлением выхлопных газов, накапливается нагар, снижается экономия, температура мотора возрастает в несколько раз. Отсюда видно, что эксплуатация дизеля в пределах максимальной мощности нецелесообразна.

Читайте также:  Возможные неисправности двигателя ниссан кашкай

Задымление при различных параметрах нагрузки

В дизельных движках, имеющих неисправности, чрезмерное задымление выхлопных газов образуется из-за изменения режима скорости и нагрузки. Существуют три вида задымления по цветам:

  • чёрный — масса веществ углерода, образующаяся из-за чрезмерного обогащения заряда работы. Это возникает за счёт уменьшения скорости, повышенных нагрузок и сильных форсировок;
  • белый — вещества горючего, которые не успели сгореть. Обычно бывает у непрогретого мотора;
  • голубой – углеводород не успевает сгорать и выходит с отработанными газами.

Задымление чаще происходит, если нагрузка не превышает пятьдесят процентов. Если переваливает за этот предел, то задымление прекращается. При проведении различных опытов было доказано, что дым голубого цвета не присутствует у дизельных двигателей с четырёхтактной фазой. В таких движках дым только чёрного цвета.

Повышение объёма горючего, попадающего в мотор, с одновременным повышением нагрузки является результатом уменьшения индикаторного КПД. Переходя к наименьшим нагрузкам от холостых оборотов, механический и индикаторный коэффициент полезного действия повышается. Если дальше повышать нагрузку — механический КПД возрастёт, а расход горючего будет уменьшаться. Если повысить впрыск горючего, то повышается мощность мотора, но экономия падает, происходит задымление выхлопных газов, движок сильно греется — это явный признак некачественной переработки топлива.

Можно ли снять нагрузку?

Следует дать движку прогреться достаточным образом, в это же время перемещается планка, которая регулирует впрыск горючего и контролирует тормоз, показания мотора выводятся на максимальные значения оборотов коленвала при выбранном режиме скорости. Итоговый режим соответствует предельной мощности при конкретных оборотах. Через небольшой отрезок времени после регулировки оборотов стоит измерить следующее:

  • отработанные газы, масло, показания температуры воды;
  • силу тормоза и момента вращения;
  • показания оборотов коленвала;
  • время затрат выбранной дозы горючего.

После всего проделанного с помощью регулирования тормоза оставляют выбранную частоту оборотов, уменьшают впрыск горючего с помощью планки топливного шланга, переходят к дальнейшему этапу и делают необходимые измерения. За счёт последовательного снижения подачи горючего и при определённом количестве оборотов образуется некоторое количество точек нагрузки. Рассчитывают оптимальную нагрузочную характеристику.

Если статья оказалась полезной, напишите нам об этом.

Источник

Нагчные харрузоактеристики карбюраторного и дизельного двигателей. Регулировочные характеристики карбюраторного двигателя по углу опережения зажигания и дизельного по углу опережения впрыска топлива.

Нагрузочная характеристика дизеля

При снятии нагрузочной характеристики снижение нагрузки достигается уменьшением цикловой подачи топлива путем перемещения рейки топливного насоса.

В дизеле без наддува (рис. 16.10, а) увеличение при снижении нагрузки вызвано снижением часового расхода топлива Gт, в то время как часовой расход воздуха Gв несколько увеличивается. Температура отработавших газов Тr снижается из-за уменьшения количества теплоты, выделяющейся при сгорании. Увеличение приводит к снижению дымности отработавших газов Dх а также уменьшению gi в результате увеличения . Однако на очень малых нагрузках величина gi может увеличиваться из-за ухудшения качества процессов впрыскивания и распыливания топлива. Удельный эффективный расход топлива обычно достигает минимума при 70. 80%-ной нагрузке. При полной нагрузке gе возрастает из-за уменьшения и , а на малых нагрузках — увеличивается в связи с уменьшением .

У дизеля с турбонаддувом (рис. 16.10, б) при снижении нагрузки в связи с падением температуры ОГ перед турбиной Тт уменьшается располагаемая работа газа, что приводит к снижению частоты вращения турбины и компрессора. В результате снижаются параметры наддувочного воздуха: давление pк, температура Тк и расход воздуха Gв. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению расхода газа через турбину и противодавления газа перед турбиной рт и, как следствие, дополнительному уменьшению частоты вращения турбины и компрессора. Процесс продолжается до тех пор, пока не установится новый режим совместной работы дизеля с ТК, что обычно продолжается несколько секунд.

Рис. 16.10. Нагрузочные характеристики дизеля: а – без наддува; б – с турбонаддувом и охлаждением воздуха

При уменьшении нагрузки у дизеля с турбонаддувом увеличивается более плавно, поскольку уменьшается расход воздуха. Такой характер изменения вызывает более плавное снижение Тт. В результате снижения рк и Тк коэффициент наполнения уменьшается. При снижении нагрузки падает КПД ТК, что объясняется отклонением режима его работы от расчетного. Это вызывает более значительное падение давления наддува рк, чем противодавления перед турбиной рт, что приводит к дополнительному увеличению gе на малых нагрузках из-за увеличения затраты работы на газообмен. Поэтому целесообразно использовать регулирование турбонаддува на малых нагрузках.

Читайте также:  Подогрев охлаждающей жидкости в двигателе своими руками

Поскольку при увеличении нагрузки повышаются дымность ОГ и тепловая напряженность деталей, предел форсирования дизеля по нагрузке определяется той из этих двух величин, которая первой приблизится к критическому уровню. Дизели с турбонаддувом (по сравнению с безнаддувнымн) при средних и высоких частотах вращения имеют большие значения , поэтому для них предел форсирования обычно определяется тепловой напряженностью деталей в цилиндре и колеса турбины ТК.

Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя (рис. 15.6,а) снимается при эксплуатационной регулировке карбюратора на постоянном числе оборотов и переменном открытии дроссельной заслонки. Угол опережения зажигания для каждой точки характеристики устанавливается наивыгоднейшим. На характеристику наносят кривые зависимости часового GT и удельного ge расходов топлива от процента мощности (за 100% принимается мощность при полностью открытом дросселе).

Рис. !5.6. Нагрузочные характеристики двигателя:

а — карбюраторного; 6 — дизеля.

По оси абсцисс может откладываться также абсолютное значение мощности или среднее эффективное давление.

Увеличение часовых расходов топлива по мере роста мощности двигателя не вызывает сомнений.

Увеличение удельных расходов топлива при уменьшении мощности объясняется следующими причинами:

1. С уменьшением мощности уменьшается весовое наполнение двигателя, так как дроссельная заслонка прикрывается. При этом увеличивается количество остаточных газов, что ведет к ухудшению протекания процесса сгорания.

2. Поскольку абсолютная величина механических потерь определяется в основном скоростным режимом двигателя, то на всем диапазоне снятия нагрузочной характеристики она остается практически постоянной. Однако с уменьшением индикаторной мощности, развиваемой двигателем, относительная величина механических потерь растет.

3. По мере прикрытия дроссельной заслонки растут насосные потери.

4. Увеличиваются относительные тепловые потери в охлаждающую среду. По абсолютной величине тепловые потери остаются практически постоянными, так как при постоянном числе оборотов время соприкосновения горячих газов со стенками цилиндров и головкой остается постоянным. Однако общее колличество тепла, выделяемого при сгорании топлива, по мере прикрытия дроссельной заслонки уменьшается. Изменение характера протекания кривых часового и удельного расходов топлива при дроссельной заслонке, открытой свыше 75—80%, объясняется включением экономайзера.

Нагрузочная характеристика дизеля (рис. 15.6,6) снимается при постоянном числе оборотов и переменном положении рейки топливного насоса. Вначале при увеличении подач топлива удельные расходы топлива уменьшаются и в точке 1 достигают минимальных значений. Это объясняется в основном снижением относительной величины механических потерь. В диапазоне между точками 1 и 2 удельные расходы топлива незначительно возрастают вследствие ухудшения процесса сгорания (ввиду уменьшения коэффициента избытка воздуха). Точка 2 лежит на границе начала дымления. За точкой 2 происходит довольно резкое ухудшение экономических показателей двигателя, вызываемое все усиливающимся недогоранием топлива. Однако при этом мощность двигателя продолжает увеличиваться. После достижения коэффициентом избытка воздуха значений, соответствующих максимальному среднему эффективному давлению (точка 3),происходит перегиб кривых ge = f(%N) и GT = f(%N). Несмотря на увеличение подачи топлива, процесс сгорания настолько ухудшается, что происходит снижение мощности.

Характеристика холостого хода (рис. 15.7) снимается только на карбюраторных двигателях и представляет собой кривую изменения часового расхода топлива в зависимости от числа оборотов при работе двигателя без нагрузки.

Регулировка карбюратора устанавливается такой, чтобы при устойчивой работе двигателя обеспечивался минимальный расход топлива.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник

Adblock
detector