Для автомобилей с большой осевой нагрузкой мощностные стенды на АТП, как правило, отсутствуют. Наличие в трансмиссии автомобиля автоматической гидромеханической передачи позволяет воспроизводить нагрузочные режимы двигателя без дополнительных устройств.
При этом используется свойство гидротрансформатора работать в режиме гидротормоза при заторможенном турбинном колесе. Момент нагружения двигателя пропорционален квадрату частоты вращения. Точка пересечения характеристики нагружения гидротрансформатора и внешней скоростной характеристики двигателя, как правило, близка к зоне максимального крутящего
[c.
91] Внешние скоростные характеристики двигателей
[c.70]
Если орган управления установлен на полную подачу топлива, то характеристики М = f (п) и Ng = f п) называются внешними скоростными характеристиками двигателя. Кроме того, если внешняя скоростная характеристика получена при оптимальных значениях всех влияющих на величины М w.
параметров процесса, то каждая из указанных характеристик называется абсолютной внешней скоростной.
[c.70]
На рис. 24.3, б показана токсическая характеристика двигателя ЗИЛ-130 по СО на тяговых режимах. Весь диапазон возможных режимов ограничивается внешней скоростной характеристикой двигателя 1. Так, на холостом ходу и частоте вращения 400—700 об/мин выброс СО равен
[c.370]
В первую очередь выполняют тепловой расчет двигателя для определения его основных размеров, термодинамических параметров и предполагаемой экономичности, а также выявления внешней скоростной характеристики двигателя и усилий, действующих на его основные детали. Полученные величины сравниваются с аналогичными величинами современных, хорошо зарекомендовавших себя двигателей.
[c.36]
Помимо внешней скоростной характеристики двигателя, могут быть получены частичные характеристики, соответствующие различным положениям прикрытого дросселя. На рис.
16,6 приведены внешняя (ЮО /о) и две частичных характеристики двигателя, соответствующие 40 и 20 0 открытия дроссельной заслонки.
Перегибы частичных характеристик тем ближе к началу координат, чем больше прикрыта дроссельная заслонка.
[c.38]
Таким образом, имея внешнюю скоростную характеристику двигателя, можно рассчитать величину тяговой силы на ведущих
[c.58]
| Рис. 29. Внешние скоростные характеристики двигателей грузовых автомобилей |  |
| Рис. 30. Внешние скоростные характеристики двигателей легковых автомобилей |  |
Кроме изложенного метода построения скоростных характеристик существует ряд других методов. Так, проф. И. М. Ленин для построения внешних скоростных характеристик двигателей рекомендовал пользоваться процентными соотношениями между мощностью, частотой вращения и удельным расходом топлива, полученными в результате построения относительных скоростных характеристик.
[c.109]
При использовании на автомобиле (электромобиле) электрического двигателя уменьшается загрязнение атмосферы отработавшими газами, снижается уровень транспортных шумов, упрощается управление автомобилем, а также его конструкция и техническое обслуживание, так как из трансмиссии исключается ряд сложных агрегатов и узлов. Характеристика электрического двигателя более благоприятна для работы автомобиля по сравнению с внешней скоростной характеристикой двигателя внутреннего сгорания (при уменьшении угловой скорости вала крутящий момент электродвигателя увеличивается).
[c.84]
Внешняя скоростная характеристика двигателя — графическая зависимость основных показателей его работы (мош,ности, крутящего момента, часового и удельного расходов топлива) от частоты вращения коленчатого вала при полной подаче топлива насосом дизеля или полном открытии дроссельной заслонки карбюратора (карбюратора-смесителя в газовом двигателе).
[c.19]
Модели, описывающие внешние скоростные характеристики двигателей, учитывают угловую скорость коленчатого вала двигателя, положение органа, регулирующего подачу топлива или горючей смеси, и тепловое состояние двигателя (см. подразд. 2.1). Они описываются различными функциями.
[c.324]
Такую зависимость принято называть внешней скоростной характеристикой двигателя.
[c.210]
Кривая мощности N на внешней скоростной характеристике двигателя ЗИЛ-375 (рис. 3), устанавливаемого на автомобилях Уральского автозавода, по мере увеличения
[c.14]
| Рис. 3. Внешняя скоростная характеристика двигателя ЗИЛ-375 |  |
Внешняя скоростная характеристика двигателя
[c.151]
Характер протекания кривой мощности, определяемой внешней скоростной характеристикой двигателя, зависит от изменения индикаторной мощности и мощности механических потерь и часовых расходов топлива при полной нагрузке на разных числах оборотов.
[c.152]
| Рис. ПО. Внешние скоростные характеристики двигателя |  |
Внешние скоростные характеристики двигателя со свободным впуском воздуха и без глушителя (кривые 7 и 2) и с воздухоочистителем и глушителем (кривые 3 и 4) показаны на рис. 113.
[c.168]
| Рис. 114, Внешние скоростные характеристики двигателя ГАЗ-53, работающего на бензине при е=6,7 (У), нефтяном газе е=6,7 (2) и газе е = 8,43 (3) |  |
Внешние скоростные характеристики двигателя ЗИЛ-130 при турбонаддуве и без него показаны на рис. 126, где также приведены избыточные давления наддува р = 0,05- [c.181]
| Рис. 136. Относительные внешние скоростные. характеристики двигателей |  |
На фиг. 121 показаны внешние скоростные характеристик двигателя при работе с предельным регулятором. При числе оборотов вала двигателя выше номинального регулятор, воздействуя на орган управления топливным насосом дизеля (на дрос-
[c.290]
На рис. 17.14 приведены внешние скоростные характеристики двигателя В2-400 без корректора и с корректором подачи топлива.
[c.274]
| Рис. 263. Внешние скоростные характеристики двигателей а — карбюраторного б — дизельного |  |
Принцип работы механической трансмиссии рассмотрен на внешней скоростной характеристике двигателя (рис. 9, а) и тяговой характеристике скрепера (рис. 9, б, в).
[c.12]
На внешней скоростной характеристике двигателя (рис. 15.25) можно выделить ряд характерных точек [c.429]
Таким образом, для наземного транспортного средства внешняя скоростная характеристика двигателя имеет одно важнейших значений. Она влияет на облик трансмиссии машины.
[c.430]
Построение внешней скоростной характеристики двигателя по эмпирическим зависимостям
[c.435]
Внешняя скоростная характеристика двигателя показана на рис. 15.31.
[c.440]
| Рис. 2.1. Внешняя скоростная характеристика двигателя при быстроходной (1) и ТИХОХОДНОЙ (2) регулировке |  |
Для получения внешней скоростной характеристики карбюраторного двигателя необходимо прежде всего полное открытие дроссельной заслонки и в соответствии с формулой (1) наличие максимального значения отношения —. На фиг. 60 (кривая 1) дан график
[c.73]
Для выяснения вида внешней скоростной характеристики необходимо знать закон изменения механического к. п. д. от числа оборотов двигателя. Характер кривой t] =f (п) можно выяснить, если воспользоваться соотношением
[c.74]
Внешняя скоростная характеристика = f (я) карбюраторного двигателя представлена на фиг. 62 (кривая 2). Абсолютная внешняя скоростная характеристика карбюраторных двигателей принципиально ничем не отличается от внешней скоростной характеристики, и двигатель может работать на обеих характеристиках без каких-либо вредных последствий.
[c.75]
Двигатели с непосредственным впрыском топлива и зажиганием от свечи, оборудованные автоматом смеси, имеют внешние скоростные характеристики, близкие по форме к аналогичным характеристикам карбюраторных двигателей.
[c.75]
Весь диапазон возможных режимов работы карбюраторного двигателя ограничен внешней скоростной характеристикой (рис. 24.3, кривая /). Практически используемая зона тяговых режимов ограничена, кривыми 2 и 3.
В этой зоне двигатель работает при составе смеси, близкой к стехиометрическому соотношению (а 1), с наибольшей полнотой сгорания. На режимах полных нагрузок для обеспечения максимальной мощности смесь обогащают до а = 0,9.
При этом объемные концентрации СО могут составлять
[c.370]
| Рис. 107. Внешние скоростные характеристики двигателя Шевроле |  |
Трассы дороги на открытой территории. Внешние скоростные характеристики двигателей внутреннего сгорания в относительных единицах приведены на рис. 2.13. Эти характеристики соответствуют 100%-му открытию дроссельной заслонки карбюраторных двигателей и полной подаче топливного насоса дизеля. Под Пнрм принята частота вращения вала двигателя, соответствующая максимальной мощности Л/ шах- Для пользования графиком достаточно знать максимальную мощность двигателя, частоту вращения, соответствующую максимальной мощности, и минимальный удель-
[c.32]
Скоростная характеристика, соответствующая полному открытию дроссельной заслонки карбн>раторяого двигателя или полной подаче топливного насоса дизельного двигателя, называется внешней скоростной характеристикой двигателя. Таким образом, внешняя скоростная характеристика определяет наибольшие мощности, которые можно получить от данного двигателя при различных частотах вращения коленчатого вала.
[c.394]
В начале рассмотрим методику снятия внешней скоростной характеристики двигателя. Усталовив крал забора топлива из бака, запустим двигатель. С помощью весов можно отмерять некоторую постоянную порцию (навеску) топлива АСт, которую двигатель расходует в течение некоторого промежутка времени Д4. Время Д< измеряется с помощью секундомера.
Для измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя используется тахометр. С помощью динамометра определяют усилие Р, приложенное к рычагу. Так как длина Ь рычага известна, то можно определить момент, приложенный к рычагу со стороны динамометра, и предотвращающий вращение рычага при вращении коленчатого вала двигателя.
[c.
423]
Максимальную мощность двигателя, соответствующую работе двигателя по внешней скоростной характеристике без дымления, называют номинальной Ме = Мея — 0.9Мет х (точка 3). Этой МОЩНОСТИ соответствует определенная частота вращения коленчатого вала Пв, называемая номинальной.
Работа двигателя правее точки 3 сопровождается уменьшением нагрузки на коленчатый вал двигателя, в результате чего увеличивается частота вращения коленчатого вала. Однако благодаря регулятору, который резко уменьшает подачу топлива, частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается незначительно.
Точка 8 соответствует раг боте двигателя с регулятором на холостом ходе. В точке 8 имеют место минимальные цикловые подачи топлива в цилиндры двигателя. Поэтому в диапазоне оборотов Пн — Пх линии 3-8 (Ме) и 5-8 (М ) резко опускаются вниз. Линии 3-8 и 5-8 называют регуляторными ветвями внешней скоростной характеристики двигателя.
Точка 8 соответствует работе двигателя без нагрузки, когда индикаторная мощность двигателя
[c.428]
Для практического использования двигателя имеет значение зависимость его максимальной мощности или среднего эффективного давления от числа оборотов вала при полном открытии дроссельной заслонки в карбюратордом двигателе или при положении органа управления подачей топлива в дизеле, обеспечивающем получение номинальной мощности. Другие параметры двигателя в этом случае могут не быть оптимальными при работе на всех режимах, соответствующих характеристике. В зависимости от условий работы двигателя эти параметры могут быть оптимальными не на номинальном, а при каком-то промежуточном числе оборотов (например, на режиме максимального среднего эффективного давления или крутящего момента). Такие характеристики называются эксплуатационными внешними скоростными характеристиками двигателя или внешними скоростными характеристиками.
[c.277]
На рис. 11 показана внспшяя скоростная характеристика двигателя и две частичные характерисгики мощности двигателя Л iV при уменьшенной подаче топлива. На внешней скоростной характеристике выделяют следующие точки, отражающие характерные режимы работы двигателя [c.21]
Внешняя скоростная характеристика двигателя
- Внешняя скоростная характеристика двигателя – это зависимость мощности Ne (кВт) и крутящего момента Me (Н*м) на валу двигателя от частоты вращения коленчатого вала n (мин-1).
- Для построения внешней скоростной характеристики двигателя необходимо определить значение величин крутящего момента и мощности двигателя при его работе с различной угловой скоростью коленчатого вала.
- Для определения крутящего момента двигателя воспользуемся эмпирической формулой:
- где — угловая скорость коленчатого вала при максимальной мощности, с-1;
- — текущее значение угловой скорости коленчатого вала, с-1;
- aм ,bм ,cм – эмпирические коэффициенты зависящие от типа двигателя:
- бензин: ам =bм =cм=1
- дизель: ам =0,53
- bм =1,56
- cм =1,09
Для определения мощности двигателя при определённой угловой скорости коленчатого вала используем следующую формулу:
Расчёты тягово-скоростных характеристик автомобиля производились на ЭВМ с помощью программы, разработанной на кафедре ОАПДД.
Результаты расчёта приведены в распечатке.
- Тяговая диаграмма автомобиля
- Тяговая диаграмма автомобиля представляет собой график изменения тяговых сил на ведущих колёсах автомобиля на всех передачах переднего хода в зависимости от скорости движения.
- Расчёт тяговых сил производится по формуле:
- — КПД трансмиссии ( =0,92);
- Me – текущее значение крутящего момента двигателя;
- r –радиус качения ведущего колеса;
На тяговой диаграмме автомобиля необходимо построить кривую суммарных сил сопротивления движению автомобиля на горизонтальной дороге. Для этого следует рассчитать силы сопротивления качению и воздуха. Расчёт силы сопротивления качению производим по следующей формуле:
- ,Н
- где G – вес автомобиля (19472,85 Н);
- f – коэффициент сопротивления качению (0,018). При скоростях до 50 км/ч f считаем постоянным, а при более высоких скоростях этот коэффициент рассчитывается:
- ,
- где V – скорость движения автомобиля, м/с.
- Расчёт силы сопротивления воздуха производим по следующей формуле:
- , Н
- где Кв – коэффициент обтекаемости (0,31);
- Fв – лобовая площадь автомобиля:
- ,
- где Ва – габаритная ширина автомобиля (1,807 м);
- На – габаритная высота автомобиля (1,450 м).
- Тогда:
- , м2
- Пример расчёта силы сопротивления для скорости 50 км/ч (Pk).
- , Н
- Остальные результаты расчёта приведены в таблице.
- Таблица 2. Силы сопротивления движению
| V (км/ч) | V (м/с) | Pk (Н) |
| 2,778 | 350,511 | |
| 5,556 | 350,511 | |
| 11,111 | 350,511 | |
| 16,667 | 408,930 | |
| 22,222 | 467,348 | |
| 27,778 | 525,767 | |
| 33,333 | 603,658 | |
| 38,889 | 701,023 | |
| 44,444 | 817,860 | |
| 943,697 | ||
| 55,556 | 1071,007 | |
| 61,111 | 1226,790 | |
| 66,667 | 1382,572 | |
| 247,426 | 68,729 | 1460,464 |
| Pв | Ризм |
| 4.738 | 355,249 |
| 18,95 | 369,461 |
| 76,664 | 427,175 |
| 170,346 | 579,276 |
| 302,656 | 770,004 |
| 473,070 | 998,837 |
| 680,975 | 1284,633 |
| 927,121 | 1628,144 |
| 1210,622 | 2028,482 |
| 1532,5 | 2467,197 |
| 1892,278 | 2963,285 |
| 2289,207 | 3515,997 |
| 2724,717 | 4107,289 |
| 2895,613 | 4256,077 |
Расчёт параметров торможения автомобиля
Характеристики автомобильных двигателей. Внешние и частичные скоростные характеристики карбюраторного и дизельного двигателей. Коэффициент запаса крутящего момента
Для оценки мощностных и экономических показателей двигателя при его работе в различных условиях пользуются характеристиками двигателя.
Характеристикой двигателя называется зависимость основных показателей его работы (мощности, крутящего момента, расхода топлива) от одного из параметров режима работы (частоты вращения коленчатого вала, нагрузки и др.).
Основные характеристики автомобильных двигателей определяются ГОСТ 14846-81 «Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний».
- Скоростная характеристика двигателя представляет собой графическую зависимость основных эффективных показателей его работы Ре , Ме, GТ и ge от частоты вращения коленчатого вала при постоянном положении дроссельной заслонки (или рейки топливного насоса) и установившемся тепловом состоянии.
- Скоростная характеристика, полученная при полной подаче топлива (полностью открытая дроссельная заслонка или соответствующее положение рейки топливного насоса дизеля) и углах опережения зажигания или начала впрыскивания топлива по техническим условиям на двигатель, называется внешней характеристикой двигателя.
- Характеристики, соответствующие постоянным промежуточным положениям дроссельной заслонки или рейки топливного насоса, называются частичными скоростными характеристиками двигателя.
Внешние скоростные характеристики карбюраторного двигателя и дизеля приведены соответственно на Рис. 11.1.
Скоростную характеристику реального двигателя строят по результатам стендовых испытаний. Вал работающего двигателя нагружают с помощью тормоза, обеспечивая фиксирование частоты вращения от минимально устойчивой до максимально допустимой. При этом на каждой частоте замеряют тормозной момент МТ в Нм и часовой расход топлива в кг/ч.
По результатам испытаний строят кривые зависимости эффективного крутящего момента (Ме = МТ) и часового расхода топлива GT от частоты вращения вала двигателя n.
Для построения графиков эффективной мощности Pe и удельного расхода топлива ge используют формулы:
- Pe = n Me / 9550, кВт;
- ge = GT / Pe, кг/кВт ч
- где n, мин-1; Me, Нм.
Рис.11.1
Характер кривой Me обусловлен изменением среднего эффективного давления pe.
При полной подаче топлива наибольшее давление pe, а значит, и наибольшее значение Me получают при средних частотах вращения коленчатого вала.
С понижением и повышением частоты величина pe уменьшается вследствие ухудшения газообмена, а также больших потерь: тепловых при низких частотах вращения и механических при высоких.
Характер кривой Pe скоростной характеристики обусловливается тем, что эффективная мощность прямо пропорциональна не только давлению pe, но и частоте вращения n. Мощность Pe возрастает до тех пор, пока увеличение частоты вращения компенсирует падение pe.
- На скоростной характеристике различают следующие частоты вращения коленчатого вала:
- nmin – минимальная частота вращения, при которой возможна устойчивая работа двигателя при полной подаче топлива;
- nM – частота вращения, соответствующая максимальному крутящему моменту;
- nP – частота вращения, соответствующая максимальной мощности двигателя;
- nmax – максимально возможная частота вращения коленчатого вала, устанавливаемая ограничителем (карбюраторный двигатель) или регулятором частоты вращения (дизель).
На скоростной характеристике дизеля (см. Рис. 11.1) в интервале частот вращения nP – nmax показаны регуляторные ветви характеристики.
- Приспособляемость двигателя к изменению нагрузки оценивается с помощью коэффициента приспособляемости:
- k = Me max / MeP ,
- или коэффициента запаса крутящего момента:
- μ = (Me max – MeP ) 100% / MeP
В карбюраторных двигателях k = 1,25…1,35, в дизелях – 1,05…1.2. Коэффициент приспособляемости характеризует способность двигателя преодолевать кратковременные перегрузки без переключения передач.
«Автомобильные двигатели»
Тепловой баланс двигателя.
Теплота, выделяемая при горении топлива, не может быть полностью трансформирована в полезную работу, так как даже в соответствии со вторым законом термодинамики часть ее неизбежно отдается холодному источнику. Расходование теплоты сгорания топлива, внесенного в двигатель за определенней период времени, на полезную работу и различные потери характеризуется тепловым балансом.
- С помощью теплового баланса можно определить степень совершенства конструкции и регулировок двигателя и наметить пути улучшения экономичности его работы.
- Уравнение теплового баланса:
- Q = Qе + Qохл + QГ + Qнс + Qост ,
- где Q – теплота сгорания топлива, поступившего в двигатель;
- Qе – теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя;
- Qохл – теплота, переданная в охлаждающую среду через стенки цилиндра;
- QГ – теплота, уносимая с отработавшими газами;
- Qнс – потери теплоты вследствие неполноты сгорания топлива;
- Qост –остальные, не учтенные ранее тепловые потери.
- В относительных величинах (%) уравнение теплового баланса можно записать в виде:
- 100% = qе + qохл + qГ + qнс + qост ,
где qе = (Qе / Q) 100% , qохл = (Qохл / Q) 100% и т.д.
- Теплоту сгорания Q (кДж/ч) определяют по часовому расходу топлива GТ (кг/ч) с учетом его низшей теплотворной способности Hu (кДж/кг):
- Q = GТ Hu.
- Количество теплоты Qе (кДж/ч), эквивалентное эффективной мощности двигателя Ne (кВт):
- Qе = 3600 Ne.
- Зная количество охладителя Gохл (кг/ч), проходящего через систему охлаждения в единицу времени, и температуры его на входе T1 и выходе из системы T2, можно определить Qохл (кДж/ч):
- Qохл = Gохл сохл (T2 – T1 ),
- где сохл – теплоемкость охладителя, кДж/(кг К).
- При известном количестве воздуха (горючей смеси) Gсм (кг/ч), поступающего в двигатель в единицу времени, его температуре Tсм (К) и температуре отработавших газов TГ (К) количество теплоты (кДж/ч), уносимой с этими газами, находят по формуле:
- QГ = Gсм (c′′p TГ – cp Tсм ),
- где c′′p – теплоемкость отработавших газов при постоянном давлении, кДж/(кг град);
- cp – теплоемкость горючей смеси при постоянном давлении, кДж/(кг град).
- Потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива (кДж/ч) определяются только для карбюраторных двигателей при значении коэффициента избытка воздуха α < 1 по уравнению:
- Qнс = 61500 GТ (1 – α).
- Остальные теплопотери Qост = Q – (Qе + Qохл + QГ + Qнс ) включают потери теплоты на преодоление трения, потери излучением нагретых внешних поверхностей двигателя, потери на привод вспомогательных механизмов и др.
- Слагаемые теплового баланса изменяются в зависимости от нагрузки, теплового состояния, скоростного режима работы двигателя и ряда других факторов.
- При повышении степени сжатия увеличивается доля теплоты, преобразованной в полезную работу.
- По мере уменьшения нагрузки двигателя при постоянном скоростном режиме доля теплоты, преобразуемой в полезную работу, уменьшается, а потери увеличиваются и составляют 100% при работе двигателя без нагрузки.
При работе двигателя с полной нагрузкой лучшее теплоиспользование имеет место на средних скоростных режимах, когда суммарные тепловые потери в охлаждающую среду, с отработавшими газами и механические потери минимальны (Рис. 14.1, а) ).
Рис. 14.1
Изменение состава смеси существенно влияет на теплоиспользование в двигателе вследствие изменения теплоты сгорания и скорости сгорания смеси (Рис. 14.1, б) ).
Работа на обогащенных смесях характеризуется уменьшением эффективности использования теплоты из-за неполноты сгорания топлива, хотя тепловые потери в охлаждающую среду и с отработавшими газами при этом несколько снижаются.
По мере обеднения смеси потери от неполноты сгорания уменьшаются, но возрастают потери в охлаждающую среду и с отработавшими газами.
В дизелях по сравнению с карбюраторными двигателями большие потери теплоты на преодоление механических сопротивлений вследствие больших сил давления газа и связанных с ними потерь на трение. Однако принципиально неустранимые потери теплоты в дизелях из-за более высокой степени сжатия меньше, чем в карбюраторных двигателях, поэтому эффективный КПД дизелей выше.
«Автомобильные двигатели»
Снятие внешней скоростной характеристики двигателей и ее анализ
Снятие внешней скоростной характеристики двигателей и ее анализ. Характеристиками принято называть графическое отображение зависимости одного, а
Чаще нескольких показателей работы двигателя от величины параметра, принятого за аргумент исследования.
К типовым характеристикам обычно относятся скоростные и нагрузочные. На практике снимаются также регуляторные характеристики, характеристики холостого хода и др. Такие характеристики снимают в соответствии с ГОСТ (например, ГОСТ 18509–73 на тракторные дизели).
На этапе доводочных испытаний обычно снимают ещё регулировочные характеристики (например, по углу опережения впрыска топлива, по углу опережения открытия выпускного клапана, по углу опережения открытия впускного клапана и др.).
- Скоростной характеристикой называют графическую зависимость основных технико-экономических параметров, таких как:
- — среднее эффективное давление ре,
- — полный Gе и удельный ge расходы топлива,
- — крутящий момент Mкр, коэффициент избытка воздуха α
- — и другие от числа оборотов n его вала при некоторой постоянной нагрузке Ne двигателя.
- При этом скоростная характеристика, снятая при максимально возможной подаче топлива в цилиндр (Ne = Nmax) называется внешней, а снятые при некоторой частичной подаче (например, при Ne = 0,75Ne max) – частными.
Согласно ГОСТ, внешнюю скоростную характеристику снимают в диапазоне чисел оборотов от nmin до nmax. Разновидностью частичной скоростной характеристики можно считать характеристику холостого хода, которая показывает изменение основных параметров работы машины при отсутствии внешней нагрузки.
Характеристики, показывающие как изменяются основные параметры машины при заданном постоянном числе оборотов n в зависимости от изменения внешней нагрузки Ne, называют нагрузочными. Здесь в качестве независимой переменной в соответствии с ГОСТ принимается эффективная мощность Nе, а число оборотов берётся некоторым фиксированным (например, n = nном).
Регуляторные характеристики снимают при таком скоростном режиме, который соответствует максимальному крутящему моменту maxкр M .
При постоянном положении органа управления двигателя постепенно увеличивают нагрузку от холостого хода до максимальной.
Если регулятор установлен на частичную подачу, то получают частичную регуляторную характеристику, если на полную – то предельную регуляторную характеристику.
Регулировочная характеристика показывает, как изменяются основные показатели машины при изменении одного из регулировочных параметров, например, угла опережения впрыска топлива. Результаты проводимых при этом исследований позволяют выбрать
Оптимальное значение регулировочного параметра, ориентируясь, смотря по обстоятельствам, или на развиваемую мощность, или на удельный расход топлива, или на величину крутящего момента.
Скоростные характеристики служат для оценки экономических и энергетических показателей работы двигателя при различных частотах вращения. Эти показатели определяют тяговые, динамические и другие эксплуатационные качества автомобилей.
Скоростной характеристикой бензинового двигателя называется зависимость мощности N e , крутящего момента M к , часового G t и удельного g e расхода топлива, а также других показателей работы двигателя от частоты вращения коленчатого вала при постоянном положении органа управления подачей топлива.
- Различают скоростную характеристику при полной подаче топлива, которая называется внешней характеристикой, и скоростные частичные характеристики, определяемые при промежуточных, но постоянных положениях органа управления подачей топлива.
- Скоростные характеристики снимают в диапазоне от минимально устойчивой частоты вращения коленчатого вала (n min ) до частоты вращения на 10 % превышающей номинальную (1,1n ном ).
- При определении скоростной характеристики должны быть выявлены точки, соответствующие минимальной рабочей частоте вращения (n min ), номинальной частоте вращения (n ном ), частоте вращения при максимальном крутящем моменте (n Мкmax ) и минимальном удельном расходе (n gеmin ).
- С увеличением частоты вращения выше n min крутящий момент двигателя возрастает и достигает максимальных значений при частоте n Мкmax.
- Причиной этого увеличения M к является улучшение процесса смесеобразования и снижение относительных потерь теплоты от газов в стенки в течение рабочего цикла. При дальнейшем увеличении частоты вращения M к уменьшается, что связано главным образом со значительным увеличением механических потерь (снижением механического КПД η M
Эффективная мощность, пропорциональная произведению M к ∙n, достигает своего максимума при более высокой частоте вращения (n ном ), чем крутящий момент. Для автомобильных двигателей значение n Мкmax = (0,5…0,6)n ном .
При неизменном положении органа управления подачей топлива с ростом частоты вращения растет часовой расход топлива (G t ). Некоторое замедление роста G t при большой частоте вращения связано с уменьшением коэффициента наполнения.
Обычно минимальная величина удельного расхода топлива g e по скоростной внешней характеристике наблюдается в зоне средних частот вращения.
Увеличение g e с уменьшением частоты вращения объясняется, в основном, возрастанием тепловых потерь и ухудшением процесса смесеобразования.
С увеличением частоты вращения g e возрастает из-за увеличения механических потерь и соответствующего снижения η M .
Скоростные характеристики
Внешняя скоростная характеристика.
Внешней скоростной характеристикой называют зависимость от числа оборотов п, эффективной мощности Ne, эффективного крутящего момента Ме, часового GTи эффективного удельного geрасходов топлива при полностью открытой дроссельной заслонке в карбюраторном двигателе или при положении рейки топливного насоса, соответствующем максимальной установленной подаче топ-Рм-Р^м лива в дизеле. При снятии характеристики регистрируются и другие показатели двигателя.
Условия получения внешней скоростной характеристики. Автомобильный двигатель не может воспринимать нагрузку при малых числах оборотов коленчатого вала.
Это объясняется тем, что при очень малых числах оборотов усиленная отдача теплоты, пропуски газов через поршневые кольца и несоответствие фаз газораспределения приводят к резкому снижению массового наполнения и невозможности осуществления процесса сгорания.
Поэтому существует нижний предел числа оборотов коленчатого вала птхп, при котором двигатель может устойчиво работать во всем диапазоне изменения нагрузок.
Для заданного топлива при неизменных условиях во впускной системе и совершенстве процесса сгорания во всем рабочем диапазоне чисел оборотов можно принять, что в уравнении произведение.
В этом случаехарактеризменениясреднегоиндикаторного давления в зависимости от числа оборотов коленчатого вала можно считать примерно таким же, как и коэффициента наполнения.
Показан характер изменения rvдля карбюраторного двигателя от числа оборотов. Примерно такой же характер изменения имеют среднее индикаторное давление piи прямо пропорциональный ему крутящий момент Mt.
Часть среднего индикаторного давления или крутящего момента, развиваемого двигателем, затрачивается на механические потери (рм и Мм)- Эти потери увеличиваются с ростом числа оборотов и при некотором его значении полностью поглощают всю индикаторную работу двигателя. Число оборотов, при котором pi= pM, является предельным для двигателя и называется разносным числом оборотов празн.
При любом числе оборотов разность pi—рм = ре и соответственно разность Mi—Мм=Ме. Очевидно, что при п=празн, ре=0.
Кривые, характеризующие зависимости pi:peи рм от числа оборотов, показывают также изменение крутящих моментов, что видно из следующего.
По среднему индикаторному и эффективному давлениям можно подсчитать индикаторную и эффективную мощность, а также мощность механических потерь по формулам.
Штриховая линия показывает прямолинейное изменение индикаторной мощности, соответствующее постоянному значению рг = pimax — В действительности кривая индикаторной мощности касается штриховой линии только в точке а, а при других числах оборотов значения индикаторной мощности будут меньшими.
Максимум индикаторной мощности не совпадает с наибольшим значением среднего индикаторного давления /?imax. а сдвинута в сторону большего числа оборотов. Наибольшему значению эффективной мощности соответствует меньшее число оборотов коленчатого вала пе, чем максимуму индикаторной мощности.
Максимальное среднее эффективное давление ретах достигается при меньшем числе оборотов пМе, чем pimax.
Обычно в автомобильных двигателях номинальное число оборотов пнот выбирают несколько большим пе, что обеспечивает устойчивую работу двигателя в зоне максимального скоростного режима.
С увеличением числа оборотов более пном мощность не возрастает из-за резкого уменьшения среднего эффективного давления ре: а динамические нагрузки на основные детали и их износ повышаются.
Поэтому эксплуатация двигателя под нагрузкой при числе оборотов выше номинального нецелесообразна, а при разносном — недопустима.
Чтобы исключить возможность перехода на разносный режим и облегчить вождение автомобиля при работе двигателя на номинальном режиме, устанавливают ограничитель — регулятор максимального числа оборотов, который при снижении нагрузки автоматически прикрывает дроссельную заслонку. При установке такого ограничителя в случае уменьшения нагрузки двигателя число оборотов от пнот несколько повышается, достигая при холостом ходе питах.
Частичные скоростные характеристики. Зависимости показателей от числа оборотов при различных постоянных положениях дроссельной заслонки (карбюраторный двигатель) или органа управления подачей топлива (дизель) называют частичными скоростными характеристиками.
Условия получения частичных характеристик для карбюраторного двигателя и дизеля различны.
У карбюраторного двигателя частичные характеристики снимают при разных положениях дроссельной заслонки, что влияет на величину коэффициента наполнения.
По мере прикрытия дроссельнойзаслонкикоэффициентнаполненияизменяетсяболее резко (см. рис. 48). В соответствии с этим и происходит изменение мощности, как показано на рис. 78.
Максимум эффективной мощности с прикрытием дроссельной заслонки смещается в сторону меньших чисел оборотов.
При прикрытии дроссельной заслонки максимальное число оборотов холостого хода снижается и становится даже меньше номинального, следовательно, этим способом можно пользоваться, чтобы не допустить разноса двигателя при быстром уменьшении нагрузки.
В дизелях изменение нагрузки достигается перестановкой рейки топливного насоса. С повышением числа оборотов топливо-подающая аппаратура обеспечивает некоторое увеличение подачи топлива g4на цикл (рис. 79).
При снижении нагрузки коэффициент наполнения rjvнесколько возрастает.
В результате этого при уменьшении нагрузки разносное число оборотов намного превышает номинальное число оборотов и возникает опасность разносадвигателя.
Для предотвращения аварии двигателя в связи с возможным резким увеличением числа оборотов при внезапном снижении нагрузки в дизеле необходимо устанавливать регулятор, ограничивающий число оборотов холостого хода пххтак. Наличие регулятора облегчает также управление дизелем при его эксплуатации на режиме, близкомк номинальному.
Характеристика,снимаемая при постоянном положении органауправлениярегулятором и увеличениинагрузки от холостого хода до максимальной, называется регуляторной.
Загрузка...
