2. Нагрузочные характеристики двигателя: определение, цель и условия получения, анализ, влияние типа двигателя.

 

Нагрузочные характеристики.

Для выявления экономичности работы двигателя при различных нагрузках служат нагрузочные характеристики - графики зависимости удельного и часо­вого расходов топлива от мощности, развиваемой двигателем, при постоян­ной частоте вращения коленчатого вала.

Нагрузочную характеристику карбю­раторного двигателя иногда называют дроссельной, поскольку изменение мощ­ности в нем достигается изменением положения дроссельной заслонки.

В связи с тем, что автомобильный двигатель работает в широком диапа­зоне частот вращения коленчатого ва­ла, для оценки его экономичности поль­зуются несколькими нагрузочными характеристиками, снятыми для различ­ных (но постоянных для каждой ха­рактеристики) частот вращения.

Как видно из нагрузочной характе­ристики карбюраторного двигателя, при работе на холостом ходу, когда эффективная мощность равна нулю, а часовой расход топли­ва - величина конечная, эффективный удельный расход топлива стремится к бесконечности. При полном  открытии дросселя удельные расходы равны удельным расходам по внешней скоро­стной характеристике при тех же ча­стотах вращения. Увеличение удельных расходов топлива на прикрытых дроссе­лях происходит вследствие ухудшения условий протекания рабочего процесса (уменьшения , увеличения ), а так­же уменьшения механического к. п. д. (индикаторная мощность уменьшается, а мощность механических потерь при постоянной частоте вращения практи­чески неизменна).

Рис. 37. Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя.

 

Изменение часовых расходов про­исходит почти по линейному закону. Резкое изменение кривых расхода топ­лива при нагрузках, близких к мак­симальной, объясняется включением экономайзера и обогащением вслед­ствие этого смеси.

Рис.38. Нагрузочная характеристика дизеля.

 

В дизелях при увеличении нагрузки, а, следовательно, и часового расхода топлива удельный расход вначале уменьшается (участок 1-2) вследствие снижения относительной величины механических потерь, а затем повышается из-за уменьшения . Точка 3 соответствует сгоранию топлива на границе начала дымления. Дальнейшее увеличение нагрузки требует резкого возрастания расхода топлива, что ведет к уменьшению . При максимально воз­можной мощности значение  близко к единице. Если и дальше увеличивать подачу в цилиндры топлива, условия его сгорания будут хуже и мощность двигателя понизится. При этом удель­ный расход топлива будет увеличи­ваться.

Практически часовой расход топлива в дизелях не должен превышать зна­чения, определяемого точкой 3, так как при более высоких расходах дизель перегревается и дымит, что недопу­стимо.

 

3.Регулировочные характеристики: определение, цель и условия получения, анализ.

 

Регулировочные характеристики

Графики, отображающие зависимость мощности и экономичности двигателя от коэффициента избытка воздуха (со­става смеси), угла опережения зажи­гания или впрыска, температуры масла и воды и других регулируемых факто­ров, характеризующих режим работы двигателя, называются регулировочны­ми характеристиками. Эти характери­стики служат для выявления наивы­годнейших условий работы двигателя в зависимости от указанных факторов и оценки степени совершенства его ре­гулировок.

Регулировочные характеристики обычно снимают раньше основных ха­рактеристик двигателя. Чаще других снимаются регулировочные характери­стики по расходу топлива (или по составу смеси), показывающие изменение мощности  и удельного расхода топ­лива  в зависимости от часового рас­хода топлива  при постоянной частоте вращения коленчатого вала и оптималь­ном угле опережения зажигания (или впрыска).

Рис.39. Регулировочная характеристика карбюраторного двигателя по составу смеси.

 

На приведенной харак­теристике карбюраторного двигателя по расходу  топлива   видны  две   экстре­мальные точки: одна соответствует мак­симальной мощности, другая - минимальному удельному расходу топлива. Максимальная мощность достигается при определенном часовом расходе топ­лива, когда карбюратор отрегулирован на обогащенную смесь . При дальнейшем обогащении горючей смеси мощность уменьшается вследствие уменьшения скорости сгорания. Мини­мальный удельный расход топлива име­ет место при часовом расходе, соответствующем регулировке карбюратора на обедненную смесь . Еще большее обеднение смеси уменьшает скорость сгорания, работа двигателя становится неустойчивой и сопровож­дается падением мощности и ухудше­нием экономичности.

При эксплуатации карбюратор регулируют на такой состав смеси, чтобы расход топлива находился в интерва­ле значений, при которых имеют ме­сто  и .

Рис. 40. Регулировочная характеристика карбюраторного двигателя по углу опережения зажигания.

 

Из приведенной харак­теристики карбюраторного двигателя по углу опережения зажигания видно, что с его увеличением до  мощность двигателя повышается, а удельный рас­ход топлива уменьшается. Наивыгод­нейший угол опережения зажигания не остается постоянным и зависит от ре­жима работы двигателя, состава смеси и других факторов.