4. Испытание двигателей. Скоростная характеристика бензинового двигателя. Нагрузочная характеристика дизеля, анализ

Основными показателями работы двигателя являются мощность, вращаюший момент, частота вращения, удельный расход топлива, экологические показатели. Указанные показатели определяются при испытании двигателя на стенде. Результаты испытаний представляются в виде характеристик. Различают следующие характеристики: скоростные, нагрузочные, регулировочные, регуляторные, специальные. Наибольшее применение имеют скоростные и нагрузочные характеристики.

Скоростную характеристику(рис. 5.4) снимают при постоянном положении органа управления подачей топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. По скоростной характеристике оценивают динамические качества двигателя, его технико-экономические показатели.

Рис. 5.4. Скоростная характеристика бензинового двигателя

Нагрузочную характеристику(рис. 5.5) снимают при постоянной частоте вращения в зависимости от нагрузки двигателя. По нагрузочной характеристике оценивают топливную экономичность двигателя.

Рис. 5.5. Нагрузочная характеристика двигателя

Испытательный стенд должен иметь оборудование для измерения следующих показателей: вращающего момента, частоты вращения коленчатого вала, расхода топлива. Для измерения вращающего момента двигателя применяют механические, гидравлические и электрические тормоза постоянного и переменного тока. Электрические тормоза используют не только для торможения, но и для пуска двигателя. Они нашли наибольшее применение для учебных и производственных целей.

5. Экологическая характеристика бензинового двигателя

Экологическая характеристика бензинового двигателя, как правило, снимается в зависимости от состава смеси.

Состав смесиоказывает большое влияние на токсичностьОГ. Как следует из рис. 5.6 при < 1,0, затем при > 1,05 ... 1,10 в результате падения температуры сгорания образованиеNO_xуменьшается, существенно возрастает концентрацияСОиСН.ю, При этом, даже когда для двигателя в целом = 1,0, вОГсодержится некоторое количество этих токсичных компонентов, что объясняется неравномерностью состава смеси по цилиндрам, наличием зон сгорания с обогащенной смесью. При обеднении смеси выходNO_xсначала растет, что связано с увеличением концентрации в продуктах сгорания атомарного кислорода, при > 1,05… 1,1в результате падения температуры сгорания образованиеNO_xуменьшается.

Рис. 5.6. Экологическая характеристика бензинового двигателя

6. Экологическая характеристика дизеля

В дизелях с камерой сгорания в поршне дымность ОГна низких скоростных режимах возрастает в 1,5 ... 2 раза по сравнению с номинальным режимом. Это объясняется тем, что при уменьшении частоты вращения ухудшается распыливание и смешение топлива с воздухом, и сажа, образующаяся в зонах камеры с переобогащенной смесью, оказывается в зонах с избытком кислорода слишком поздно, не успевая там окисляться. Поэтому подачу в диапазоне низких частот вращения необходимо ограничивать, т. е. обеспечивать соответствующее корректирование скоростных характеристик топливоподачи.

В период разгона автомобиля с дизелем, особенно если последний имеет турбонаддув, в результате кратковременного обогащения смеси значительно возрастает дымность ОГ, в то же время имеет место лишь относительно небольшое увеличение концентрацииСО,СНиNO_x.

Конструкция камеры сгорания влияет на образование СН: чем меньше отношение поверхности к объему камеры и объем камеры над вытеснителем, тем меньше образуетсяСН. На концентрациюСОиNO_xэти факторы заметного влияния не оказывают.

Рис. 5.7. Влияние нагрузки и частоты вращения на экологические показатели дизеля (верхние и нижние границы определяются способом смесеобразования и наличия наддува).

Увеличение степени сжатия вызывает рост максимальной температуры цикла и приводит к увеличению отношения поверхности камеры сгорания к ее объему. Первый фактор определяет повышение концентрации NO_x при > 1,0, а второй – увеличение выходаСН.

В двигателях с вихревым движением заряда, создаваемым в процессе впуска, при сильном увеличении интенсивности вихря (особенно в сочетании с обеднением до смеси  = 1,4 ... 1,5) могут возрастать выбросыСН.

Улучшение смесеобразования уменьшает выброс СОв области богатых смесей, но может несколько увеличить концентрациюNO_xна бедных смесях.