14.Регуляторная характеристика дизеля.Её назначение и методика испытаний двигателя по её определению.

С помощью регуляторной характеристики можно оце­пить экономичность и эффек­тивность режимов работы дви­гателя па регуляторе.

Регуляторная характерис­тика или характеристика на регуляторе — это зависимость часового и удельного расходов топлива, частоты вращения и крутящего момента от мощно­сти при работе двигателя па регуляторе. Эта характеристи­ка может быть также пред­ставлена зависимостями кру­тящего момента, эффективной мощности, часового и удельного

расходов топлива от частоты вращения коленчатого вала при работе двигателя на регуляторе.

Характеристику определяют последовательным увеличением нагрузки от нулевой до полной при частоте вращения, соответ­ствующей максимальному крутящему моменту, и дальнейшим повышением нагрузки до достижения частоты вращения, со­ставляющей не более 85% частоты вращения при максималь­ном крутящем моменте. Таким образом, характеристика до­вольно полно охватывает диапазон нагрузок, встречающихся в эксплуатационных условиях. При наличии веер ежим кого регу­лятора для выявления показателей работы двигателя на дру­гих скоростных режимах, кроме основной*регуляторной харак­теристики, определяют несколько дополнительных при других положениях рычага акселератора.

Характеристику двигателя, определенную при перестановке органа управления подачей (акселератора) в сторону сниже­ния скоростных или мощностныхтных показателей, называют час­тичной регуляторной характеристикой.

В дизеле регулятор действует на рейку ТНВД, изменяя авто­матически подачу топлива в зависимости от нагрузки. При оп­ределении основной регуляторной характеристики дизеля рычаг акселератора ставят в основное рабочее положение. При опре­делении дополнительных характеристик на регуляторе па ско­ростных режимах, отличных от основного, акселератор устанав­ливают соответственно задаваемому скоростному режиму.

Так как ветви характеристики, идущие от холостого хода до максимальной мощности, представляют режимы, определяе­мые работой регулятора, то в пределах этих ветвей происходит основное перемещение рейки топливного насоса.

Регуляторная характеристика показывает, что недогрузка двигателя существенно влияет на .экономичность его работы,, вызывая повышение удельного расхода топлива.

Для повышения эффективности работы машинно-тракторно­го парка (МТП) необходимо стремиться к тому, чтобы средняя эксплуатационная загрузка тракторного дизеля была возможно выше.

15. Силы, действующие в кшм. Их влияние на нагруженность и износ деталей кшм.

Во время работы на детали механизма действуют различные силы и моменты, изменяющиеся как по численному значению, так и направлению. Одни из них обеспечивают работу двигателя, а другие вызывают изнашивание его деталей. Силы давления газов в цилиндре, силы инерции движущихся масс деталей, сил трения между сопряжёнными деталями и сил тяжести.

Сила давления газов Рг на поршень. В результате сгорания Топлива в цилиндре двигателя образуются газы, давление от Которых воспринимается поршнем, стенками и головкой цилиндра. (влияет на износ поршневого пальца, отверстий в бобышках поршня и верхней головки шатуна): в момент воспламенения (взрыва) рабочей смеси она резко повышается, а на протяжении рабочего хода плавно снижается.

Силы инерции. В кривошипно-шатунном механизме по­ступательное движение совершает комплект поршня (поршень, палец, кольца, верхняя головка шатуна), вращательное —кри­вошип коленчатого вала и нижняя головка шатуна, сложное плоскопараллельное — стержень шатуна. Массы этих деталей ■при движении образуют силы инерции, которые создают допол­нительную нагрузку, и их необходимо учитывать при расчетах.

При равномерной частоте вращения коленчатого вала поршень отходит от мертвой точки ускоренно, а приближается к ней замедленно. Движущийся поршень и другие детали, получив разгон и стремясь сохранить свою скорость, сопротивляются ее изменению. В результате неравномерного движения деталей кривошипно-шатунного механизма в нем действуют силы инерции. Они тоже непостоянны: когда скорость движения поршня уменьшается, силы инерции направлены в сторону движения, а когда скорость увеличивается, то в сторону, противоположнуюдвижению.

В мертвых точках сила инерции Pi(влияет на износ поршневого пальца, отверстий в бобышках поршня и верхнейголовки шатуна) достигает наибольшего значения. В в.м.т. она направлена вверх, а в н.м.т. — вниз. Поэтому в начале рабочего хода поршняPiвсегда противодействует силе Рг. Примерно в середине пути поршня его скорость наибольшая, а сила инерции доходит до нуля.

Составляющие сил инерции и давления газов. Во время работы двигателя на поршень действуют две силы: сила давления газов и сила инерции поступательно движущихся деталей (поршня, пальца и верхней части шатуна).Давление газов зависит от количества топлива, сжигаемого за цикл, и некоторых других причин и изменяется по мере перемещения поршня в цилиндре. Сила инерции зависит от массы поступательно движущихся деталей, колебаний частоты вращения вала, радиуса кривошипа и тоже изменяется по мере перемещения поршня. Обе силы, слагаясь . вместе или вычитаясь одна из другой, дают равнодействующую силу Рп ((большую или меньшую, чем сила Рг). Эта

сила раскладывается на две: силу Рш, направленную вдоль шатуна (влияет на износ шатунных и коренных вкладышей и шеек коленвала), и силу N (влияет на износ поршневых колец и стенок цилиндра по диаметру), направленную перпендикулярно к стенке цилиндра.

Рш воспринимаемая шатунной шейкой коленчатого вала, умноженная на плечо h, создает крутящий момент, под действием которого вращается коленчатый вал.

При вращении вала в нижней части шатуна возникает центробежная сила Рц, которая прямо зависит от массы вращающихся частей, частоты вращения и радиуса кривошипа. От ее действия увеличивается изнашивание подшипников и шеек вала. Центробежная сила может быть уравновешена противовесами коленчатого вала.

Сила Рш, приложенная к коренным шейкам вала, передается его подшипникам и корпусу двигателя. Эту силу можно разложить на две составляющие: N и Рп.

Сила N¹равна поN, но направлена в противоположную сторону. Обе силы на плече а создают момент, называемый обратным, так как он стремится вращать двигатель в сторону, противоположную вращению коленчатого вала. Под действием этого момента ослабляются крепления опор двигателя на остове машины.

Сила Р'п передается через коренные подшипники вала корпусу двигателя (из за этой силы и силы тяжести в КШМ наблюдается неравномерный износ коренных шеек по радиусу).

Уравновешенным считают двигатель, на опоры которого при установившем­ся режиме работы передаются постоян­ные по значению и направлению силы и моменты.

Для уравновешивания сил инерции и моментов этих сил в многоцилиндро­вых двигателях необходимо, чтобы рав­нодействующие всех сил инерции, дей­ствующих в плоскостях, проходящих через ось вала, а также сумма моментов этих сил относительно выбранной оси равнялись нулю. Тогда условие полной конструктивной уравновешенности двигателей будет иметь вид:

Поэтому при разработке двигателей важно грамотно выбрать соответствую­щее число и схему расположения цилиндров и кривошипов, предусмотреть установку простейших противовесов и уравновешивающих механизмов, проводят статическую и динами­ческую балансировку коленчатого вала;

уравновешивание — это комп­лекс конструктивных, производствен­ных и эксплуатационных мероприятий, направленных на уменьшение или пол­ную компенсацию сил инерции и их моментов.

Уравновешивание действия возврат­но-поступательно движущихся масс. В рядном одноцилиндровом двигателе для уравновешивания силы инерции пер­вого порядка Pj1 устанавливают два противовеса, вращающихся в разные стороны с частотой, равной частоте вращения коленчатого вала. Тогда гори­зонтальные составляющие сил инерции этих противовесов уравновешивают друг друга.

Силы инерции второго порядка Р_j2 изменяются с частотой, в два раза пре­вышающей частоту вращения коленча­того вала. Здесь также ставят два про­тивовеса, но с частотой вращения 2ш. Поэтому шестерни привода этих про­тивовесов имеют число зубьев в два раза меньше, чем у шестерни на колен­чатом валу. В реальных кон­струкциях механизм уравновешивания еще сложнее — по четыре шестерни для компенсации сил инерции каждого вида, поэтому его применяют редко.

В двухцилиндровых двигателях при­меняют две схемы коленчатого вала: с коленами через 360° и через 180°. Пер­вые имеют порядок работы цилиндров 1—0—2—0, а вторые 1—2-0-0, т.е. первые работают более равномерно. Но при 360° получается удвоенный одно­цилиндровый двигатель. Для его урав­новешивания требуется такой же меха­низм, как и для одноцилиндрового двигателя, т. е. с дополнительными противовесами (двигатель автомобиля Вторая схема дает уравновешенность сил инерции первого порядка/-': так как они направлены в разные стороны. Для уравновешивания сил инерции второго порядка требуются дополнительные противовесы

В четырёхцилиндровых двигателях коленчатый вал имеет расположение колен через 180°, как бы два зеркально отраженных коленчатых вала двухци­линдрового двигателя. В этом двигателе силы инерции первого порядка также уравновешены. Силы инерции второго порядка неуравновешены, кроме А-41. Очень часто специальные механизмы их уравновешивания не применяют. Схема коленчатого вала определяет порядок работы цилиндров: 1 -3—4—2 или 1 —2—4—3. Первый применяют чаще^,

Шестицилиндровые (и более) рядные двигатели считают полностью уравно­вешенными.

V-образный 2-х цилидровый

V-образные двигатели с углом разва- ла 90° также почти полностью уравно­вешены.

Гасители крутильных колебаний. К? числу дополнительных мероприятий по¹-снижению колебаний и вибраций от­носится установка на передних концах коленчатых валов гасителей колебаний. Поскольку коленчатый вал является торсионом (скручивающейся пружи­ной), то в нем под действием внешних сил возникают собственные (крутиль­ные) колебания. Они могут попасть в резонанс с внешними колебаниями, что приводит к разрушению вала. Гаси­тели колебаний поглощают энергию этих колебаний благодаря трению меж­ду элементами) и тем самым уменьшают амплитуду коле­баний. Так работают гасители в муфтах сцепления трансмиссии.

Широко применяют гасители коле­баний жидкостного трения. Их осно­ва — маховик, помещенный в герме­тичный корпус, заполненный силико­новой жидкостью .