3.4.4. Регулировочная характеристика двигателя с принудительным зажиганием по углу опережения зажигания
Регулировочной характеристикой двигателя (рис. 17) по углу опережения зажигания называется зависимость нагрузочных (Me, Pе, Ne), экономических (Gт, ge) и других показателей от угла опережения зажигания оп з.
Характеристика снимается при постоянном положении дроссельной заслонки (чаще всего при полном ее открытии), неизменной частоте вращения коленчатого вала двигателя и установившемся тепловом его состоянии.
Цели работы:
1) определение характера изменения мощностных и экономических показателей двигателя в зависимости от угла опережения зажигания;
Рис. 17. Регулировочная характеристика бензинового двигателя по углу опережения зажигания
2) определение наивыгоднейшего угла опережения зажигания для каждого исследуемого режима работы двигателя.
Для двигателей, у которых угол опережения зажигания изменяется автоматически (при наличии центробежного и вакуумного регуляторов), снятие характеристики производится с целью проверки правильности установки и действия регуляторов (в некоторых случаях регуляторы отключаются).
Методика получения характеристики. Подготовленный к испытаниям двигатель следует ввести в режим, соответствующий началу снятия характеристики: положение дроссельной заслонки – заданное, опережение зажигания позднее (оп з = 0°), число оборотов коленчатого вала – требуемое. Далее последовательность снятия характеристики следующая:
1) дать выдержку двигателю для установления теплового режима и по сигналу руководителя произвести в протоколе испытаний запись всех необходимых параметров;
2) увеличить угол опережения зажигания на 5° и одновременно путем изменения регулировки тормоза установить прежнее заданное число оборотов;
3) дать выдержку при работе двигателя на установленном режиме. По установленному сигналу произвести запись показаний всех измерительных приборов.
Аналогичным образом, увеличивая угол опережения зажигания на 5°, производят замеры всех остальных опытных точек характеристики, закончив ее при наступлении металлических стуков в цилиндрах и при сильном уменьшении показаний тормоза.
Затем по результатам замеров нужно вычислить Ne, Gт, ge и по полученным данным построить характеристики Ne = f(оп з), Gт = f(оп з), ge = f(оп з), k i / и другие.
На основании полученных результатов следует определить оптимальный угол опережения зажигания, при котором мощностные показатели работы двигателя достигают максимального значения, а удельный расход топлива – минимального.
Анализ характеристики. Снижение мощности и увеличение удельных расходов топлива при углах опережения зажигания, меньших оптимального, объясняется тем, что по мере уменьшения оп з процесс сгорания все больше и больше переносится на такт расширения. Это сопровождается увеличением потерь тепла с выхлопными газами и в систему охлаждения. Увеличение угла опережения зажигания свыше оптимального оп з сопровождается преждевременным горением, возникновением противодавления на поршень, ведущим к снижению мощностных и экономических показателей и появлению детонации.
С уменьшением нагрузки при неизменном скоростном режиме двигателя величина оптимального оп з возрастает, что связано с уменьшением (из-за прикрытия дросселя) коэффициента наполнения (соответственно увеличения r).