Экспериментальная часть

Снятие внешней скоростной характеристики заключается в следующем. При прогретом работающем двигателе увеличивают подачу горючей смеси и одновременно нагружают его с помощью тормозного устройства так, чтобы на режиме полной подачи двигатель развивал минимальное устойчивое число оборотов (min). После необходимого корректирования теплового состояния двигателя и выдержки его на стабильном режиме работы не менее минуты снимают требуемые показатели, т. Е. производят замеры нужных параметров. Далее нагрузку постепенно снимают, добиваясь возрастания скорости вращения вала двигателя на 250 или 500 , после выхода на установившийся режим работы снова делают замеры и т.д., пока обороты вала не достигнут указанных ранее пределов. Для выявления более достоверной закономерности протекания внешней характеристики замеры повторяют, последовательно нагружая двигатель и уменьшая число оборотов его вала до минимальных.

Минимальное число оборотов вала двигателя при полной нагрузке, т.е. в случае работы по внешней скоростной характеристике, определяют путем торможения двигателя до наступления заметного колебания числа оборотов его вала, после чего нагрузку уменьшают до получения устойчивой работы в течение 10 мин.

Коэффициент приспособляемости.

Р ассмотрим использование мощности или, точнее, крутящего момента двигателя на различных числах оборотов при различных внешних нагрузках.

Кривая крутящего момента abc (в относительных единицах) показана на рис. 4.3. Предположим, что внешняя нагрузка, не зависящая от числа оборотов, определяется горизонтальной прямой mpqr. При этом в точке p крутящий момент двигателя и момент сопротивления равны т коленчатый вал вращается с числом оборотов n₁ примерно равным 30% от n_e.

Если по каким-либо причинам число оборотов уменьшится, то момент внешней нагрузки окажется больше момента двигателя и он остановится. Если число оборотов возрастет, то крутящий момент двигателя окажется больше момента сопротивления, и число оборотов с n₁ повысится до n₂. В следствии этого использование крутящего момента, определяемого кривой ab, связано с неустойчивой работой двигателя.

В том случае, если при работе двигателя с числом оборотов n₂ M_кр повысится, то момент сопротивления окажется больше крутящего момента двигателя и число оборотов будет автоматически стабилизироваться.

Отсюда следует, что в соответствии с развиваемым крутящим моментом можно выделить зону устойчивых чисел оборотов и зону не устойчивых чисел оборотов.

Для удобства эксплуатации автомобилей и тракторов целесообразно зону устойчивых чисел оборотов иметь возможно более широкой.

Таким образом, работа двигателя внутреннего сгорания с полной нагрузкой:

а) неустойчива в диапазоне чисел оборотов от минимального до числа оборотов, соответствующего наибольшему крутящему моменту (кривая ab);

б) устойчива при числе оборотов, превышающем число оборотов, соответствующее наибольшему крутящему моменту (кривая bc).

Вследствие этого автомобильные и тракторные двигатели обычно работают в диапазоне устойчивых чисел оборотов коленчатого вала: от числа оборотов n_Mкр, соответствующего наибольшему крутящему моменту M_{кр max} до числа оборотов n_e, соответствующего наибольшей эффективной мощности. На более высоких числах оборотов, т.е. за максимумом внешней скоростной характеристики, мощность двигателя падает, а износ его деталей и удельные расходы топлива быстро возрастают. Поэтому на этих числах оборотов вала эксплуатируют только легковые автомобили и то сравнительно редко. Двигатели грузовых автомобилей и тракторов, имеющие ограничители и регуляторы, на этих числах оборотов не работают.

В условиях эксплуатации для лучшей приспособляемости автомобильного и тракторного двигателей к внешней нагрузке желательно, что бы крутящий момент или среднее эффективное давление при числах оборотов, при которых эти величины достигаю максимума, были бы возможно больше тех же параметров при числе оборотов, соответствующем наибольшей эффективной мощности.

Вследствие этого коэффициент приспособляемости

S=M_{кр max}/M_{кр Ne}=P_{e max}/P_{e Ne},

где M_{кр max} и P_{e max} – момент и среднее эффективное давление при числе оборотов, соответствующем наибольшему крутящему моменту;

M_{кр Ne} и P_{e Ne} – момент и среднее эффективное давление при числе оборотов, при котором эффективная мощность достигает максимума.

При проведении опыта измеряют:

1. показания весов тормозного устройства Р_вес (кг);

2. время расхода топлива τ (сек);

3. температуру отработавших газов t_вып (С°);

4. температуру охлаждающей воды t_в (С°);

5. температуру масла t_м (С°).

6. частоту вращения коленчатого вала