21. Основные эксплуатационные требования к автотракторным двигателям. Роль отечественных ученых в создании и развитии теории двс.
Для проведения теплового расчета проектируемого двигателя выбираем
значения номинальной эффективной мощности Pe, кВт, и номинальной час-
тоты вращения коленчатого вала nN, мин -1.
Кроме этого, выбираются, с учетом перспективы развития автотракторных
двигателей, значения следующих дополнительных параметров:
1. Параметры окружающей среды: при работе двигателя без наддува: дав-
ление pо и температура То; при работе двигателя с наддувом (параметры по-
сле нагнетателя): давление pк и температура Тк .
2. Элементарный состав и низшая теплота сгорания топлива: жидкого Нu ;
газообразного H'u.
3. Степень сжатия ε.
4. Коэффциент избытка воздуха α.
5. Параметры остаточных газов: давление pr и температура Тr .
6. Подогрев свежего заряда от стенок ΔТ.
7. Степень повышения давления газов при сгорании (только для дизе-
лей) λ.
8. Коэффициент использования теплоты при сгорании ξz.
9. Коэффициент округления индикаторной диаграммы ϕпд .
10. Отношение хода поршня к диаметру цилиндра m = S /D.
В 1903-1908 гг. русский изобретатель и предприниматель Я.В. Мамин создал несколько работоспособных быстроходных двигателей с механическим впрыском топлива в цилиндр и воспламенением от сжатия, мощность которого в 1911 г., составляла уже 25 лс. Впрыск топлива производился в предкамеру, выполненную из чугуна с медной вставкой, что позволяло получить высокую температуру поверхности предкамеры и надежное самовоспламенение. Это был первый в мире бескомпрессорный дизель.В 1906 г. профессор МВТУ В.И. Гриневецкий предложил конструкцию двигателя с двойным сжатием и расширением - прототипа комбинированного двигателя. Им же разработан метод теплового расчета рабочих процессов, который впоследствии был развит Н.Р. Брилингом и Е.К. Мазингом и не потерял своего значения и сегодня.
Значительный вклад в развитие отечественного двигателестроения внесли выдающиеся советские ученые: Н.Р. Брилинг, Е.К. Мазинг, В.Т. Цветков, А.С. Орлин, В.А. Ваншейдт, Н.М. Глаголев, М.Г. Круглов и др.
22. Скоростная характеристика карбюраторного двигателя. Условие снятия. Коэффициент запаса крутящего момента.
Скоростной характеристикой карбюраторного двигателя называется зависимость мощности Ne, крутящего момента Me, часового Gт и удельного ge расходов топлива, а также других показателей работы двигателя от частоты вращения коленчатого вала n при постоянном угле открытия дроссельной заслонки карбюратора. Различают скоростную характеристику при полностью открытой дроссельной заслонке, которая называется внешней скоростной характеристикой, и частичные скоростные характеристики, определяемые при промежуточных, но постоянных положениях дросселя.
Характер изменения мощностных показателей работы двигателя по скоростной характеристике рассмотрим на примере внешней скоростной характеристики.
Для четырехтактного двигателя эффективный крутящий момент описывается выражением, Н⋅м:
Важным оценочным параметром является и коэффициент запаса крутящего момента:
где M eном - значение крутящего момента при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя. При определении скоростной характеристики двигатель
должен быть укомплектован всеми агрегатами необходимыми для его работы в условиях эксплуатации: генератором, воздухоочистителем и прочими агрегатами.
Испытания должны проводиться с соблюдением регулировок предприятия-изготовителя, указанных в техническом паспорте.
Скоростная характеристика снимается при постоянном положении угла открытия дросселя. Перед проведении испытаний двигатель прогревают на малой нагрузке, затем устанавливают дроссельную заслонку карбюратора в фиксированное (постоянное) положение, при котором решено снимать характеристику. Увеличивая тормозную нагрузку, устанавливают скоростной режим двигателя, соответствующий минимально устойчивой рабочей частоте вращения двигателя. Это первая точка характеристики. После стабилизации теплового режима производят замеры, необходимых параметров работы двигателя, которые записываются в протокол испытаний.
Далее, изменяя регулировку тормоза, устанавливают следующий скоростной режим двигателя, при котором после стабилизации теплового режима производят замеры параметров работы двигателя на второй точке характеристики и т. д. до скоростного режима, соответствующего 1,1⋅nном.
Для построения скоростной характеристики двигателя число скоростных режимов, при которых проводятся измерения, должно быть не менее 6…8, т.е. достаточным, чтобы вы-
явить форму и характер кривых во всем диапазоне обследуемых режимов. Обычно скоростные режимы устанавливают кратными 100 об/мин.
Замер каждой точки характеристики включает измерение следующих параметров работы двигателя:
• вес P - усилия на динамометре тормоза, Н;
• τ - времени расходования двигателем заданной дозы то-
плива ΔGт, с;
• Δn - частоты вращения коленчатого вала двигателя,
об/мин;
• ввых t - температуры воды на выходе из двигателя, °С;
• tмас и pмас – температуры, °С, и давления масла, МПа, в
двигателе;
• tr - температуры отработавших газов, °С;
• ϕ
з - угла опережения зажигания, град;
• ΔVв - объемного расхода воздуха за время τ, м3/с;
• В0, t0 и ϕ - соответственно, атмосферного давления, мм рт. ст., температуры воздуха, °С, и влажности воздуха, %.
По результатам измерений рассчитываются по формулам, которые приведены в методических указаниях [1] (см. список литературы), и наносятся на график с изображением экспериментальных точек значения следующих показателей: Me, Gт,
Gв. Затем, по результатам замеров и, если необходимо, то с использованием откорректированных кривых M o e, Go т , Go в рассчитываются и наносятся на графики остальные показатели двигателя Ne, ge и т.д.