4.10.4. Характеристики оптимального регулювання бензинових та газових двигунів

Характеристиками оптимального регулювання називають гра­фічні залежності оптимальних значень витрат палива за годину, питомої витрати палива, коефіцієнта надміру повітря, а також інших показників двигуна від параметра, який цікавить дослідника. Найбільш часто таким параметром приймають потужність. На відміну від навантажувальної характеристики, характеристика оптимального регулювання не визна­чається безпосередньо на двигуні, а є наслідком обробки серії характе­ристик, визначених на двигуні при різних відкриттях дросельних заслінок при даній частоті обертання шляхом зміни складу паливоповітряної суміші і вибором для кожної точки оптимального кута випередження за­палювання.

Така характеристика двигуна 849,2/8,0 (ЗМЗ-53), визначена при частоті обертання 2000 хв^-1 і відкритті дросельних заслінок, що відповідає розрідженню на впуску 53,8 кПа, показана на рис. 4.65.

Визначається серія таких характеристик при різних відкриттях дро­сельних заслінок. Ці характеристики будуються на одному графіку. Оп­тимальна характеристика визначається побудовою огинальної кривої до кривих питомих витрат палива. Для прикладу на рис. 4.64, б показано характеристики оптимального регулювання двигуна 8410,0/9,5 (ЗИЛ-130), отримані при частоті обертання 2000 хв^-1.

4.10.5. Характеристики холостого ходу

Характеристика холостого ходу є швидкісною і являє собою за­лежність витрати палива за годину і інших показників двигуна від часто­ти обертання при роботі двигуна без зовнішнього навантаження. Згідно ГОСТ 14846-81 такі характеристики визначають у діапазоні частот обер­тання від мінімально сталої до такої, що дорівнює 60% від максимальної для двигунів з іскровим запалюванням і до максимальної для дизелів. Визначають такі характеристики на прогрітому до нормального теплово­го стану двигуні. Збільшення частоти обертання досягається у двигунах з іскровим запалюванням відкриттям дросельних заслінок, у дизелях - збільшенням подачі палива. Тому характеристики двигуна з іскровим запалюванням і дизеля відрізняються, особливо з точки зору наповнен­ня циліндрів двигуна повітрям. На рис. 4.67 показана характеристика холостого ходу бензинового двигуна 4Ч9,2/9,2(ЗМЗ-24). У двигуні з іскровим запалюванням хоча заслінка відкривається із збільшенням час­тоти обертання, однак кут відкриття її невеликий, що призводить до незначної зміни розрідження на впуску ʌр_к і коефіцієнта наповнення двигуна η_v . При роботі по характеристиці холостого ходу з збільшенням частоти обертання витрати палива G_пал і повітря G_пов, а також кут ви­передження запалювання зростають при практично постійному ко­ефіцієнті надміру повітря а.

У дизелях із підвищенням частоти обертання наповнення циліндрів повітрям змінюється незначно, а коефіцієнт наповнення незначно зме­ншується внаслідок зростання втрат на подолання опору впускного тра­кту. Підвищення частоти досягається збільшенням циклової подачі па­лива. Тому витрата повітря за годину практично пропорційна частоті обертання. Витрата палива за годину зростає більш інтенсивно, ніж повітря, тому коефіцієнт надміру повітря поступово знижується. Це видно з рис. 4.68, на якому показана характеристика холостого ходу дизеля 6413,0/14,0 (ЯМЗ-236).

В умовах експлуатації автомобілів значне місце займає режим при­мусового холостого ходу. Це режим, коли дросельна заслінка у двигунах з іскровим запалюванням або педаль управління паливоподачею у ди­зелях знаходяться у положенні, що відповідає мінімальній частоті обер­тання холостого ходу, а вал двигуна обертається з частотою, що пере­вищує мінімальну. В цьому випадку енергія до двигуна підводиться від ведучих коліс автомобіля, і двигун використовується як гальмо.

Щоб визначити величину гальмівного моменту і витрату палива у режимі примусового холостого ходу, знімають характеристику двигуна при ро­боті у цьому режимі. Це можна зробити за наявності джерела енергії, наприклад, електродвигуна, за допомогою якого обертають вал прогрітого двигуна. Найбільш зручно визначати таку характеристику на електричному гальмівному стенді. Для прикладу на рис. 4.69 показана характеристика примусового холостого ходу бензинового двигуна 4Ч9,2/9,2(ЗМЗ-24). Гальмівний момент двигуна М_г у режимі мінімаль­ної частоти обертання дорівнює нулю, а потім зростає із підвищенням частоти обертання, розрідження у впускному каналі ʌр_к у мірі підви­щення частоти обертання збільшується. Витрата повітря G_пов і палива G_пал практично не зростають, оскільки при високих розрідженнях має місце течія повітря у критичному режимі, швидкість у якому не залежить від перепаду тиску.

У двигунах з іскровим запалюванням, які обладнані економайзера­ми примусового холостого ходу, паливо при роботі у цьому режимі в циліндри двигуна не поступає. Подача палива відсутня у дизелях, об­ладнаних всережимними регуляторами. У дизелях із дворежимним ре­гулятором витрата палива у цьому режимі залежить від характеристик паливного насоса.