Регулировочная характеристика дизеля по углу опережения впрыскивания

Регулировочной характеристикой дизеля по углу опережения впрыскивания (УОВ) называется зависимость основных показателей дизеля от величины УОВ (φ_о.вп) при постоянной частоте вращения коленчатого вала (n = const) и постоянной цикловой подаче топлива (G_т.ц=const). Эти условия предопределяют постоянство ηv и α.

Эта характеристика используется для нахождения оптимальных значений УОВ на различных скоростных и нагрузочных режимах работы дизеля.

В целом характеристика по УОВ дизеля аналогична характеристике по УОЗ двигателя с искровым зажиганием. Вследствие постоянства расхода топлива зависимости р_е и g_e от φ_о.вп имеют обратный характер (рис. 36); максимум р_е и минимум g_e достигаются при одном и том же значении φ_{о.вп опт} которое называется оптимальным.

Рис.36. Регулировочная характеристика дизеля по УОВ

При раннем начале впрыскивания увеличивается период задержки воспламенения и количество теплоты, выделившейся в фазе быстрого сгорания, поэтому возрастают p_z и (Δр/Δφ)_max

Возрастание УОВ приводит к увеличению содержания NO_X в ОГ при одновременном уменьшении содержания сажи.

В дизелях обычно устанавливают величину φ_о.вп несколько меньше φ_{о.вп.опт} При незначительном увеличении g_e это приводит к уменьшению тепловых и механических нагрузок и к снижению содержания NO_X.

Нагрузочные характеристики

Нагрузочная характеристика двигателя с искровым зажиганием

В двигателях с искровым зажиганием (ДсИЗ) изменение мощности достигается в основном за счет изменения количества горючей смеси (изменением положения ДЗ), поступающей в цилиндры.

Состав смеси на режимах НХ теоретически должен оставаться экономическим α=α_эк при каждом значении N_e, за исключением режима полной нагрузки, когда возможности количественного регулирования будут исчерпаны. В этом случае обеспечение режима N_e=N_max возможно только при обогащении смеси до мощностного состава. В современных ДсИЗ с впрыскиванием бензина алгоритм обогащения заложен в память электронного блока упра­вления: обогащение происходит в зависимости от расхода воздуха (или от уровня разрежения во впускном трубопроводе) с учетом положения ДЗ и скоростного режима двигателя. Необходимое обогащение смеси в карбюраторных двигателях реализуется при помощи экономайзера, эконостата или включением вторичной камеры карбюратора (в двухкамерных карбюраторах с последовательным включением камер).

Совместное изменение наполнения цилиндров и обеспечиваемых штатными системами реальных значений α и φ_о.з, оказывает сложное воздействие на рабочий процесс и показатели двигателя .Характер изменения основных показателей двигателя определяется совместным влиянием изменения η_i и η_m (рис. 7.12). Величина η_i, по НХ определяется составом смеси, η_v и значением УОЗ, а величина rjM практически зависит только от нагрузки двигателя, изменяясь от нуля на режиме XX до максимального значения на режиме N_emax.

При полном открытии ДЗ из-за химической неполноты сгорания(α<1) уменьшается η_i, и увеличивается g_e, несмотря на максимальное значение η_m (рис.37).

Прикрытие ДЗ переводит работу системы топливоподачи на обеспечение близкого к экономичному составу смеси (α= 1,1... 1,2), что повышает η_i,. Минимальный удельный эффективный расход топлива определяется максимальной величиной произведения η_е = η_iη_m и соответствует, как правило, значению N_e=(0,8...0,9) N_emax

Однако прикрытие ДЗ по ряду причин приводит к ухудшению условий воспламенения и сгорания горючей смеси.

В результате этого а необходимо несколько уменьшить, что особенно важно на режимах малых нагрузок и холостого хода ,где для обеспечения хорошей экономичности необходимо обогатить смесь до α=0,90...0. По этой же причине необходимо увеличивать УОЗ, чтобы компенсировать увеличение длительности первой фазы сгорания.

Ухудшение условий сгорания и обогащение смеси по мере прикрытия ДЗ приводят к некоторому уменьшению η_i (рис37), что увеличивает g_e. Но

более сильное влияние на зависимость g_e =f(N_e) оказывает изменение η_м. Нагрузочная характеристика дизеля

При снятии нагрузочной характеристики снижение нагрузки достигается уменьшением цикловой подачи топлива, частота вращения при этом поддерживается неизменной.В дизеле без наддува увеличение а при снижении нагрузки вызвано снижением часового расхода топлива G_T, в то время как часовой расход воздуха G_B несколько увеличивается .Температура отработавших газов Т_г снижается из-за уменьшения количества теплоты, выделяющейся при сгорании. Уве­личение α приводит к снижению дымности отработавших газов К, а также уменьшению g_i, в результате увеличения η_i. Однако на очень малых нагрузках величина g_i, может увеличиваться из-за ухудшения качества процессов впрыскивания и распыливания топлива.

Удельный эффективный расход топлива обычно достигает минимума при 70...80%-й нагрузке. При полной нагрузке g_e возрастает из-за уменьшения α и η_i, a на малых нагрузках — увеличивается в связи с уменьшением η_м. Механический КПД дизеля меняется по нагрузочной характеристике так же, как у двигателя с искровым зажиганием .

У дизеля с турбонаддувом при снижении нагрузки в связи с падением температуры ОГ перед турбиной Т_г уменьшается располагаемая работа газа, что приводит к снижению частоты вращения турбины и компрессора. В результате снижаются параметры наддувочного воздуха: р_х, Т_х и G_B. Это, в свою очередь, приво­дят к уменьшению расхода газа через турбину и противодавления газа перед турбиной р_т и, как следствие, к дополнительному уменьшению частоты вращения турбины и компрессора. Процесс продолжается до тех пор, пока не установится новый режим совместной работы дизеля с ТКР, что обычно продолжается несколько секунд.

Рис.38. Нагрузочные характеристики дизеля:

а- без наддува; б- с турбонаддувом и охлаждением воздуха