Қазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі

Ақмола облысы әкімдігінің жанындағы

«Көкшетау қаласы, жоғары техникалық мектебі » МКҚК

ӘДІСТЕМЕЛІК ҚҰРАЛ

«Автомобильдер және қозғалтқыштар теориясы» пәні бойынша

1201000 «Автокөліктерге техникалық қызмет көрсету жөндеу және пайдалану»

мамандықтың студенттерге арналған зертханалық тәжіреби жұмысы

Кокшетау

№3 Зертханалық жұмыс

Жағуды озу бұрышы бойынша карбюраторлық қозғалтқыштың реттеу сипаттамасы.

Жұмыс мақсаты: жағуды озу бұрышын реттеу

Ең үлкен қуаттылықты, ең жақсы қозғалтқышты отын үнемдеулігін және игерілген газдың минималды улығын алу үшін цилиндрде от алдыру жұмыс қоспасындағы электрлі ұшқынды қабылдау кезеңінен байланысты болатын от алдырудың үдерісі тиімділігін қамтамасыз ету қажет. Білте ұшқыны разряды кезеңінен «жоғарғы өлі нүктесіне» дейін иінді біліктің бұрылу бұрышы ж.ө.н. жағудың озу бұрышы деп атайды (φ).

Жағудың озу бұрышы бойынша реттеу сипаттамасы тұрақты айналу жиілігі, кедергішті жапқыштың тұрақты ашық және отынды тұрақты шығынынан қуаттылығын өзгертуін, үнемділігін және басқа да көрсеткіштерді орнатады. Жағудың озу бұрышы бойынша сипаттамасын анықтау кезінде тұрақты болып негізінде суыту сұйықтығы мен қозғалтқыштағы май температурасын қолдайды.

Қызметке жылудуың ең нық айналу, егер жылуды лезде ж.ө.н. піспек жағдайы кезінде мүмкін. Сонымен қатар оталдыру өнімдерін кеңейтуінің максималды деңгейі қамтамасыз етіледі, демек максималды к.п.д сізбегіне жетеді. Негізінде, бірақ от алдыру үдерісін жүзеге асыру үшін кейбір жолды піспек үлгере алатын уақытты анықтау қажет. Әдетте жылу бөлу үдерісі ж.ө.н. ерте басталады және кеңейту үдерісінің ж.ө.н. кейін аяқталады. Піспек ж.ө.н. дейін жетпеген сығу үдерісі кезінде қозғалтқыштан бөлінетін жылу, дәл сондай-ақ ж.ө.н-ді өткен поршен кеңейтілуі үдерісі кезінде бөлетін жылу ж.ө.н. поршен жағдайы кезінде бөлінген жылу сияқты толық күйде қолданылуы мүмкін, өйткені кеңейтудің мүмкін болатын деңгейі төмендейді. Цилиндрдегі жылуды бөлуді толық қолданылуымен байланысты жоғалтуларды азайту үшін бөлу үдерісі ж.ө.н-ге мүмкін болғанша жақын жүргені жақсы.

Қозғалтқыштағы от алдырудың барлық үдерісін іс жүзінде 3 кезеңге (фазаға) бөлу керек (4.6. сурет). Ұшқынды разрядтан кейін от алдыру білтесінде от алдырудың бірінші (бастапқы) фазасы Ө₁ басталады. Бұл кезең ішінде қалыптасу және от алдыру ошағында өсу жүргізіледі. Алаумен алынған көлемі бірінші фазаның аяғына дейін жанып кеткен қоспаның санына маңызды болса, демек жұмыс қоспасының кішігірім тығыздығы жағдайында бөлінген жылуда үшкен емес. Сондықтан да индикатор диаграммасында сығудан қысымның от алдыру есебі үшін көрсетерлік қысымның жоғарлануы жоқ. Бірінші фазасы аяқталуы кезінде негізінде қысымның ұшулы арттыру нүктесін, цилиндрде сығудың қысым от алдыру есебінен қабылдайды (4.6. сурет) (а нүктесі).

4.6. сурет

Осыдан кейін от алдырудың екінші фазасы басталады, сол кезде алау негізінде барлық камера бойынша таралады және жылудың неізгі бөлігі шығарылады. От алдырудың екінші фазасынан кейін цилиндрдегі максималды қысымның жету кезеңін (Z нүктесі) немесе сізбек температурасының максималды жету кезеңін қабылдайды (Т нүктесі). Сәйкесінше екінші от алдыру фаза ұзындығы Ө_11z немесе Ө_11т болып белгіленеді. Үшінші кезеңде Ө111 қоспаның жанып бітуі жүреді. Жылуды жақсы пайдалану үшін екінші фазаны d.ө.н. жақын орналастыру қажет. Оған зарядтық дұрыс жанғыштық кезеңін немесе от алдырудың озу бұрышының тиімді орнатуын таңдай арқылы. От алдырудың озу бұрышына қажетті бірінші кезекте от алдырудың бірінші мен екінші кезеңді ұзындығынан және қоспаның жанып бітуі кезінде бөлінетін бөлігіне байланысты. Қозғалтқыштың жұмыс режимін өзгертуімен (қоспа құрамы, айналу жиілігі, жүк түсіру, жылулық жағдайы) от алдыру талабы да өзгереді және сондықтан да қажетті оталдырудың озу бұрышы да өзгереді.

Түрлі жылдамдықты және жүк түсіру режимі үшін от алдырудың озу бұрышын аса тиімділіг анықтау от алдырудың озу бұрышы бойынша реттеу сипаттамасын түсіру арқылы жүргізіледі.

4.7. суретте от алдырудың озу бұрышы бойынша ретету сипаттамасының түрі көрсетілген. Nе=f(φ) қисығы φ озу бұрышы кезінде максималды.

От алдырудың озу бұрышы кіші болған кезінде (кеш от алдыру) қозғалтқыштық қуатылығы сізбекте жылуды пайдалануын түсіргендіктен түседі. Бұл жағдайда жану үдерісі мүмкін болған жағдайда кеңейтілу сызығына ауысады және жылудың механикалық қызметіне ауысу мүмкіндігі төмендейді: жылудың көп бөлігі өңделген газдармен кетеді (ӨГ температурасы арттады) және цилиндр қабырғаларына беріледі. Өте кешіктірген от алдыру қозғалтқыштың қызып кетуіне әкеліп соғады.

От алдырудың озуын арттыру кезінде (ерте от алдыру) қозғалтқыш қуаттылығы сондай-ақ жылуды пайдалануы төмендеуінен азайтылады.

Ерте от алдыру кезінде жылдуың басым бөлігі ж.ө.н. дейін бөлінеді, және демек жану өнімінің кеңейтілу деңгейі және қызметке жылудың ауысу мүмкіндігі төмендейді. Осыдан басқа от алдырудың озу артыруымен максималды қысымы және цилиндрдегі температурасы өседі. 4.8. суретте (а және б Р-φ координаталарындағы индикаторлы диаграммалары (цилиндрдегі қысым – иінді біліктің айналу бұрышы) және от алдырудың озу бұрышының үш түрі үшін Р~V (қысым-көлем): tfJ0/)φ¹ – қолайлы от алдыруды озу, φ¹¹ – от алдырудың озуын арттыру және φ¹¹¹ – от алдырудың өте кіші озуы көрсетілген.

4.8. сурет

Қысым мен температураны арттыру жану өнімінің диссоциациясы жылуын жоғалтуын өзгертуімен цилиндрлі піспек тобы бөлшегінің үйкелуін арттыруымен піспектің сақинасы арқылы цилиндрден газды бөлуімен жану камерасының қабырғасындағы жылуды беруімен байланысты жоғалтуларын артыруға әкеліп соғады. Осының барлығы жану өнімін кеңейту деңгейін азайтуынан жылуды пайдалану төмендеуімен бірге от алдырудың ерте озу кезінде төмендетілген қуаттылығын анықтайды. От алдырудың озуын арттыру кезінде сізбектің өсу температурасы жану үдерісінң келесі бұзуларын аәкеліп соғады, олар детонация және уақытын бұрын өздігінен тұтану.

Отынның шығыны тұрақты болып қалғандықтан от алдырудың озу бұрышынан отынның шекті шығыны тәуелділігі (3.15 формулада көрсетілген) қайтарымды қисық қуаттылығн өзгерту сипаттамасын тартады. Демек қозғалтқыштың максималды қуаттылығн қамтамасыз ететін от алдырудың озу бұрышы бір уақытта оның отынды одан әрі жақсы үнемдеулігін қамтамасыз ететін болады. Осы бұрыш аса тиімді немесе о алдырудың озу бұрышы қуаттылығы бойынша қолайлы деп аталады.

От алдырудың озу бұрышы өңделген газдардың улығына маңызды әсер етеді (4.9. сурет).

4.9. сурет

От алдырудың озуын арттыруымен ӨГ ^тм0Ж маңызы өседі, өйткені сізбектің температурасы максималды өседі.

С_пН_mӨГ жылытылмаған көмірсутектерінің маңызы тұтану тұрақтылығына тәуелді болғандықтан, шығару үдерісінде ӨГ көмірсутегі көптігі температурасынан қабырғалар мен жанудың терең аймағында зарядтың жанып бітуі жүруі талабы кезінде от алдырудың озу бұрышынан өте күрделі түрде ауысады. Кеш от алдыруда, қарапайым қоспаларда жұмыс істеу кезінде негізінде ӨГ аса жоғары температурасы және шығару үдерісі кезінде С_пН_mӨГ жағу (тотығу) С_пН_mӨГ маңызы азайтылады.

ӨГ СО маңызына от алдырудың озу бұрышы аз әсер етеді. Ауданына қуаттылығы және от алдырудың озу бұрышы үнемдігі бойынша қолайлы қозғалтқыштың қызмет режиміне үлкен әсер етеді. Осы әсердің сипаттамасын 4.10 суретте байқауға болады (1, мұнда екі жылдамдықты режимі кезіндегі ол алдырудың озу бұрышы бойынша реттеу сипаттамасының салыстырмасы келтірілген).

Айналу жиілігін арттыруымен Ө_11х иінді біліктің айналу (и.б.а.) градусындағы негізгі жану фазасының үзындығы дерліктей тұрақты болып қалады, өйткені зарядтың турбулизациясын арттыру кезінде жану жылдамдығы шамамен айналу жиілігіне пропорционал арттады. Айналу жиілігі өсуімен, жанудың бірінші фазасының ұзындығы Ө₁₁ (и.б.а.) тәртіп ретінде бірнеше рет өседі, сондықтан да от алдырудың аса қолайлы озу бұрышы қозғалтқыштың қызме режимінің жылдамдық бойымен арттырылады. Жылдамдықты режимі өсуімен қатар отынның және қозғалтқыш қуаттылығының сағаттық шығыны арттырылатыны мәлім.

4.10. сурет

Қозғалтқыштың қызмет режимі жылдамдығын арттыруымен от алдыруды озуын өзгертуін қамтамасыз етуін пайдалану үшін үзгішті-таратушыда от алдырудың орталықашулы автомат орнатылады.

От алдырудың озудың қолайлы бұрышынан және жанармай қоспасы құрамынан тәуелді (4.106 сурет). Қоспа қарапайым болғанымен, ол баяу жанады және ж.ө.н. поршенге жақын орналасқандықтан салмақтың негізгі заряды жанып кеткей тұрып оны ертерек тұтату қажет. Сол сияқты кенбайытылған қоспалар туралы айтуға болады. Бірақ мұндай қоспалар қарапайым қозғалтқыш реттеуінен тыс орналасқан. Қоспаларды біріктіру кезінде қозғалтқыш қуаттылығы арттады және отынның шекті шығыны төмендейді.

От алдырудың озудың қолайлы бұрышы сондай-ақ қозғалтқышқа жүк түсіруіне байланысты (4.10в сурет). Кедергішті жапқышты жабу кезінде тұтану кезеңінде цилиндрдегі қысым өзгереді, зарядтың турбулизациясы түседі және қалдық газдармен жанғыш қоспалардың қосылысы арттырылады. Барлық осы факторлар жану фазасының ұзындығына әкеліп соғады, сондықтан да кедергішті жапқышты жабуымен от алдырудың озу бұрышының аса тиімдісі негізінен арттырылады. Кедергішті жапқышты жабу отынның сағаттық шығыны мен қозғалтқышты қуаттылыығ төмендеуімен жалғастырылады, отынның шекті шығыны арттырылады.

Нақты талаптарда кедергішті жапқышты жабуымен от алдырудың озудың қолайлы бұрышы аса күрделі тәсілмен өзгертіледі. Бұл кедергішті жапқыш жағдайын өзгеруін жалғастырушы факторлар әрекеттеріне орнықтырылған.

Дроссельді жапқыштарды жабу кезінде цилиндрді толтыру үдерісі ғана емес, сондай-ақ карбюраторға берілетін қоспа құрамы өзгереді. Толық жүк түсіру кезінде қоспаның құрамы реттеу қуаттылығына жақын болады. Орта жүк түсіруге көшу кезінде қоспа құрамы жарлылайды, өйткені осы режимдегі карбюраторлар үнемді құрамдағы қоспаны дайындайды. Кедергішті жапқышты әрі қарай жабу үшін қоспаның тиімді жарлылық шегі азаяды және карбюратормен дайындалатын қоспа байытылады. Қоспа құрамы от алдыруды озуға әсер еткендіктен қозғалтқышты кедергіштеу кезінде от алдырудың қолайлы бұрышының өзгеруі цилиндрді толтыруын төмендету кезінде жанудың үдерісінің өзгеруімен және ауаның жетіспеушілік коэффициентімен өзгертіледі.

Кедергішті жапқыштың қатты жабық болуы кезінде және от алдырудың озу бұрышы арттуы тиімді жарлылық шегіне жақын жатқан жану қоспа құрамында анағұрлым қоспаның тұтану талабын төмендетеді, өйткені ұшқынды беру кезінде цилиндрдегі қысым өте төмен болып келеді, ал қоспа қалған газдармен аса қосылған. От алдырудың өте қатты озуы нәтижесі кезінде қоспа тұтануын қояды. Сондықтан да жағдайлар қатарында аз жүк түсіру кезінде от алдырудың озудың қолайлы бұрышы жүк түсіруі төмендеуіен арттыруын қояды және де бірнеше төмендеуі мүмкін.

Жапқышты жабуымен от алдырудың озу бұрышын өзгертуін қамтамасыз ету үшін көптеген қозғалтқыштарда вакуумды түзеткіш от алдыруды озуы орнатылады.

Кедергішті жапқышты жабу кезінде кірудегі құбырды жүргізуде кесілу арттырылады, бұл кесілу вакуумды түзеткішке беріледі ертелі от алдырудың ұшқынын беруін қамтамасыз етеді.

Бос жүріске жақын режимдер кезінде вакуум-түзетушіге берілетін кесілу тетігі кедергішті жапқыш шетінен жоғары болады (аз кесілу аймағында) және вакуумды-түзету от алдырудың озу бұрышын төмендетеді.

От алдырудың озу бұрышы бойынша реттеу сипаттамаларын анықтау тәсілі

Сынауды бастау алдында қозғалтқышты қыздырады және содан соң қажетті жұмыс режимін орнатады (айналу жиілігін, кедергішті жапқыш жағдайын, отын шығынын). Үзгішті-таратушы корпусын айналдыру шамамен айналу кезеңінің маңызының деректер режимі үшін қамтамасыз ететін, от алдырудың озу бұрышын таңдайды. Содан соң үзгішті-таратушыны от алдырудың озу бұрышы жағына қарай айналу кезеңінің маңызы 10-15/` түспегенше дейін қосады және деректелген айналу жиілігін толық орнатуға тежеуіштің жүк түсіруін түзету қажеттілігін жүргізеді. Жылулық режимді тұрақтандырудан кейін айналу кезеңін, ауа мен отын шығынын, айналу жиілігін, от алдырудың озу бұрышын, су мен май температурасын және басқа да барлық қажетті ауданды өлшеуін жүргізеді.

Содан соң 3-5° и.б.а. от алдырудың озу бұрышын үлкейте отырыпкелесі сипаттау нүктесіне көшеді. Өзгертуді жүк түсіруді түзетуден және жылулық режимді тұрақтандырғаннан кейін жүргізеді. Арттыру шамасы бойынша қозғалтқыш қуаттылығының (айналу кезеңі) от алдырудың озу бұрышы басында өседі, ал содан төмендей бастайды. Қуаттылық маңызы 3-5% төмендегеннен кейін сипаттауды түсіру тоқтатылады. Қисықтағы максимумнан кейін үлкен озу бұрыштар кезінде екі нүктеден кем емес түсірілгені жақсы болады.

Кейбір жағдайларда отынның октанды санында от алдырудың озу бұрышы бойынша сипаттауды түсіру кезінде ерте от алдыруда қозғалтқышта детонация туындауы мүмкін; сонымен бірге от алдырудың әрі қарай арттыруын тоқтатады, ал сынау журналына анық естілетін детонацияның пайда болуын белгілейді.

От алдырудың озу бұрышын дистанциялық өзгерту үшін сипаттауды түсіру кезінде 4.11 суретте кесте түрінде келтірілген құрылғыны қолданады.

4.11. сурет

Транзисторлы триггер кірулерінде (І) екі көрсеткіштерден сигнал беріледі. Бірінші көрсеткіш (2) үзгішті байланыста ажырату жүргенде және от алдыру білтесінде жоғары вольтті серпіліс туындаған кезде сигнал беріледі. Екінші көрсеткіш – фотоэлектрлі. Ол ж.ө.н. поршні жағдайы кезеңінде сигнал беріледі, өйткені осы кезеңде қозғалқыштың иінді білігіне бекітілген (4) дискідегі тетік арқылы (3) шамдағы жарық (5) фотодиодқа түседі. Триггер триодының коллекторлары арасына ортт тоқты өлшейтін (6) микроамперметр қосылған. Осы тоқ бірінші мен екінші көрсеткіштер серпілістері арасындағы аралық ұзындықтары қатынастарына екінші көрсеткіштен дәйекті серпіліс арасындағы аралық ұзындығы немесе басқаша айтқанда 360°С от алдырудың озу бұрышы ауданы қатынасына пропорционал болады. Сондықтан да басқару құрылғысында орналасқан (6) микроамперметр шкаласын иінді біліктің бұрылыс градусына татиролау болады және бұл татиролау қозғалтқыштың түрлі жылдамдықты қызмет режиміне сақталатын болады.

Сипаттауды түсіру кезінде от алдырудың озу бұрышын өзгерту үшін үзгішті-таратушы (7) корпусының бірнеше бұрышын бұрады. Бұл сондай-ақ дистанциондық басқару арқылы орындалуы мүмкін.

Алынған деректерді 2.5. келтірілген ережелерге сәйкес 4.7. суретте көрсетілгенге ұқсас кестеге салынады.Кәнігі зертханалық жұмысты орындау кезінде от алдырудың озу бұрышы бойынша реттеуді сипаттауын анықтауымен бір уақытта индикаторлы диаграммаларды түсіруін жүргізеді, яғни қозғалтқыш цилиндрінде қысымды өзгерту диаграммасы. Диаграммаларды Д – φ иінді айналу бұріші қысымы координатасында тіркейді. Индикаторлы диаграммаы анықтау тәсілі 5 т. көрсетілген.

Аталған зертханалық жұмысты жүргізу кезінде қозғалтқышты индицировалау мақсаты жанудың үдеріс фазасын анықтау, сізбектің максималды қысымын, от алдырудың озу бұрышы ауданына байланысты цилиндрдегі жоғарылаған қысым деңгейін және жылдамдығын анықтау болып келеді, яғни жану үдерісі өзгеру көресткішін анықтау.

Кәнігі зертханалық жұмысты орындау тәсілі сондай-ақ 5т. көрсетілген «Көрсеткішті диаграмманы өндеу»: 1,2 тармақ және «Жану үдерісінің динамикасы көрсеткішін анықтау» тармақшасы.

4.12. сурет

Индикаторлы диаграммаларды өндеу деректерін 3.3. кестеге жияды және 4.12. суретте көрсетілгенге ұқсас кестеге салынады.