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

№4 зертханалық жұмыс

Қоспа құрамы бойынша карбюраторлық қозғалтқыштық реттеу сипаттамасы

Жұмыс мақсаты: карбюраторлық қозғалтқыштың қоспа құрамын анықтау.

Жанармай қоспасының құрамы, яғни цилиндрге түсетін қоспадағы отын мен ауаның қатынасы қозғалтқыш қызметіне әсер етеді және үлкен көлемде оның қуаттылық, үнемдеулі және улы көресткіштерін анықтайды.

Тұрақты айналу жиілігі кезінде қоспа құрамынан негізгі қозғалтқыш көрсеткішіне байланысты, кедергішті жапқыш жағдайы мен қозғалтқыштың жылулық жағдайы қоспаның құрамы бойынша реттеу сипаттамасы деп атайды.

Кәнігі қызметке қоспалар құрамы бойынша қозғалтқышты реттеу сипаттамасы әр кедергішті жапқыш жағдайы сипаттамасы үшін тұрақты кезінде отынға берілетін санын өзгертуімен анықталынатын болады. Осы жағдайға келесі талдау жүргізуін қолданамыз.

Осы тәсілмен анықталынған жылдамдық режимі қатары мен түрлі кедергішті жапқыш жағдайы үшін қозғалтқыштың толық құрылымын үшін реттеу сипаттамалар сериялары:

1. Аталған айналу жиілігі кезінде түрл дроссельді жапқыштар жағдайы үшін шекті қуаттылық, үнемдеулі және улы көресткіштерді анықтауға.

2. Отынды беру аппаратурасын реттеуін таңдау және бағалауға.

3. Қозғалтқыштың шекті көрсеткіштерінің абсолютті маңызы бойынша, сондай-ақ максималды қуаттылығы мен үнемдеулігіне және өнделген газдың (ӨГ) улы маңызының шегі бойынша жанармай қоспасының құрамы бойынша, оның қызмет үдерісінің сапасын бағалауына рұқсат береді.

Жанармай қоспасының құрамын ά ауа жетіспеушілік коэффициентімен бағалау дұрыс. Бір килограмм отынның толық жануы үшін іс-жүзінде отын құрамынан тәуелді болатын (егер ауа құрамын тұрақты қылып алса) қатал түрде ауа санын анықтау (1 кг отынға £ ауа) қажет. Сонымен қарапайым жағдайдағы 1 кг жанармайдың толық жануы үшін (С=85,5$, Н=14,5$) 14,9 кг ауа қажет.

Барлық отынның толық жану үшін қажетті саны бар ауа қоспасын стеиометриялы (қалыпты) деп атаймыз. Осындай қоспаның ауа жетіспеушілік коэффициенті ά=І. Осындай қоспаның тәжірибе жүзінде жану өнімдерінде көмірқышқыл газы (СО₂), су буы (Н₂О) және азот (N) қатысатын болады.

4.1. суретте түрлі қоспалар құрамы үшін теориялық жану өнімінің көлемді құрамы көрсетілген.

4.1. сурет

Қоспада отынды толық жандыру үшін қажетті ауасы көп болса (ά>1), онда ол қарапайым деп аталады, өйткені оларда отын жетіспеген және ауаның қалған оттегісі барлық отыны жанғаннан кейін пайдаланылмаған болып қалады. Сондықтан да осындай қоспаның жану өнімдерінде СО₂, Н₂О мен N₂ басқалары әр дайым (0г) оттегі болады және оның құрамы қоспаны жарлыландырумен арттырылады (4.І. сурет).

Қоспасында отыны шығында, ал ауасы отынның толық тотығуы үшін жеткіліксіз болса, онда оны байлы деп атаймыз (ά<1).

Байлы қоспаларды СО, Н₂О, N₂ басқа өнделген газдарда жандыру кезінде толық жанбайтын өнімдері болады: көміртек тотығы (СО) және сутегі (Н₂). Қоспаларды байлықтыру шамасы бойынша толық жанбайтын өнімдер маңызы арттырылады. Қоспалар құрамын өзгерту жанармай қоспасының тұрақты санын жандыру кезінде шығарылуы мүмкін болатын QСА жылу санының өзгеруі әкеліп соғады (4.1. сурет, сызықты). Іс жүзінде жылудың ең үлкен саны ά=1.0. кезінде шығуы мүмкін. Қоспаны жарлыландыру кезінде жылуды бөлу төмендейді, өйткені деректелген қоспаның салмағына келетін отын саны қысқартылады. Қоспаны байыту кезінде `жылуды бөлуін азайту ά=І кіші қоспада оттегінің жетіспеушіліген (СО мен Н) отынның толық жанбау өнімі пайда болуына байланысты болады (4.1. сурет). Сондай-ақ жылу санын өзгерту Д орта цикл қысымын өзгертуіне, сонымен қатар қозғалтқыштың индикаторлы қуаттылығына сәйкес шақырылулары тиіс (4.2. суретіндегі 3 тармақшасын қараңыз). ά=І кіші және ά=І жоғары қоспаларын байлықтыру іс жүзінде орты индикаторлы Р қысымын және N қозғалтқыштың индикатор қуаттылығын төмендетуі тиіс (Р мен N маңызын 3.1. тараудан қараңыз).

Қоспа құрамы қозғалтқыш үнемдеулігіне әсер етеді. Қоспаларды жарлыландыру шамас ыбойынша байлы қоспалар шеңберінде отынның химиялық толық емес жануымен жылуды мүмкін болатын бөлуі есебін анықтауымен теориялық ɳ сізбегі к.п.д. ά=1 дейінге (4.2. суретте сызықты қар.) лезде арттырылуы тиіс, бұл негізінде өнделген газдың Со мен Н маңызын толық жандыруын арттыруына байланысты азаяды. Әрі қарай ά=І,`/т жоғары қоспаны жарлыландыру кезінде өсуін жалғастырады, бірақ жану толықтығы тұрақты болып сақталады. Бұл оларда үшатомды газ маңызын түсіру және ӨГ температурасын азайтуынан жану өнімінің жылулықсыйымдылығы азаюымен жабдықталған. Қорытындысында ӨГ кететін қатысты жылу саны азаяды.

Негізінде қуаттылық пен үнемдеу тәуелділігі жанармай қоспасының құрамы теорикалықтардан айырмашылығы бар, бұл қозғалтқыштағы нақты үдерісдың ағу маңызымен байланысты.

Р мен N ең көп маңызы (4.2. суретте тура сызықтар) ά=1,0 емес, ал аса байлы қоспаларда (ά=0,85÷0,95) байқалады. Бұл келесі негізгі салдарлармен түсіндіріледі:

1. Цилиндрден толық шығарылатын жылу саны кейбір қоспаларды байыту кезінде максимумға жетеді, өйткені қоспаны жақсы ауыстырмауынан ауаны толық пайдалану отынның кейбір шығыны кезінде мүмкін болады.

2. Байытылған қоспалар лезде жанады. Лезде жану жылудың толық жұмысқа айналуына әсер етеді.

3. Қоспаны байытуымен жұмыс молі қоспасы санына жану өнімінің молі саны қатынасына сипатталатын Mg жануы кезінде молекулярлы өзгеру коэффициенті арттырылады. Mg арттыру сізбектің индикатор жұмысын арттырады.

4. Жану өнімінің диссоциациялық молекуланың жылуын жоғалтуын түсіреді (стехилметриялық қоспа құрамы үшін диссоциациялық сипаттағы жылуды көп жоғалтуы).

Нақты қозғалтқыштарда қоспаны жарлыландырумен индикаторлы к.п.д. өзгеруімен сондай-ақ Mg теориялықтан бірнеше рет ерекшеленеді (4.2. суретте көр.). ɳ қоспасын жарлыландырумен қоспаның жарлыландыру тиісітік шегі деп аталатын ά_эф анықталынған маңызға дейін ғана арттырылады. ά>ά_эфɳ кезінде лезде түседі. Бұл қоспаны жарлынадыруымен байланысты оның тұтану мен жану үдерісі лезде төмендейді.

Қозғалтқыштың құрылымды ерекшелік күшіне, сондай-ақ түрлі жылдамдықты және жүк түсіру үшін қоспаны түрлендіру, тұтандыру, жану, жылу ауысу мен т.б. үдерістер бірдей емес ағады. Сондықтан да қоспа құрамына байланысты қозғалтқыш көрсеткішіның қуаттылығы мен үнемдеулігі түр түрде өзгерілетін болады, және кей жағдайларда қоспа құрамы қозғалтқыштың максималды қуаттылығы мен үнемдеулігіне сәйкес түрлі болуы мүмкін. Мұнымен қозғалтқыштың нақты әрбір моделі үшін реттеу сипатауын сынамалы анықтау қажеттілігімен жабдықталған.

4.3. сурет

4.3. суретте толық дроссельді жапқыштың ашық және n=2000мин^-1 кезінде түсірілген қозғалтқыштың реттеу сипаттамасы көрсетілген. Деректелген жағдайда қуаттылықтың максимумы ά=0,89 ауаның жетіспеушілік коэффициенті кезінде жететін, бұл қоспаның қуаттылық құрам деп аталады, ал ά=1,13 кезінде отынның шекті шығын минимумы, бұл қоспаның үнемдеу құрамы деп аталады. Белгіленгендей ά=0,89 төмен қоспаны байыту кезінде қозғалтқыштың қуаттылығғы мен үнемділігін төмендету отынның толық химиялық жанбауынан жылуды жоғалтуын арттыруымен жабдықталған. ά=1,0 жоғары қоспаның жарлылануы кезінде қуатылығы азаяды, өйткені өте аз-аз отын қозғалтқыш цилиндріне енгізіледі, (ауаның сол көлеміне де), ал отының тиімді шығынымен бағаланатын қозғалтқыш үнемдеу отыны шығарылған отынды толық пайдаланғандықтан жақсарады. оС3ф жарлылау қоспа құрамы кезінде отынның шекті шығынның лезде өсуі басталады, бұл жану үдерісінің төмендеуімен байланысты. Қоспаның қатты жарлылануы кезінде қозғалтқыш бөлек сізбектер мен цилиндрде іркіліс пйда болғанға дейін тұрақсыз болып қалады (яғни жанудың тоқтап қалуы). Айтылғаннан карбюратордың нақты реттеулері ά_м мен ά_эк аралығында орналасуы тиіс екендігі анық, яғни 4.3. суретте көрсетілген реттеу аймағының ішінде жатуы тиіс. Карбюратормен қозғалтқышқа берілетін ең көп қуаттылықты, қоспа құрамын алу қажетілігін ашық толық кедергішті жапқышы кезінде қуаттылықтан жарлылау орнату қажет, өйткені атом іс жүзінде ең көп қуаттылықты сақтайды, ал отынды үнемдеушілік ά_м кезінде үнемдеушілігімен салыстырғанда айтарлықтай жақсарады. Қозғалтқыш қызметінің үнемдеулігін қамтамасыз ету дроссельді жапқышты жиі ашу кезінде карбюраторды реттеу қоспа құрамының үнемдеуіне жақын орналастырады. Нақты реттеулерді ӨГ улығын есептеуімен таңдаған жөн. Отының жануы кезінде қозғалтқышта жоғарыдағы негізгі толық және толық емес жанған өнімды қарауынан бөлек басқа заттарды түзуі мүмкін. Бірақ негізгі жану өнімдеріне қарағанда олардың ӨГ маңызы аз болғандықтан ӨГ-да бұл заттардың өзгеруі қозғалтқыш көрсеткішінің үнемдеулі және қуаттылығына айтарлық ықпал етпейді, оларға аса үлкен назар аударылады, өйткені олардың көбісі аса жоғары улығы бар. Аса маңызды улы ӨГ қоспаларымен СО көміртегі тотығы толық жанбау негізгі өнімінен басқа N азот тотығы және С_nН_м жанбаған көмірсутегісі болып келеді. ӨГ улы өнімнің құрамы жанармай қоспасы құрамын абайланысты (4.4. сурет).

4.4. сурет Көрсетілгендей СО ең көп саны оттегі жетіспеушілігінен байытылған қоспамен жұмыс кезінде түзіледі. Қоспаның жарлылануымен СО тастау лезде төмендейді және ОС-1,05 кезінде өте аз болып қалады. Азот тотығы жоғары температура мен бос оттегі бар кезінде жану өнімдерінде түзіледі.

NО_х көп бөлігін тастау ά=1,07-1,1 сәйкес, өйткені мұндай қоспаларда сізбектегі температура жетерліктей жоғары және жану өнімдерінде бос оттегі бар болғаны. Қоспаны байыту кезінде ӨГ NО_х маңызы төмендейді, өйткені оларда бос оттегі жоғалып кетеді. ά=1,07-1,1 жоғары қоспасы жарлылануы сізбек температурасы төмендеуінен NО_х түзілуін қысқартуға әкеліп соғады.

СnНм санының көп бөлігі байытылған немесе жану толықтығы төмендеуінен, әсіресе жану камерасы қабырғасына жататын заряд қабатынан қатты жарлылайтын қоспа жұмысы кезінде түзіледі.

Қозғалтқышты жұмыс режимінің жылдамдықты немесе жүк түсіруін өзгерту кезінде қоспа құрамы бойынша қозғалтқышты реттеу шектері өзгертіледі. Бұл әсіресе жүк түсіруді азайтқанан кейін қоспаның тиімділік жарлылау шегін төмендетеді, өйткені дроссельді жапқышты жабу кезінде зарядтың тұтану және жану талабы лезде төмендейді.

Тұтанудың төмендеуінің және кедергішті жапқышты жабу кезінде жану жыодамдығы азаю негізгі жағдайынн:

- тұтану кезіндегі тығыздығы мен заряд температурасының төмендеуі;

- қоспа тығыздығына байланысты ұшқынды заряд энергиясын төмендету;

-қызмет қоспасындағы отын мен оттегі шоғырлауын азайту, өйткені цилиндрге түсетін жанармай қоспасының көп бөлігі үлкен деңгейде қалған газдармен қосылу;

- цилиндрдегі қоспа турбулизациясының төмендеуі болып келеді.

Қазіргі карбюраторлық қозғалтқыштарда іс жүзінде толық дроссельді жапқышы ашық болуы кезінде қоспаның тиімді жарлылану шегі 1,1-1,2 сәйкес және жапқышты жабу шамасы бойынша ά=0,9-1,0 дейін төмендейді.

Қоспа құрамы бойынша реттеу сипаттамасын анықтау тәсілі

Қозғалтқыш алдын ала жылытылып және өз уақытында су мен май температурасынан түсірілген сипаттамасы тапсырылған шектерде ұсталуы тиіс.

Бір камералы карбюраторларда отынның шығыны негізгі жиклер тетігіне орнатылатын арнайы конусты инесі көмегімен реттеледі. Инені бұру және бұрып тастау арқылы жиклердің өту қиылысын ауыстыруға болады.

Бірнеше негізгі жиклері бар көпкамералы карбюраторлары шығынды бір уақытта және пропорционалды өзгерту қажеттілігінен барлық камераларда мұндай тәсілдер қолданылмайды. Негізінде көпкамералы карбюраторларда отын шығынын карбюратордың қалтқы камерасындағы ауа қысымы өзгертуімен реттеледі. Бұл үшін карбюратордың қалтқы камерасы онда шығынды қысымды немесе ыдыратуды құра алатын арнайы құрылғыға герметикаланады және қосылады.

4.5. суретте вакуумды сораптан тұратын құрылғы көрсетілген, 5 екіжүрісті көтергіштеріне байланысты 2 ресиверінде, І қалтқылы камерасымен немесе ыдырату, немесе артық қысым магистралді бірігуін құрады. Ресивер сорраптың қызметі кезінде туындайтын қысым тербелісі карбюратодың поплавкалы камерасына берілмеуі тиіс. 3 көтергіштері ресиверде қысымды реттеу үшін қажет, бұл 4 су пьезометрі көмегімен бақыланады. Қысымды жоғарылату кезінде поплавкалы камерада отын шығыны арттады, қысымды төмендету кезінде – азаяды.

Сипаттауды түсіру қоспаны қайта байытудан басталады. Содан соң отын шығынын ақырын азайта отырыпқоспаны қозғалтқыштың жұмытұрақтылығын тоқтатуға дейін жарлылайды.

Отын шығынының барлық маңызы кезінде айналу жиілігінің тұрақтылығы тежеуішпен түзілетін жүк түсіруін реттеуін қамтамасыз етеді.

Отынды әркезде шығындауда айналу кезеңінің максимумы бойынша от алдырудың аса тиімді бұрышын таңдау қажет. Кейбір жағдайларда сипаттауды түсіруді жеңілдету үшін от алдырудың озу бұрышын тұрақты қылып сақтайды. Сонымен қатар, қозғалтқыштың қуаттылығы, үнемдеулігі мен улығының толық абсолютті максималды маңызын алуын кепілдеуге болмайды 4.5. сурет, сондай-ақ оған сәйкес ауа жетіспеушілік коэффициентін.

Қоспаның әр құрамы кезінде келесі аудан қатарын өлшейді: G_т отын шығыны, G_т ауа шығыны, n қозғалтқышының айналу жиілігінің білігі, М_е айналу кезеңі, φ от алдырудың озу бұрышы, өнделген газдың улығы, қозғалтқыштың жылулық режимі және т.б.

Әр сипаттамалар бойынша есептеу нәтижесі 2.5. келтірілген ережелерге сәйкес бөлек кестеге салынады, оның мысалғы түрі 4.3. суретте көрсетілген.

Реттеу сипаттамаларын түсіру кезінде қозғалтқыштың қуаттылық көрсеткішін қалыпты атмосфералық талабына келтіру дұрыс емес.