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

№5 зертханалық жұмыс

Карбюраторлық қозғалтқыштыңсыртқы жылдамдық сипаттамасы

Жұмыс мақсаты: қозғалтқыштың жылдамдық сипаттамасын үйрену.

Пайдалану жағдайларында автотракторлы қозғалтқыштар жүк түсіру және жылдамдық режимін тоқтаусыз өзгерту кезінде қызмет атқарады. Тартқыштығын, динамикалық, экономикалық және басқа да пайдалану машинасының сапасын анықтайтын қозғалтқыш жұмысын көрсеткішін анықтау үшін оның жылдамдықты сипаттамалары анықталынады.

Карбюраторлық қозғалтқыштың жылдамдықты сипаттамасы N_е қуаттылық, М_е айналу кезеңі, отынның G_т сағаттық және g_е шекті шығыны тәелділігі, сондай-ақ басқа да дроссельді көрсеткіштің тұрақты жағдайы кезінде айналу жиілігінің жұмыс көрсеткіші тәуелділігі деп атаймыз. Толық ашылған дросселі кезінде алынған сипаттамалар сыртқы жылдамдықты сипаттамалар деп атаймыз, дроссельдің аралық жағдайы кезінде – бөлшекті жылдамдықты сипаттамалар деп атаймыз.

Сыртқы жылдамдықты сипаттамасы қозғалтқыштың негізгі паспортты сипаттамасы болып келеді. Оның негізінде қозғалтқыштың маңызды техникалық көрсеткіштері көрсетіледі: n_ном – айналу жиілігі номиналы кезінде дайындау-зауытымен кепілденетін N_енол-номиналды қуаттылығы; Ме_мах қозғалтқыштың максималды айналу кезеңі және оған сәйкес n_мемах сәйкес айналу жиілігі · g_еміn сыртқы жылдамдық сипаттамасы бойынша отынның минималды шығын шегі және оған сәйкес ng_еміn айналу жиілігі; минималды айналу жиілдігінің тұрақтылығы және басқасы. Сыртқы сипаттаманы талдау кезінде сондай-ақ N_емах қозғалтқышының максималды көрсеткіш ауданын және оған сәйкес п_Nемах айналу жиілігін бағалайды. Ықтиярсыз от алдырумен, айналу жиілігі шектеуімен жабдықталған, жылдамдықты сипаттауды қозғалтқыштар үшін ГОСТ-қа сәйкес екі рет анықтайды: қосылған және ажыратылған шектеулермен. Сыртқы жылдамдықты сипаттауды түсіру кезінде барлық көрсетілген сипаттау нүктелері анықталынуы тиіс.

Жылдамдықты сипаттауды анықтау кезінде автомобильді пайдалану талабында арнайы мақсаттар үшін (тежеуіш жүйесінің компрессоры, сервомеханизмдер компрессоры, салондағы ауаны кондициоривать жүйесі, газ шығаратын түтік учаскелері, шанақты жылыту үшін арналғандар және т.б.) қажетті көмекші құрылғылар мен жабдықтары ажыратылып және бөлшектенуі тиіс.

Қозғалқыштың көмекші құрылғылар мен жабдықтармен жинақтауына байланысты сыртқы жылдамдықты сипаттауды түсіру кезінде нетто және брутто қуаттылығын анықтайды, бұл қозғалқыштың басқа да көрсеткіштерін анықтайды.

Қозғалтқыштың нетто қуаттылығын анықтау кезінде ГОСТ сәйкес көмекші сериялы ауатазартқыш пен кірудегі шуды дыбыс тежеугіш құрылғылары, шығару шуды дыбыс тежеугіш пен шығару құбырлары, радиатор, сәйкес құндағы желдеткіш, сондай-ақ қоректендіру мен от алдыру жүйесін реттеуі дайындау-зауытының техникалық жағдайы талабына жауап беретін өнделген газдың улығын түсіру үшін құрылғылармен жинақталған.

Брутто қуаттылығн анықтау кезінде қозғалқыш ауатазартқышсыз және кірудегі шуд ыдыбыс тежеугіш, шығару шуды дыбыс тежеугіш пен шығару құбырлары, желдеткіштер мен радиаторларсыз, шығару газдарын улығын түсіру үшін құралығылармен сыналады. Сонымен бірге қоректендіру және от алдыру жүйелері дайындау-зауытының ұсынысы бойынша қуаттылықты реттеуі бар.

Қозғалтқышты ауатазартқыштармен, шығару шуды дыбыс тежеугіштері мен шығару газдарын улығын түсіру үшін құрылғылармен жабдықтау тәртіп ретінде газды ауысуға қуаттылықты ішкі жоғалту бойына, сондай-ақ өнделген газдан қозғалтқыш цилиндрін тазартуының кейбір нашарлауына және олардың жаңа отынды ауалы қоспасымен толтыруына әкеліп соғады. Суыту желдеткіш жүйесі жетекті қозғалтқыш қуаттылығының пайдалы шығынын қажет етеді. Сонымен бірге, егер қоректендіру жүйесінің реттек қуаттылығын және соңғыларды анықтау кезінде от алдыруды қолдануды ескере отырып қозғалтқыш нетто қуаттылығы брутто қуаттылығына қарағанда аз болады.

Карбюраторлық қозғалтқыштың сыртқы жылдамдық сипаттамаларын түсіру кезінде қуаттылығы, айналу кезеңі мен қысымның орташа тиімділігі атмосфераның қалыпты жағдайына әкеліп соғады (2.4. бөлімді қараңыз). Карбюраторлық қозғалтқыштың типтік сыртқы жылдамдықты сипаттамалары айналу жиілігі шектеуімен жабдықталған 4.13. суретте көрсетілген, мұнда тән нүктелер белгіленген.

Сыртқы жылдамдықты сипаттау бойынша қозғалтқыш жұмысының негізгі көрсеткішін өзгерту сипаттамасы .?. т. келтірілген және қозғалтқыш үдерісі жұмысы теориясынан кететін, заңға сәйкестіліктің жалпы негізгі формуласымен түсіндіріледі.

Ме тиімді айналу кезеңі 3.3а мен 3.7. формуларымен анықталынады, бұл 3.5. есебімен

Ме=К_мР_iη_м=к(Р_iР_м)=кР_е жазуға болады, мұнда К_м – тұрақты ауданы.

Рi орта индикаторлы қысымы өз кезегінде 3.21 байланысымен анықталынады, мұнда Н u/І_º (тошшва құрамын сипаттайды) мен ξ (сыртқы атмосфералық жағдайларын айқындайды) параметрлері аталған талаптар үшін өзгертусіз деп санауға болады; онда:

Рi=Ст η/áη_v

мұнда Сi~тұрақты ауданы.

Карбюраторлық қозғалтқыштың сыртқы жылдамдықты сипаттауы бойынша f\ анықтайтын үлгілі параметрлерін өзгерту 4.14 суретте көрсетілген.

Цилиндрдегі жұмыс үдерісінің ағу тиімділігін сипаттайтын f^/оС параметрі айналу жиілігі өсуімен арттырылады, және де арттыру ырғағы ақырын тоқтатылады. η/á жоғарылату салдары қоспаны қосу мен жануды жақсарту, сондай-ақ цилиндр қабырғасында жылуды жоғалтуға қатысты төмендетулер болып келеді.

η_v толтыру коэффициенті факторлардың үлкен санына байланысты және күрделі түрде айналу жиілігі өсуімен өзгертіледі, және де оның өзгеру сипаттамасы түрлі қозғалтқыштар үшін бірдей. Таза зарядпен цилиндрді толтырумен оның элементіне заряд қозғалысы шаршысына пропорционал кіру жүйесіне гидравликалық кедергісі салдарына мағыналы өлшемде төмендейді. Бұл фактор айналу жиілігі өсуімен толтыру коэффициенті түсуімен жалпы тенденциясын шақырады, және де үлкен болғанымен оның кіру жүйесіндегі кедергісі арттырылады. Жылдамдықты сипаттау бойынша толтыру коэффициентін өзгертуге әсерлі ықпалын кіру жүйесіндегі ыстық қабырғасынан кіру кезіндегі таза зарядты жылыту мен ауа тығыздығының түсуін шақыратын қозалтқыш бөлшектеріне көрсетеді. Айналу жиілігі өсуімен жылытылған элементтермен заряд байланысының уақыты кіру кезеңінде азаяды, сондықтан да жаппай толтырудың түсуі әлсіз шығарылады.

Толтыру коэффициенті сонымен бірге қозғалтқыш жүйесіндегі кіру мен шығудағы газды тарату фазасынан, тербелгіш үдерісіне байланысты. Газды аыстуры мен газды тарату фазасы параметрлері өнделген газдан цилиндрді жақсы тазартуға жеттін және цилиндрді серпімді зарядтауын есептеуімен таза зарядпен толтыру айналу жиілігін (немесе жиілік ауқымын) анықтау кезінде қозғалтқыш түрі мен тағайындалуы тәуелділігімен таңдалынады. Қолайлы жиіліктен шығару кезінде (немесе анықталынған жиілік ауқымы) толтыру азайтылады, ал айналу жиілігі кіші болғанда кіру құбырды жүргізу ашық қақпағы арқылы таза заряд бөлігін қайта тастау мүмкін. 4.14 суретте карбюраторлық қозғалтқыштар үшін әдеттегі сыртқы жылдамдықты сипаттауы бойынша η_v өзгеруі көрсетілген.

η/á мен η_v бірге әрекеті нәтижесінде айналу жиілігі анықталынған кезде максимумға жете отырып орташа индикаторлық қысымы басында жоғарылайды, содан соң азаяды.

Р механикалық (ішкі) жоғалтудың орташа қысымы турасызыққа жақын заңы бойынша айналу жиілігін жоғарылату кезінде жоғарылайды (4.15 суретті қар.).

Сонымен бірге Ме тиімді айналу кезеңі (және оған пропорционал Р орта тиімді қысым) п_мемах айналу жиілігі кезінде максимум арқылы өтеді және әрі қарай толтыруды нашарлату мен механикалық жоғалтулардың арттуы салдарында айналу жиілігінің өсуімен азаяды.

Ме*n көрсетуіне пропорционал қозғалтқыш қуаттылығының тиімділігі п_Nемах аса жоғары жиілігі кезінде максималды маңызына жете отырып п_мемах нүктесі үшін өсуін жалғастырады. Негізінде п_мемах=0,5+0,65п_Nемах. Қозғалтқыш жұмысының тұрақтылығын сипаттайтын маңызды бағалық параметрлері (режимнің тұрақтылығы туралы 4.6 тарауы мен 4.22 суретін қар.) К бейімдеушілік коэффициенті және

К=М_емах/М_епом (4.2) К=М_емах-М_епом/М_епом (4.3) қатынасымен анықталынатын f<»е айналу кезеңі бөлігі коэффициенті болып келеді.

К_Ме=К-1 анық.

Сыртқы жылдамдықты сипаттау бойынша К=1,25+1,35 карбюраторлық қозғалтқышы үшін.

4.15 сурет

п_ном номиналды айналу жиілігі қозғалтқыш қуаттылығының максималды тиімділік жетуіне сәйкес (негізінде жеңіл автомобильдердің қозғалтқышы үшін, сонымен N_емах=N_епом мен п_Nемах=п_ном немесе бірнеше аз қуаттылығы кезінде тағайындалады.

п_Nемах жоғары айналу жиілігін арттыру кезінде тиімді қуаттылығы түседі және қозалтқыш жұмысы орынсыз және тиімсіз болады. Пайдаланудың қалыпты талабында қозғалтқыш п>п_Nемах кезінде қызмет атқармайды. Айналу жиілігі кезінде п_розн (тарату жиілігі деп аталатын) тиімді қуаттылық пен қозғалтқыш кезеңі нөлге тең болады, өйткені қозғалтқышпен бөлінетін барлық механикалық энергия тек ішкі жоғалтуларды меңгеруге шығындалады. Сонымен бірге қозғалтқыш толық кедергіштің ашық болуы кезінде бос жүріске шығады.

Жүк автомобильдерінің қозғалтқыштары үшін бөлшектері біршама ауыр болып келетін сенімді қарау жағынан, серпін күші элементімен жүк түсіруін лезде ұлғайту салдарынан қауіпті болуы мүмкін. Сондықтан да мұндай қозғалтқыштар жоғарыда көрсетілген П_Nемах төмен көрсетілген бойынша, П_огр кейбір шекті жиілігіне жету кезінде жылулы ауалы қоспаны беруін ажырататын айналу жиілігін шектеуімен жабдықталады. Бұл жағдайда N_епом<N_емах автомобиль қозғалтқышында толық жоспарлы қуаттылықты дамытпайды, және сыртқы сипаттау кестелері 4.15 суретінде көрсетілгендей көрінеді. Кедергішті толық ашу кезінде карбюраторлы қозғалтқыш п_min кейбір кіші айналу жиілігінен тұрақты қызмет атқара алмайды. Бұл газды ауыстыру мен қоспаны араластыру сапасын төмендету салдарынан, сондай-ақ сыртқы кедергіні өзгерту сипатына Ме=f(n) қисығына сәйкесеместігі салдары бойынша жүргізіледі (4.22 суреті қар.). П_min-нен n_ном-ға дейінгі аралық өздігінен қозғалтқыштың сыртқы жылдамдықты сипаттау бойынша айналу жиілігі ауқымы қызметін ұсынады.

Отынның сағаттық шығынын өзгерту сипаты белгілі білдіруі негізінде, á өзгертуін елемеуін талдауға болады, өйткені сыртқы жылдамдықты сипаттау бойынша үлкен емес (á_мощ=0,85+0,95) және қозғалтқыштың тұрақты құрылымды ерекшеліктеріне (І, v_һ,r), атмосфералық жағдайы (Рк) мен отынның физико-химиялық құрамына (Нu мен Lо шамалай отырып аламыз: мұнда С₃ – сыртқы жылдамдықты сипаттау үшін тұрақты ауданы. Сыртқы жылдамдықты сипаттау бойынша толтыру коэффициентін өзгерту жоғарыдағы заңдылықты қарауын ескере отырып көтеріле келе жатқан қисығы ретінде отының сағаттық шығын кестесін аламыз (4.13 сурет). g_е отының тиімді шекті шығыны жалпы мағыналар бойынша орналасады (3.15), мұнда жоғарда қаралған сыртқы жылдамдықты сипаттау бойынша алым мен бөліммен өзгертіледі, және қисыөпен ағудың сипаттамасын анықтайды g_е=f(п) қисық қолайлы айналу жиілігінің п_gеміп екі жағы арқылы көтеріле отырып минимум арқылы өтеді. Осының салдарын (3.25) формуласын талдау негізі ретінде түсіндіруге болады. Осы формуладан төмен айналу жиілігі кезінде отынның үнемдеушілігін нашарлату индикаторлық к.п.д. түсіру негізінде (4.14 сурет), ал айналу жилігінің жоғары болуы кезінде – алдымен механикалық к.п.д. (4.1.5 сурет) түсіруімен түсіндіріледі. g_Nемах жиілігі жоғары аймағында п_розн кезінде шексіздікке ұмтыла отырып отының шекті шығыны лезде арттырылады. Сонымен қозғалтқыш қызметі үнемдеу көзқаразы жағынан да оңтайлы емес болып табылады. Белгіленгендей қозғалтқыштың жылдамдықты сипаттауын алу кезінде жоғарыда көрсетілгеннен қызмет көрсеткіші негізінен басқа сондай-ақ түрлі көзқарастан мүдделі болып келетін басқа да параметрін өзгеру кестесін анықтайды (шуыл, улы заттарды түсіру сипаттамалары және т.б.). 4.136 суретінде ауаның сағаттық жаппай шығыны Gb қисық φ₃ – от алдырудың озу бұрышы (ж.ө.н. дейін град.) және t – атмосфераға түсірілетін өнделген газдың температурасы (ºС).

Ауаның сағаттық шығыны формула бойынша анықталынады:

(4.5)

мұнда Си – егер Рк ауа тығыздығы сынау үдерісінде өзгеріссіз болғанда тұрақты аудан. Жоғарыда көрсетілген сипатты ескере отырып айналу жиілігі бойынша толтыру коэффициентін өзгертуде G_b=f(n) кестесі негізінде көтеріле кете жатқан қисығын ұсынады. От алдырудың озу бұрышының ауданы айналу жиілігі өсуімен жоғарылайды, бұл сыртқ ытепкіш озу автоматы құрылғыларымен қамтамасыз етіледі. Мұндай оталдырудың озу түзеткіштері жоғарыда түсіндірілген олатын (4.2 тарауын қар.). Қисық қалыбы қозғалтқышта қолданылатын озу автоматы сипаттауымен анықталынады. Өнделген газдардың температурасы айналу жиілігін арттыру кезінде және кедергіштің өзгермелі қалыбы кезінде арттырылады. Осының салдары кеңейту мен шығаруды барысында қабырғада өнімнің жануынан жылуды беру сізбек ұзындығын қысқарту салдары, сондай-ақ от алдырудың озуын түзетуіне қарамастан орны бар, кейбір жанып біту фазасы болып келеді.

Сыртқы жылдамдық сипаттауын анықтау тәсілі

Сыртқы жылдамдықты сипаттауын анықтау кезінде карбюраторлық қозғалтқыштар от алдыру мен қоректендіру жүйесін сериялық реттеуімен брутто қуаттылығын алу үшін жинақталады және реттеледі. Айналу жиілігі шектеуімен жабдықталған қозғалтқыштар үшін сипаттау шектеулігі қосылған және қалыпты реттелуі кезінде түсіріледі. Сынау жүргізудің алдында қозғалтқышты кіші жүк түсіруде жылытады. Содан соң толық ашық күйінде карбюратор кедергішін орнатады, және де бір мезгілде жүк түсіру тежеуішін арттыруымен тұрақты айналу жиілігін минималына сәйкес жылдамдық режимін орнатады. Бұл сипаттаудың бірінші нүктесі болады. Жылулық режимін тұрақтандырудан кейін сынау хаттамасына енгізілетін қозғалтқыш қызметінің қажетті көрсеткішінің өлшеуін жүргізеді. Әрі қарай тежеуіш орнатуын реттеуін өзгертуімен және кедергіш тұрысын өзгертусіз қалдыруымен келесі жылдамдық режимін орнатады, бұл кезде жылулық режимін тұрақтандырудан кейін 1,1 П_ном сәйкес қозғалтқыштың көрсеткішін өлшеуін айналу жиілігіне дейін сипаттаудың екінші нүктесіне және т.б. жүргізеді. Негізінде айналу жиіліктері қысқаша 100 мин орнатады. Әрбір таңдалынған айналу жиілігінде: Ме қозғалтқыштың айналу кезеңі, ∆Gс отынның орнатылған мөлшерінен шығындалған τ_с уақыты» ∆Gr біліктің айналуының соммалық санын, қозғалтқыштан шығудағы су температурасын, қозғалтқыштағы май температурасын, шығару газының температурасын, от алдырудың озу бұрышын,» уақыттағы ауаның шығын көлемін, ∆Рк қосу коллекторындағы ыдырауды, Во, tо, φ% ауа атмосферасының параметрлерін өлшейді. Сыртқы жылдамдықты сипаттау бойынша қозғалтқыш қызметінің көрсеткішін өлшеу мен есептеу нәтижелері миллиметрлі қағазда екі парақта кестелі түрде ұсынылады (4.13а,б сурет). Бірінші парақта Ме, Nе, Gт мен gе өзгерту кестелері, сондай-ақ келтірілген қалыпты Ме, Nео талаптарына келтірілгендерге беріледі. Екінші парақта t, φ, G, η мен ά өзгерту кестесі берілген. Кестелерде жоғарыда белгіленген айналу жиіліктерінің сипаттаулары көрсетіледі. Кестелерді құру 2.5. тарауында келтірілген ережелерге сәйкес орындалады.