6. Нагрузочные режимы
В ходе эксплуатации автомобильный двигатель редко работает на полную мощность – движение в тяжелых дорожных условиях, режим разгона, максимальная скорость. Как правило, он работает при частичных нагрузках. Оценка показателей работы дизеля, в том числе и экономичности, на неполных нагрузках производится исходя из нагрузочных характеристик.
В отличие от бензинового двигателя в дизеле отсутствует привязка к пределам воспламеняемости воздушно-топливной смеси. Все дело в том, что топливо впрыскивается в горячий сильно сжатый воздух, где и воспламеняется. В результате, управление дизелем происходит за счет изменения количества топлива, которое подается в цилиндры двигателя, количество воздуха при этом остается практически неизменным. Это значит, что система впрыска топлива должна проводить дозирование и распределение топлива по цилиндрам равномерно, вне зависимости от его расхода в диапазоне нагрузок и оборотов, при этом должна учитываться температура, а также давление всасываемого воздуха. Итак, каждому режиму работы дизеля должна соответствовать дозированная топливная подача под определенным давлением и в нужное время..
Нагрузочная характеристика дизеля представляет собой зависимость расхода топлива от иных параметров рабочего процесса двигателя от его нагрузки – мощности или среднего эффективного давления, или же от крутящего момента при постоянной частоте вращения у коленчатого вала.
Данные характеристики, полученные при постоянных, но различных оборотах двигателя, дают возможность устанавливать для каждого скоростного режима, в зависимости от нагрузки, удельный и часовой расходы топлива, а также определять предельную допустимую подачу топлива и удельный минимальный расход топлива за цикл. Исходя из данных нагрузочных характеристик, строятся скоростные характеристики двигателя.
При изменении состава смеси мощность двигателя изменяется за счет уменьшения или увеличения количества топлива, которое выпрыскивается за цикл при неизменном количестве воздуха. На практике это происходит за счет изменения положения рейки топливного насоса. Коэффициент наполнения при этом остается постоянным, с увеличением мощности он несколько уменьшается, в виду увеличения подогрева заряда. Коэффициент избытка воздуха при уменьшении нагрузки зависит от часового расхода топлива.
По нагрузочной характеристике наибольшая мощность у двигателей получается при наибольшем значении величины, которая определяет качество прохождения рабочего процесса. Ухудшение процесса проявляется увеличением дымности у отработавших газов, появляется нагарообразование, экономичность ухудшается, двигатель перегревается. Таким образом, длительная работа дизеля при режиме максимальной мощности нежелательна.
Для того чтобы предотвратить чрезмерное обогащение смеси, максимальная цикловая подача топлива ограничивается установкой упоров рейки. Высокие степени сжатия, качественное регулирование мощности и возможность проведения работы на бедных смесях дизеля определяют большую экономичность рабочего процесса по сравнению с карбюраторными двигателями, в особенности при режимах частичных нагрузок.
В исправных дизелях дымление происходит по причине изменения скоростных и нагрузочных режимов. Выделяется три типа дымления.
Черного цвета дым – это суспензия углеродистых частичек, которая образуется по причине переобогащения рабочего заряда.
Данный тип наблюдается при снижениях скорости, перегрузках и энергичных форсировках.
Белого цвета дым – несгоревшие частицы топлива. Как правило, возникает в результате пропусков вспышек во время проведения работы у холодного дизеля.
Голубого цвета дым образуется на расстоянии от места выхлопа по причине наличия несгоревшего углеводорода в выхлопных газах. В основном дымление подогрева у различных типов топлива повышается при возрастании нагрузки до 50% от номинальной, если нагрузка продолжает расти – уменьшается.
В ходе исследований было установлено, что голубой дым отсутствует в выхлопных газах у четырехтактных дизелей. При осуществлении работы прогретого четырехтактного дизеля происходит дымление только одного вида – черный цвет, горячее.
Список литературы
1. Степанов, В.Н. Автомобильные двигатели: учебное пособие СПбГАСУ, 2010. – 148 с.
2. Сизов М.П. Грузовые автомобили MAN F90/F2000
2006 - 416 с.
3. Хрулев А.Э. Ремонт двигателей зарубежных автомобилей
2001 – 441 с.
4. Андреев Ю.В., Свистула А.Е. Быстроходные дизели производства зарубежных стран: технические показатели
2002 – 163 с.