§ 3.3. Навантажувальні характеристики

Двигуни, що призначені для приводу генераторів, компресорів, насосів тощо, повинні працювати так, щоб частота обертання вала привода при змінах навантаження змінювалася як можливо менше. Тому роботу таких двигунів оцінюють за характеристиками, що отримані при постійній частоті обертання. Ці характеристики називають навантажувальними.

У якості незалежного параметра, який характеризує навантаження на двигун, можуть виступати потужність, середній ефективний тиск або крутний момент, або відношення абсолютних значень параметрів до відповідних їх значень на номінальному режимі.

Навантажувальна характеристика двигуна із примусовим запалюванням знімається за допомогою регулювання кількості пальної суміші, яка подається у циліндри двигуна при незмінній частоті обертання й оптимальному куті випередження запалювання. Зміна кількості пальної суміші здійснюється поворотом дросельної заслінки, а сталість частоти обертання досягається відповідною зміною моменту опору навантажувального пристрою.

Графіки навантажувальних характеристик для різних частот обертання вала наведені на рис. 8.

Рис. 8. Навантажувальні характеристики двигуна із примусовим запалюванням	Рис. 9. Навантажувальні характеристики дизеля

Навантажувальна характеристика дизеля знімається за допомогою зміни кількості палива, що подається у циліндри двигуна при збереженні незмінної частоти обертання вала. Зміна кількості палива здійснюється переміщенням рейки паливного насоса, а сталість обертів забезпечується зміною моменту опору навантажувального пристрою.

Навантажувальна характеристика дизеля наведена на рис. 9. Тут же наведені графіки коефіцієнта надлишку повітря α і ступеня димності R.

На графіках відзначені точки: R_П = 0,6–0,9 г/м³ — найбільший припустимий ступінь димності (за умовами питомої витрати палива й надійності роботи двигуна); α_П — найменший припустимий коефіцієнт надлишку повітря.

§ 3.4. Регулювальні характеристики

Рис.10. Регулювальна характеристика двигуна із зовнішнім сумішоутворенням за складом суміші

Регулювальні характеристики дозволяють уточнити вплив окремих елементів регулювання і параметрів режиму роботи двигуна на потужність і питому витрату палива. За регулювальними характеристиками визначають, зокрема, вплив кута випередження запалювання чи впорскування палива, складу суміші (чи коефіцієнта надлишку повітря), тиску чи тривалості впорскування і т.п. на потужність і економічність двигуна.

Регулювальна характеристика двигуна із зовнішнім сумішоутворенням за складом суміші

Залежність потужності й питомої витрати палива, а також інших показників від якісного складу суміші, що обумовлений коефіцієнтом надлишку повітря, або від масової годинної витрати палива при повністю відкритій дросельній заслінці, постійній частоті обертання вала й оптимальному куті випередження запалювання називається регулювальною характеристикою за складом суміші — рис. 10.

Для будь-яких чисельних значень витрати палива витрата повітря стосовно до характеристики за складом суміші залишається величиною постійною, тому що залишається незмінною частота обертання. Зміна масової витрати палива здійснюється регулюванням прохідного перетину жиклерів, зміною тривалості або тиску впорскування (для двигунів з впорскуванням палива), а також зміною тиску в поплавковій камері карбюратора (для карбюраторних двигунів).

Зменшення потужності й збільшення питомої ефективної витрати палива (для випадку, коли регулювальна характеристика знімається при частоті обертання, що складає приблизно 75% від номінальної) щодо їхніх екстремальних значень (див. рис. 10), визначаються співвідношеннями ΔN_e ≈ 10–15% від N_emaх; Δg_e ≈ 10–20% від g_emin .

Екстремальні значення N_e і g_e завжди виходять при різних значеннях коефіцієнта надлишку повітря. Область доцільного регулювання складу суміші на рис. 10 відзначена штрихуванням.

Регулювальна характеристика двигуна із зовнішнім сумішоутворенням за кутом випередження запалювання

Залежність потужності, питомої витрати палива й інших параметрів від кута випередження запалювання при постійній частоті обертання, незмінному положенні дросельної заслінки й незмінному якісному складі пальної суміші називається регулювальною характеристикою за кутом випередження запалювання — рис. 11. Годинна витрата паливаG_П при цьому залишаються постійною, тому екстремальні значення потужності й питомої витрати палива досягаються при тому самому куті випередження запалювання Θ_опт, який називається оптимальним.

Рис.11. Регулювальна характеристика двигуна із зовнішнім сумішоутворенням за кутом випередження запалювання	Рис. 12. Регулювальна характеристика дизеля за кутом випередження подачі палива

Регулювальна характеристика дизеля за кутом випередження подачі палива

Залежність показників роботи двигуна від кута випередження подачі палива при незмінному положенні рейки паливного насоса й незмінній частоті обертання вала називається регулювальною характеристикою дизеля за кутом випередження подачі палива — рис. 12.

Кут випередження подачі палива Θ_П.П. містить у собі період затримки впорскування φ_З.ВПР., період затримки запалення φ_С і кут випередження запалення Θ. Деякі дизелі мають автоматичний пристрій зміни Θ_П.П. залежно від частоти обертання колінчастого вала. З метою зменшення максимального тиску при згорянні р_max й швидкості наростання тиску при згорянні w_p.max межі доцільного регулювання кутів випередження подачі палива (на рис. 12 ці межі відзначені штрихуванням) зміщаються убік зменшення чисельних значень Θ_П.П. від оптимальних.