7.5. Скоростные характеристики двигателя

Изменение величины эффективной мощности, вращающего момента, часового и удельного эффективного расхода топлива двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, измеряемое при постоянном положении органа управления подачей топлива (рейкой топливного насоса высокого давления), называют скоростной характеристикой.

В зависимости от положения рейки топливного насоса высокого давления различают внешнюю и частичные скоростные характеристики. При положении рейки топливного насоса высокого давления, соответствующем полной подаче топлива (максимальный поворот плунжера), получают внешнюю скоростную характеристику, в то время, как промежуточное положение рейки соответствует частичной скоростной характеристике.

Цель работы: определение зависимости мощности, вращающего момента, часового и удельного эффективного расходов топлива, коэффициентов приспособляемости дизеля и других показателей от скоростного режима работы, а также соответствия показателей испытуемого двигателя его технической характеристике.

При определении внешней скоростной характеристики должны быть выявлены точки, соответствующие минимальной и максимальной рабочей частоте вращения, устанавливаемыми ТУ на двигатель, частотам вращения при максимальном вращающем моменте и при минимальном удельном эффективном расходе топлива.

Порядок выполнения работы.

1. Запустить двигатель и прогреть его до температуры смазочного масла 50…55 С. Установить номинальную частоту вращения коленчатого вала под нагрузкой (n = 3600 мин^-1), что соответствует режиму внешней скоростной характеристики.

2. Провести измерения частоты вращения коленчатого вала, вращающего момента, массовых расходов топлива и воздуха, температуры свежего заряда и отработавших газов, температуру масла в двигателе. Результаты занести в протокол испытаний, фрагмент которого представлен в табл. 7.3.

3. Последовательно увеличивая нагрузку, добиться снижения частоты вращения коленчатого вала при неизменном положении рейки топливного насоса высокого давления.

4. Повторить процедуры, соответствующие пунктам 2 и 3 таким образом, чтобы в результате проведения работы обработать 6…8 режимов по частоте вращения коленчатого вала. Последний режим нагружения должен соответствовать минимально возможной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

5. По окончании работы установить минимальную частоту вращения коленчатого вала без нагрузки и остановить двигатель.

Обработка результатов испытаний.

По результатам испытаний двигателя заполняется протокол. В дополнение к измеренным параметрам следует рассчитать удельный эффективный расход топлива, коэффициенты наполнения и избытка воздуха и коэффициенты приспособляемости дизеля по вращающему моменту и частоте вращения.

При определении указанных величин следует использовать материал раздела 6.3 настоящего Руководства. Результаты расчета заносятся в протокол, фрагмент которого представлен в таблице 7.3.

Таблица 7.3

Дата проведения испытаний_____________

n, мин-1

М, Нм

Ne, кВт

GT, кг/ч

GB, кг/ч

ТСЗ, С

ТОГ, С

ТМ, С



V

Кn

КМ

На основании расчетных и опытных данных необходимо построить кривые зависимости от частоты вращения коленчатого вала следующих параметров: эффективной мощности, вращающего момента, удельного эффективного и часового расходов топлива, а также коэффициентов наполнения и избытка воздуха (рисунок. 7.2). В завершение лабораторной работы следует привести краткое описание полученных результатов.

Рисунок. 7.2. Внешняя скоростная характеристика дизеля с регуляторной ветвью

Следует отметить, что первоначальное повышение коэффициента наполнения при снижении частоты вращения коленчатого вала объясняется снижением гидравлического сопротивления на впуске. Дальнейшее снижение частоты вращения приводит к подогреву свежего заряда и влиянию неоптимальности фаз газораспределения, что приводит к снижению коэффициента наполнения. Характером изменения коэффициента наполнения в значительной степени объясняется характер изменения среднего индикаторного давления и вращающего момента.

При описании полученных результатов необходимо отметить следующие положения:

– соответствие скоростной характеристики техническим данным двигателя по номинальной мощности, максимальному вращающему моменту и соответствующим им частотам вращения коленчатого вала, по номинальному коэффициенту запаса крутящего момента, по величинам минимального и номинального удельного эффективного расхода топлива;

– объяснить характер изменения полученных показателей двигателя.

Для получения частичной скоростной характеристики, необходимо зафиксировать дроссельную заслонку в положении, соответствующем некоторому частичному ее открытию. Нагрузить двигатель и в качестве первой точки для проведения эксперимента выбрать некоторое промежуточное значение частоты вращения коленчатого вала.

Далее необходимо воспользоваться порядком проведения работы аналогичным получению внешней скоростной характеристики, обработать и объяснить полученные результаты испытаний.

Вопросы для проверки и контроля знаний учащихся.

1. Назначение скоростной характеристики двигателя.

2. Понятие внешней и частичной скоростной характеристики.

3. Измеряемые и расчетные показатели при определении скоростной характеристики двигателя.

4. Порядок получения скоростных характеристик двигателя.

5. Характер изменения показателей двигателя при изменении скоростного режима работы.