4. Условия и правила проведения испытаний двигателей

СибАДИРис.2. Регуляторная характеристика дизельного двигателя с наддувом в функции мощности

2) эффективной мощностью, крутящим моментом, часовым удельным расходами топлива в функции частоты вращения коленчатого вала дизеля (рис. 3)

Ne ,M e ,Gt ,ge f n ;

14

СибАДИРис. 3. Регуляторная характеристика дизельного двигателя в функции частоты вращения коленчатого вала

3) эффективной мощностью, частотой вращения коленчатого вала, часовым удельным расходами топлива в функции крутящего момента двигателя (рис. 4)

[n,Ne ,Gt , ge ] f (M e ).

15

СибАДИРис. 4. Регуляторная характеристика дизельного двигателя в функции крутящего момента

Регуляторная характеристика дизеля, построенная в функции частоты вращения коленчатого вала, может быть использована для анализа при исследовании работы дизеля на различных скоростных режимах. Для изучения работы дизеля с регулятором весьма удобна регуляторная характеристика, построенная в функции мощности. Эта характеристика в практике испытания тракторных дизелей принята в качестве основной формы регуляторной характеристики.

Регуляторная характеристика, построенная в функции крутящего момента, оказывается весьма удобной при изучении показателей работы дизеля на различной нагрузке, особенно при совместном изучении их с тяговыми качествами тракторов, строительных и дорожных машин. В связи с этим такой вид регуляторной характеристики иногда называют тяговой характеристикой дизеля.

16

Методика снятия регуляторной характеристики двигателя

Регуляторная характеристика снимается при работе дизеля с регулятором, имеющим заводскую регулировку, или с оптимальной регулировкой, полученной при испытании. При этом производится ряд замеров, необходимых показателей с последовательным увеличением

стотой вращен я коленчатого вала (n = 1000 мин-1) 3 5 мин;

2) плавно увел ч вая подачу топлива, установить частоту вра-

щения коленчатого вала на уровне 1300 1500 мин-1 (по заданию руководителя экспер мента) и закрепить рычаг управления подачей топлива в неподв жном состоянии;

3) по с гналу руководителя эксперимента замерить время расхода топл ва; заф кс ровать полученное значение времени расхода топлива, текущее значение частоты вращения коленчатого вала и величину нагрузки на коленчатом валу двигателя в постовых бланках

(см. прил. 2); 4) увеличить нагрузку на коленчатом валу двигателя;

5) повторяя пункты 3 и 4, снять 6 8 точек регуляторной характеристики;

6) отключить нагрузку на коленчатом валу двигателя и установить рычаг управления подачей топлива в положение, при котором двигатель устойчиво работает на холостом ходу;

7) дать поработать двигателю на режиме холостого хода 3 5 минут остановить двигатель, отключив подачу топлива поворотом рычага в крайнее положение;

8) привести в порядок приборы и принадлежности, использовавшиеся в ходе лабораторной работы.

Обработка экспериментальных данных

Значения параметров из постовых бланков и результаты последующих расчётов заносятся в протокол (см. прил. 1). По полученным значениям строят регуляторную характеристику: графики зависимостей основных параметров работы двигателя в функции частоты вра-

17

щения коленчатого вала, крутящего момента или эффективной мощности (по заданию руководителя эксперимента)

[n,M e ,Gt , ge ] f (N e) ;Ne ,M e ,Gt ,ge f n ;

[n,Ne ,Gt , ge ] f (M e ).

Цели лабораторной работы: закрепление знаний по разделу «Характеристики двигателя», исследование влияния изменения нагрузки на коленчатом валу двигателя на показатели его топливной экономичности при неизменной частоте вращения коленчатого вала.

Задача исследования: экспериментально получить нагрузочную характеристику дизеля.

Оборудование и оснащение: испытательный стенд, оснащенный

18

оборудованием для измерения показателей работы двигателя с необходимой точностью в соответствии с ГОСТ 14846 на испытания двигателей.

Теоретические основы

Нагрузочную характеристику следует определять при постоянной частоте вращения путем последовательного увеличения подачи топСибАДИлива в пределах изменения нагрузки от нуля до соответствующей

полной подачи.

Нагрузочной характеристикой дизеля называют зависимость основных показателей дв гателя (например, удельного часового расходов топл ва, коэфф циента избытка воздуха) от степени загрузки дизеля Nе при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя (р с. 5).

Рис. 5. Нагрузочная характеристика дизельного двигателя

19

Серия таких характеристик, снятых при различных, но постоянных скоростных режимах дизеля, дает возможность устанавливать в зависимости от нагрузки для каждой частоты вращения коленчатого вала часовой и удельный расходы топлива и определять gе min. По серии нагрузочных характеристик можно построить скоростные характеристики дизеля.

Изменение мощности дизеля при снятии нагрузочной характеристики осуществляют увеличением или уменьшением СибАДИколичества топлива, впрыскиваемого за цикл (при почти неизменном количестве воздуха), достигаемым изменением положения рейки

топливного насоса.

Увел чен е GT с увеличением нагрузки приводит к уменьшению, а следовательно, к снижению индикаторного КПД рабочего цикла ηi двигателя. С увел чением нагрузки возрастает механический КПД двигателя ηM.

Резкое уменьшен е gе при переходе от холостого хода к малым нагрузкам вначале вызывается одновременным увеличением ηi и ηM. При дальнейшем увел чении нагрузки ηi уменьшается, но более резко возрастает ηM, вследствие чего ge продолжает плавно снижаться, достигая своего минимального значения при максимальной величине

произведения ηi · ηM.

При дальнейшем увеличении нагрузки ge начинает расти из-за преобладающего влияния ухудшающегося теплоиспользования – снижается ηi. Увеличение нагрузки на коленчатом валу двигателя сопровождается повышением дымности отработавших газов, которая, при определенном значении мощности, достигает предельно допустимого значения. Длительная работа дизеля на режиме максимальной мощности недопустима вследствие ухудшения экономичности, перегрева, появления черного дыма снижения долговечности. Поэтому на практике мощность двигателя несколько ограничивают.

Методика снятия нагрузочной характеристики двигателя

Нагрузочные характеристики снимаются для наиболее характерных частот вращения коленчатого вала двигателя. Переход от одной опытной точки к другой при снятии нагрузочной характеристики осуществляется изменением положения рычага управления всережимным регулятором. Постоянная частота вращения коленчатого вала при этом обеспечивается тормозом.

Регулировка топливного насоса при снятии этой характеристики должна соответствовать эксплуатационной.

Нагрузочную характеристику снимают следующим образом:

20

1)запустить двигатель и дать ему поработать с постоянной частотой вращения коленчатого вала (n = 1000 мин-1) 3 5 мин;

2)плавно увеличивая подачу топлива, установить частоту враще-

ния коленчатого вала на уровне 1300 1500 мин-1 (по заданию руководителя эксперимента) и закрепить рычаг управления подачей топлива в данном положении;

3)по сигналу руководителя эксперимента замерить время расхо- СибАДИда топлива; зафиксировать полученное значение времени расхода топлива, текущее значение частоты вращения коленчатого вала и величину нагрузки на коленчатом валу двигателя в постовых бланках

(см. пр л. 2);

4)увел ч ть нагрузку на коленчатом валу двигателя;

5)повторяя пункты 2 и 4, снять 6 – 8 точек нагрузочной характеристики;

6)отключ ть нагрузку на коленчатом валу двигателя и установить рычаг управлен я подачей топлива в положение, при котором двигатель устойч во ра отает на холостом ходу;

7)дать пора отать двигателю на режиме холостого хода 3 – 5 минут останов ть дв гатель, отключив подачу топлива поворотом рычага в крайнее положение;

8)привести в порядок при оры и принадлежности, использовавшиеся в ходе лабораторной ра оты.

После окончания процесса снятия характеристики по данным постовых бланков, а также по расчетным данным, полученным при использовании соответствующих формул, заполняется протокол испытаний (см. прил. 1). По данным протокола испытаний строится нагрузочная характеристика двигателя. При этом обычно по оси абсцисс

откладываются значения эффективней мощности Ne в кВт или процентах, считая за 100% максимальную мощность, развиваемую двигателем при рассматриваемой частоте вращения, а по оси ординат– по-

лученные значения часового GT удельного расходов топлива ge. Для двигателей нагрузочные характеристики снимают на не-

скольких скоростных режимах, охватывающих эксплуатационный диапазон изменения частоты вращения коленчатого вала. По этой се-

рии нагрузочных характеристик можно построить внешнюю и частичные скоростные характеристики двигателя.

Обработка экспериментальных данных

Значения параметров из постовых бланков и результаты последующих расчётов заносятся в протокол (см. прил. 1). По полученным значениям строят нагрузочную характеристику: графики зависимо-

21

стей показателей топливной экономичности двигателя от эффективной мощности или нагрузки на коленчатом валу двигателя

GТ ,ge f Ne

При выполнении расчетов, обработке результатов и оформлении

отчёта обратитесь к п. 5 "Обработка результатов испытаний".

личения удельного расхода?

10.Приведите пример условий эксплуатации, в которых двигатель транспортного средства работает по данной характеристике.

Лабораторная работа № 3

ЧАСТИЧНАЯ СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕР СТ КА БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

Цели задачи работы

Цели лабораторной работы: закрепление знаний по разделу «Характеристики двигателя», исследование влияния изменения нагрузки на коленчатом валу двигателя на основные показатели его работы при неизменном положении органа управления подачей топлива (дроссельной заслонки).

Задача исследования: экспериментально получить частичную скоростную характеристику бензинового двигателя.

22

Оборудование и оснащение: испытательный стенд, оснащенный оборудованием для измерения показателей работы двигателя с необходимой точностью в соответствии с ГОСТ 14846 на испытания двигателей.

Теоретические основы

Частота вращения коленчатого вала оказывает сильное влияние на параметры рабочего цикла и основные показатели работы двигателя. Увел чен е частоты вращения коленчатого вала является одним из наиболее эффект вных способов повышения мощности двигателей. Поэтому знан е закономерностей и причин, обуславливающих изменен е основных параметров рабочего цикла и показателей рабо-

СибАДИстью открытой дроссельной заслонке, что соответствует полной подаче топл ва. Част чные скоростные характеристики определяют при частично открытой дроссельной заслонке или некотором промежуточном положении рычага управления, соответствующем неполной подаче топлива, постоянном при снятии всей характеристики.

ты двигателя в функц частоты вращения коленчатого вала, позво-

Характеристики следует определять путем последовательного увеличения нагрузки от нулевой до полной и затем снижения нагрузки до достижения частоты вращения, составляющей не более 85% частоты вращения при максимальном крутящем моменте.

Скоростная характеристика двигателя представляется кривыми изменения эффективной мощности Ne, среднего эффективного давления Pe , крутящего момента Ме, часового GT и удельного ge расходов топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала при постоянном положении органа управления подачей топлива.

Примеры построения скоростных характеристик приведены на рис. 6 7.

23

СибАДИРис. 6. Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя

При определении скоростных характеристик должны быть выявлены точки, соответствующие минимальной рабочей, номинальной и максимальной частотам вращения, установленным техническими условиями на двигатель, частотам вращения при максимальном крутящем моменте; при минимальном удельном расходе топлива и начале срабатывания ограничителя частоты вращения.

Анализ скоростной характеристики позволяет:

а) определить абсолютные значения мощностных и экономических показателей данного двигателя;

24

б) выявить причины и характер изменения основных показателей двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала;

в) оценить данный двигатель в отношении его приемистости, быстроходности и экономичности;

г) подсчитать удельные показатели данного двигателя и сопоставить их с удельными показателями других двигателей.

СибАДИа) абсолютную ( ли предельную) внешнюю скоростную характерист ку;

б) эксплуатац онную внешнюю скоростную характеристику; в) внешнюю скоростную характеристику с регуляторной вет-

вью.

Внешняя скоростная характеристика будет являться абсолютной (или предельной) при данных атмосферных условиях и при данном оборудовании двигателя в том случае, когда регулировка карбюратора, угла опережения зажигания и тепловой режим при ее снятии для каждой опытной точки (каждого n, мин-1) устанавливаются наивыгоднейшими, что обеспечивает наиболее высокое протекание

кривых Ne и Mе.

В условиях эксплуатации бензиновых двигателей, поддержание оптимальных значений всех параметров, определяющих получение абсолютной (или предельной) внешней скоростной характеристики, крайне затруднительно. Поэтому при практическом использовании двигателя имеет значение зависимость максимальной мощности от частоты вращения коленчатого вала без особых мероприятий по нахождению обеспечению оптимальных значений ряда факторов, но при соблюдении основного условия, определяющего получение максимальной мощности, – полное открытие дроссельной заслонки.

Такие характеристики называются эксплуатационными внешними скоростными характеристиками. Они снимаются при заводской регулировке карбюратора, установившемся тепловом состоянии двигателя и углах опережения зажигания, устанавливаемых автоматическим регулятором (см. рис. 6).

25

26

Методика снятия частичных скоростных характеристик двигателя

1. Перед снятием скоростной характеристики двигатель прогревают до достижения рабочей температуры, для этого дают ему поработать с постоянной частотой вращения коленчатого вала

(n = 1000 мин-1) 3 5 мин; после чего двигатель притормаживают и открывают дроссельную заслонку до необходимого промежуточного положения.

СибАДИния коленчатого вала до выявления минимально устойчивой частоты вращен я, при которой двигатель работает равномерно и без перебоев.

2. нят е скоростной характеристики начинают с минимально устойч вой частоты вращения коленчатого вала. Для достижения это-

го, постепенно увел ч вая нагрузку на тормоз, снижают частоту вращения коленчатого вала до тех пор, пока двигатель не начнет рабо-

тать неравномерно с пере оями.

3. Уменьшая нагрузку на тормозе, увеличивают частоту враще-

4. Далее дв гателю дают поработать на выбранном скоростном режиме не менее 1 мин для установления стабильного теплового состояния (во избежание изменения режима во время снятия показаний) и заносят в постовые ланки испытаний (см. прил. 2) показания весов тормоза, время расхода контрольной порции топлива и частоту вращения коленчатого вала.

5. После записи всех измеренных величин двигатель постепенно разгружают до установления нового, увеличенного скоростного режима двигателя. Затем производят измерения, записывая их в постовые бланки испытаний.

6. Разгрузку двигателя для достижения новых скоростных режимов измерения при различной частоте вращения коленчатого вала производят до выявления максимального значения мощности Nе. После этого дополнительно производят измерения при частоте вращения коленчатого вала, на 10% превышающей частоту вращения при соответствующей максимальной мощности.

Всего при снятии скоростной характеристики должно быть произведено не менее 6...8 измерений каждой величины, т.е. каждая кривая скоростной характеристики проводится по 6...8 точкам.

7.Дать поработать двигателю на режиме холостого хода 3 – 5 минут и заглушить двигатель, отключив зажигание.

8.Привести в порядок приборы и принадлежности, использовавшиеся в ходе лабораторной работы.

После окончания процесса снятия характеристики по данным постовых бланков, а также по расчетным данным, полученным при

27

использовании соответствующих формул, заполняется протокол испытаний (см. прил. 1).

Действительные условия работы двигателя на машине отличаются от условий, в которых работает двигатель на тормозном стенде, вследствие чего при снятии скоростных характеристик часто происходит перегрев впускного трубопровода двигателя и снижаются его мощностные показатели. Поэтому при снятии характеристик допускается применять обдув двигателя в продольном направлении от постороннего вентилятора.

Обработка экспериментальных данных

Значен я параметров из постовых бланков и результаты последующ х расчётов заносятся в протокол (см. прил. 1). По полученным значен ям строят част чную скоростную характеристику бензинового двигателя: граф ки зависимостей эффективной мощности, крутящего момента, часового и удельного расходов топлива от частоты

(уменьшении) длины плеча балансирной машины?

28

Лабораторная работа № 4

ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЛОСТОГО ХОДА БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

Цель работы

Экспериментальным путем получить характеристику холостого СибАДИхода бензинового двигателя. Исследовать зависимость часового расхода топл ва GT от частоты вращения коленчатого вала двигателя при

нулевой внешней нагрузке на коленчатый вал двигателя.

Теоретические основы

Характер ст ка холостого хода, определяющая экономичность работы дв гателя на этом режиме, также входит в общий комплекс характер ст к, оцен вающих ра очие показатели двигателя.

Характер ст ку следует определять при работе двигателя без нагрузки от макс мальной частоты вращения холостого хода до минимально устойчивой.

Минимально устойчивую частоту вращения холостого хода определяют последовательным уменьшением подачи топлива до появления колебаний частоты вращения, составляющих ±5% среднего значения, измеренных на данном скоростном режиме.

Характеристики определяют в диапазоне частот вращения от минимально устойчивой холостого хода до равной 60% от nном для двигателей с искровым зажиганием.

В работе двигателя холостой ход является довольно часто используемым режимом. Примерами работы двигателя на холостом ходу являются:

а) работа двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала без нагрузки при всех вынужденных кратковременных остановках машины;

) работа двигателя при движении автомобиля по инерции или при движении под уклон, когда для снижения эксплуатационного расхода топлива целесообразно отъединять двигатель от силовой передачи;

в) работа двигателя во время прогрева после пуска; г) повышенная частота вращения коленчатого вала двигателя,

предшествующая началу движения автомобиля перед включением сцепления.

Время работы двигателя на холостом ходу в условиях эксплуатации может превышать 25...40% всего времени работы. При работе

29

двигателя на холостом ходу индикаторная мощность Ni , развиваемая в цилиндрах двигателя, полностью расходуется на преодоление мощности внутренних потерь NT, т.е. Ni=NT.

Характеристика холостого хода бензинового двигателя представляет собой зависимость часового расхода топлива GT от частоты вращения коленчатого вала двигателя при Nе = 0 (рис. 8).

На эту характеристику также при необходимости наносятся кривые изменения разряжения во впускном трубопроводе, угла опе-

СибАДИрежения зажигания и температуры отработавших газов.

При плавном протекании данной характеристики обеспечивается хорош й переход двигателя на нагрузочные режимы, а при наличии резк х зг бов на ней наблюдается плохая приемистость двигателя вследств е неправильного подбора соответствующих дозирующих устройств в кар юраторе, нарушение их правильной работы или сбои в реж мах ра оты электронных систем.

Характер ст ка холостого хода позволяет судить о том, как согласуется работа главной дозирующей системы и системы холостого хода карбюратора. При неправильном сопряжении регулировок этих систем карбюратора на характеристике холостого хода образуются зоны, соответствующие ли о переобогащению (слишком раннее включение главной дозирующей системы), либо переобеднению (слишком позднее включение главной дозирующей системы) состава смеси, что выражается в резких изгибах кривых часового расхода топлива разряжения во впускном трубопроводе.

30

31

Методика снятия характеристики холостого хода бензинового двигателя

Снимают характеристику холостого хода бензинового двигателя следующим образом:

1. Перед проведением испытаний двигатель прогревают до достижения рабочей температуры, для этого дают ему поработать

с постоянной частотой вращения коленчатого вала (n = 1000 мин-1) СибАДИ3 5 мин.

На каждом новом скоростном режиме двигатель должен до начала змерен й проработать не менее 1 мин во избежание изменения реж ма во время змерения расхода топлива.

2. нят е характеристики холостого хода производят начиная с

минимальной частоты вращения, и с помощью винта упора дроссельной заслонки увел ч вают ее вначале через 100 мин-1, а после дости-

жения 800...1000 м н-1 нтервалы можно увеличить до 200...400 мин-1. 3. На большей частотой вращения коленчатого вала при снятии

характер ст ки холостого хода следует считать число оборотов,

равное 75% от номинального для данного двигателя

( nXX max 0,75 nном).

4. По окончании снятия характеристики холостого хода винт упора дроссельной заслонки устанавливается в начальное положение.

При снятии характеристики холостого хода измеряют: частоту вращения коленчатого вала двигателя, время израсходования контрольной порции топлива.

Полученные результаты измерений представляют в виде кривых изменения GT f n и Tог в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

Обработка экспериментальных данных

Значения параметров из постовых бланков результаты последующих расчётов заносятся в протокол (см. прил. 1). По полученным значениям необходимо рассчитать часовой расход топлива и построить характеристику холостого хода: графическую зависимость часового расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала

GТ f n .

При выполнении расчетов, обработке результатов и оформлении отчёта обратитесь к п. 5 "Обработка результатов испытаний".

32

топлива дайте оценку сбалансированности работы систем карбюратора (системы впрыска).

7.Как ми способами можно добиться снижения частоты вращения коленчатого вала на режиме холостого хода?

8.Пр вед те пр мер условий эксплуатации, в которых двигатель транспортного средства ра отает по данным характеристикам.

9.Как е внешн е факторы влияют на характер протекания графика?

10. Способы сн жения расхода топлива на данном режиме работы.

Ла ораторная работа №5

РЕГУЛИРОВОЧН Я Х Р КТЕРИСТИКА КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГ ТЕЛЯ ПО СОСТАВУ СМЕСИ

Цели и задачи работы

Цели лабораторной работы: закрепление знаний по разделу «Характеристики двигателя», исследование влияния состава смеси на основные показатели работы двигателя.

Задача исследования: подбор новой регулировки или проверка существующей регулировки карбюратора.

Оборудование оснащение: имитационная экспериментальная установка по определению параметров работы двигателя на различных режимах.

Основы теории

Регулировочной характеристикой карбюраторного двигателя по составу смеси называют зависимость мощности (или ре) и удельного эффективного расхода топлива от состава горючей смеси (или часового расхода топлива). Эта характеристика получается при

33

постоянных частоте вращения и положении дроссельной заслонки, а также при наивыгоднейших для каждого режима углах опережения зажигания. Состав смеси (расход топлива) при получении регулировочных характеристик варьируется с помощью специальной конусной иглы, изменяющей проходное сечение в главном жиклере, или изменением давления воздуха в поплавковой камере карбюратора.

Регулировочные характеристики по составу смеси широко исСибАДИпользуют при выборе регулировок карбюратора и для определения наивысш х мощностных и экономических показателей при разных

сочетан ях положен я дроссельной заслонки и частоты вращения. На р с.9 показана регулировочная характеристика, полученная

при полном открыт дроссельной заслонки. Максимум мощности и минимум удельного расхода топлива всегда получаются при разном

составе смеси, называемом соответственно мощностным ( м) экономическ м ( э).

Рис. 9. Регулировочная характеристика карбюраторного двигателя по составу смеси

34

При м во время сгорания выделяется наибольшее количество теплоты, так как из-за недостаточной гомогенности смеси использования всего воздуха можно достичь лишь при некотором избытке топлива в смеси. Кроме того, при некотором обогащении смеси уменьшаются потери теплоты на диссоциацию продуктов сгорания, а скорость сгорания и коэффициент молекулярного изменения воз-

растают. При < м мощность снижается главным образом из-за больших потерь теплоты вследствие химической неполноты сгорания

СибАДИв карбюратор в результате воспламенения горючей смеси во впускном трубопроводе в период перекрытия клапанов.

топлива. При > м мощность уменьшается, так как с топливом в цилиндры ввод тся все меньшее количество теплоты, но теплоиспользован е улучшается, что и служит причиной снижения

удельного расхода топл ва-ge вплоть до достижения ge,min при э, хотя

процессов воспламенен я и сгорания смеси, а также со снижением ηм. В случае чрезмерного о еднения смеси работа двигателя становится неустойч вой вплоть до прекращения сгорания в отдельных

Рациональная регулировка карбюратора должна находиться

между э и м. Поскольку в лизи м мощность изменяется мало, а удельный расход сильно, то при полностью открытой дроссельной заслонке регулировку карбюратора устанавливают несколько беднее мощностной. Наоборот, при частичном открытии дроссельной заслонки регулировку карбюратора устанавливают несколько богаче

э, так как это позволяет при малом ухудшении экономичности заметно улучшить стабильность процесса сгорания и получить некоторый резерв на случай обеднения смеси в процессе эксплуатации из-за снижения температуры воздуха, осмоления жиклеров или других причин.

Чем меньше открыта дроссельная заслонка ниже частота вра-

щения, тем ниже величина э, а также м, изменяющаяся в меньшей степени. В этом случае зона рациональной регулировки сужается. Такие закономерности объясняются ухудшением условий воспламенения и сгорания смеси при дросселировании двигателя и снижении частоты вращения.

35

Методика снятия регулировочной характеристики карбюраторного двигателя по составу смеси на моторном стенде

Для двигателя, работающего в стационарных условиях, обычно снимается одна регулировочная характеристика при нормальной частоте вращения коленчатого вала и при полном открытии дросселя.

Для двигателя, работающего при различной частоте вращения коленчатого вала и различных нагрузках, следует снимать серию регулировочных характеристик по составу смеси, охватывающих

СибАДИсостоян я атмосферных условий лежат в основе необходимости изменен я ранее установленной регулировки карбюратора.

наиболее характерные режимы.

Назначен е регул ровки карбюратора автомобильного двигателя про звод тся на основании результатов сопоставления по минимальным значен ям ge всех регулировочных характеристик, снятых при так х открыт ях дросселя и такой частоте вращения коленчатого

Регулировочную характеристику карбюраторного двигателя по составу смеси снимают следующим образом. После прогрева двигателя, осуществляя постепенно его загрузку, открывают дроссельную заслонку. Затем о едняют смесь до появления перебоев в работе двигателя, а после этого небольшим обогащением смеси устраняют их и доводят тормозом частоту вращения коленчатого вала до установленного уровня. После установки оптимального угла опережения зажигания и оптимального устойчивого теплового состояния двигателя по поданному сигналу производят необходимые замеры.

По окончании замеров, фиксируемых также сигналом, производят изменения регулировки карбюратора в сторону обогащения смеси при неизменном положении дросселя осуществляют серию замеров (каждый раз при новом обогащении смеси) до выявления максимума кривой Ne = f(n).

Устанавливаемый для каждого режима испытаний оптимальный угол опережения зажигания определяется по показаниям тахометра и весового механизма тормоза.

Регулировочные характеристики карбюраторного двигателя по составу смеси обычно снимают при следующих режимах работы:

-полное открытие дросселя и n = 0,75 · nном;

-при Ne = 0,75 · Neном и n = 0,75 · nном;

-при Ne = 0,4 · Neном и n = 0,4 · nном.

36

Методика снятия регулировочной характеристики карбюраторного двигателя по составу смеси с помощью программы «Моделирование лабораторного практикума по ДВС»

Лабораторная работа выполняется на IВМ-cовместимом компьютере в среде операционной системы Windows 3.1 л и выше. Для проведения работы нужно запустить программу «Моделирование лабора-

нажать кнопку «Перейти к эксперименту»;

37

3) нажать кнопку «Пуск и прогрев двигателя»;

СибАДИ4) нажать кнопку «Перейти к вводу n» ввести значения частоты вращен я коленчатого вала n =(0,6-0,8)nnom ,

нажать кнопку «Перейти к испытаниям», далее следовать указаниям программы до тех пор, пока не будет заполнена табл. 1 испытаний.

Таблица 1

Протокол испытаний

После окончания процесса снятия характеристики по данным табл. 1, а также по расчетным данным, полученным при использовании соответствующих формул, заполняется протокол испытаний. По данным протоко-

ла испытаний строится регулировочная характеристика карбюраторно-

го двигателя по составу смеси. При этом обычно по оси абсцисс откла-

дываются значения коэффициента избытка воздуха при рассматриваемой частоте вращения на полном дросселе, а по оси ординат полученные

38

значения эффективной мощности Nе, кВт, удельного qе, г/кВт· и часового Gт, кг/ч расходов топлива.

СибАДИ

Цели лабораторной работы: закрепление знаний по разделу «Характеристики двигателя», исследование влияния угла опережения зажигания на мощностные, экономические и экологические показате-

ли работы двигателя.

Задача исследования: найти наивыгоднейшее значение угла опережения зажигания для каждого нагрузочного и скоростного режимов

установка по определению параметров работы двигателя на различных режимах.

Основы теории

Регулировочная характеристика карбюраторного двигателя по углу опережения зажигания (УОЗ) устанавливает зависимость мощности и экономичности двигателя от угла опережения зажигания θоз, она может быть получена, если изменять θоз при постоянных

39

частоте вращения, положении дроссельной заслонки и составе смеси (часовом расходе топлива).

Такие характеристики используются:

• для нахождения оптимальных значений УОЗ на различных скоростных и нагрузочных режимах работы двигателя при заданной регулировке топливоподающей системы;

• для определения предельных мощностных и экономических показателей двигателя;

СибАДИ• для выбора регулировок автоматов управления УОЗ;

• для оценки требований к октановому числу топлива. Как следует з граф ков на рис.10, изменение Ne и ge в зависимости от θоз меет обратный характер, что объясняется постоянством величины GT. По этой причине максимум мощности и минимум удельного расхода топлива достигают при одном и том же угле опережен я заж ган я, который называют наивыгоднейшим или оптимальным (θопт ). Его величина определяется периодом задержки воспламенен я смеси и временем, отводимым на сгорание. При оптимальном опережен и зажигания теплоиспользование оказывается наилучш м. Заж ган е называют поздним, если θоз < θопт: в этом случае сгорание происходит слишком поздно, на такте расширения, в результате уменьшается степень расширения и возрастают теплопотери в систему охлаждения и с отработавшими газами. Чрезмерно позднее зажигание может привести к перегреву двигателя. При излишне большом угле θоз сгорание смеси начинается слишком рано, создаётся большое противодавление ходу поршня к В.М.Т. (раннее зажигание θоз > θопт) скорость нарастания и максимальное давление оказываются чрезмерно большими, двигатель перегружается газовыми силами. В результате это приводит к росту максимального давления и температуры цикла, что влечет за собой увеличение потерь теплоты в систему охлаждения, на трение в двигателе и с утечками газа через поршневые кольца. увеличением θоз сильно возрастает образование окислов азота. При полном открытии дроссельной заслонки раннее зажигание может вызывать детонацию.

40

СибАДИРис. 10. Регулировочная характеристика карбюраторного двигателя по углу опережения зажигания

увеличением частоты вращения общая длительность сгорания возрастает, что требует соответствующего увеличения θопт. Затягивание процесса сгорания по мере уменьшения нагрузки при неизменной частоте вращения также требует увеличения θопт.

41

Методика снятия регулировочных характеристик по углу опережения зажигания и по углу опережения впрыска топлива

Снятие регулировочной характеристики по углу опережения зажигания осуществляют следующим образом.

После прогрева двигателя, изменяя нагрузку тормозом, устанавливают необходимую частоту вращения коленчатого вала двигателя

тавших газов ТОГ др.

После этого переходят к установке меньшего угла опережения зажиган я проведен ю очередных подобных замеров. Далее вновь уменьшают угол опережения зажигания и испытания продолжают до четкого выявления максимума мощности Ne и минимума удельного расхода ge. Необходимо учитывать, что чрезмерно большие углы опережения могут вызвать появление детонации (работа двигателя при этом не допускается), поэтому в процессе снятия этой характеристики следует особое внимание обращать на работу двигателя.

Методика снятия регулировочной характеристики карбюраторного двигателя по углу опережения зажигания с помощью программы «Моделирование лабораторного практикума по ДВС»

Лабораторная работа выполняется на IВМ-cовместимом компьютере в среде операционной системы Windows 3.1 л выше. Для проведения работы нужно запустить программу «Моделирование лабораторного практикума по ДВС». Для этого необходимо:

42

1) выбрать тему 3;

СибАДИ2) помест ть курсор мыши на выбор варианта, после этого нажать кнопку «Перейти к эксперименту»;

3) нажать кнопку «Пуск прогрев двигателя»;

43

4) нажать кнопку «Перейти к вводу n» и ввести значения частоты вращения коленчатого вала n = (0,6-0,8)nnom , нажать кнопку перейти к испытаниям,

СибАДИдалее следовать указаниям программы до тех пор, пока не будет заполнена табл. 2.

Таблица 2

Протокол испытаний

После окончания процесса снятия характеристики по данным табл. 2, а также по расчетным данным, полученным при использовании соответствующих формул, заполняется протокол испытаний. По данным протокола испытаний строится регулировочная характеристика карбюраторного двигателя по углу опережения зажигания. При этом обычно по оси абсцисс откладываются значения угла поворота коленчатого вала при рассматриваемой частоте вращения на полном дросселе, а по оси ординат полученные значения эффективной мощности Nе, кВт, удельного qе, г/кВт· часового Gт, кг/ч расходов топлива.

Контрольные вопросы и задания

1.Цель работы и методика снятия характеристики.

2.Объяснить характер полученных зависимостей.

3.Какие параметры двигателя измерялись в процессе эксперимента, а какие рассчитывались позже?

4.Что оставалось неизменным в процессе эксперимента?

44