Нагрузочные характеристики

Двигатели, предназначенные для привода генераторов, компрессоров, насосов и т.п. должны работать так, чтобы частота вращения вала привода при изменениях нагрузки изменялась возможно меньше. Поэтому работу таких двигателей оценивают по характеристикам, полученным при постоянной частоте вращения. Эти характеристики называют нагрузочными. Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя показана на рис.14.3.

Рис.14.3.

При увеличении внешней нагрузки и открытии дроссельной заслонки вследствие уменьшения гидравлического сопротивления карбюратора снижается разрежение во впускном трубопроводе, расход горючей смеси, а, следовательно, и часовой расход топлива увеличиваются, что и обусловливает повышение крутящего момента и мощности.

В области малых и средних нагрузок карбюратор должен обеспечивать приготовление горючей смеси так называемого экономического состава, который изменяется от _эк= 0,7 - 0,85 на холостом ходу до_эк= 1,1 - 1,2 вблизи полной нагрузки. Наименьший эффективный удельный расход топлива достигается при максимальном значении произведения_i_мна режиме, предшествующем включению экономайзера. В диапазоне нагрузок 80 - 100% от полной, несмотря на продолжающийся рост_м, эффективный расход топлива увеличивается из-за снижения_iвследствие перехода к обогащенным (мощностным) составам смеси.

Нагрузочные характеристики определяют при различных, постоянных для каждой характеристики частотах вращения последовательным увеличением подачи топлива в пределах изменения нагрузки от нуля до соответствующей полной подачи или подачи, больше полной.

Нагрузочная характеристика дизеля представлена на рис.14.4.

Рис.14.4

По сериям нагрузочных характеристик дизеля можно построить его скоростные, регулировочные и многопараметровые характеристики.

В дизеле повышение вырабатываемой механической энергии, требуемое при росте внешней нагрузки, достигается увеличением подачи топлива в цилиндр. На дизеле без наддува подача воздуха не регулируется. Количество воздуха, поступающего в цилиндр, с ростом нагрузки в небольшой мере (тем меньшей, чем выше частота вращения) снижается в основном из-за увеличения подогрева заряда в процессе впуска. Последнее связано с увеличением температуры деталей.

Широкий диапазон изменения состава смеси при изменении нагрузки иллюстрирует один из основных классификационных признаков дизеля - качественное регулирование.

При построении нагрузочной характеристики часто используют отношения абсолютных значений параметров к соответствующим их значениям на номинальном режиме.

Регулировочные характеристики

Регулировочные характеристики позволяют уточнить влияние отдельных элементов регулировки и параметров режима работы двигателя на мощность и удельный расход топлива. По регулировочным характеристикам определяют, в частности, влияние угла опережения зажигания (рис.14.5) или впрыска топлива (рис.14.6), коэффициента избытка воздуха (рис.14.7), давления или продолжительности впрыска и т.п. на мощность и экономичность двигателя.

Кроме рассмотренных характеристик при анализе работы двигателя используют и другие (характеристики холостого хода, пусковые и т.п.).

Способы расчета характеристик двигателей являются приближенными, поэтому действительные характеристики получают при испытании двигателей на специальных стендах. Результаты испытаний приводят к одним и тем же атмосферным условиям по формулам в соответствии с действующими ГОСТами.

Рис.14.5

Рис.14.6

Рис.14.7