64. Практические методы повышения мощности двигателя:

1 Увеличение рабочего объема двигателя.

2 Увеличение степени сжатия.

3 Уменьшение механических потерь.

4 Оптимизация процессов горения смеси.

5 Увеличение наполнения цилиндров.

Повышение экономичности и мощности двигателей всех типов может быть осуществлено за счет снижения механических потерь, на преодоление которых затрачивается 8... 12 % теплоты сгорании топлива. Значение механического КПД можно увеличить, уменьшая потери на трение деталей КШМ и на приведение вспомогательных механизмов двигателя и увеличивая индикаторную мощность Р. Необходимо также учитывать, что наибольшая величина Мм имеет место при работе двигателя на полной нагрузке при малых скоростных режимах. Для уменьшения механических потерь в приводе, например, вентилятора системы охлаждения там устанавливают автоматически отключаемую муфту, что позволяет уменьшать потери мощности на привод вентилятора путем его отключения на некоторых режимах работы. Наиболее эффективными методами повышении экономических показателей двигателя являются: ¦ повышение степени сжатия и использование бедных горючих смесей; ¦ совершенствование качества смесеобразования и повышение механического КПД; ¦ соблюдение условий технической эксплуатации двигателя. Повышения мощности двигателя, кроме того, можно достичь следующими способами: ¦ увеличением объема двигателя; ¦ повышением частоты вращения коленчатого вала; ¦ переходом с четырехтактного цикла на двухтактный; ¦ увеличением массы циклового заряда за счет совершенствования процесса газообмена и за счет наддува и промежуточного охлаждения заряда.

65. Внешняя скоростная характеристика двигателя – зависимость выходных показателей двигателя от частоты вращения коленчатого вала при полном открытии топливоподающего органа.

n_min – устойчивая частота вращения, n_н – частота, соответствующая максимальному крутящему моменту,n_ном – при которой достигается максимум мощности, n_маx – максимально допустимая, n_разн – разносная частота вращения .

Максимум к.м. соответствует высокому наполнению цилиндр и сравнительно небольшим мех. потерям.

66 Нагрузочная хар-ка бензинового двигателя

Увеличение удельных расходов топлива при уменьшении мощности объясняется следующими причинами:

1. С уменьшением мощности уменьшается весовое наполнение двигателя, так как дроссельная заслонка прикрывается. При этом увеличивается количество остаточных газов, что ведет к ухудшению протекания процесса сгорания.

2. Поскольку абсолютная величина механических потерь определяется в основном скоростным режимом двигателя, то на всем диапазоне снятия нагрузочной характеристики она остается практически постоянной. Однако с уменьшением индикаторной мощности, развиваемой двигателем, относительная величина механических потерь растет.

3. По мере прикрытия дроссельной заслонки растут насосные потери.

4. Увеличиваются относительные тепловые потери в охлаждающую среду. По абсолютной величине тепловые потери остаются практически постоянными, так как при постоянном числе оборотов время соприкосновения горячих газов со стенками цилиндров и головкой остается постоянным. Однако общее колличество тепла, выделяемого при сгорании топлива, по мере прикрытия дроссельной заслонки уменьшается. Изменение характера протекания кривых часового и удельного расходов топлива при дроссельной заслонке, открытой свыше 75—80%, объясняется включением экономайзера.

67 Нагрузочная характеристика дизельного двигателя Нагрузочная характеристика дизеля снимается при постоянном числе оборотов и переменном положении рейки топливного насоса. Вначале при увеличении подач топлива удельные расходы топлива уменьшаются и в точке 1 достигают минимальных значений. Это объясняется в основном снижением относительной величины механических потерь. В диапазоне между точками 1 и 2 удельные расходы топлива незначительно возрастают вследствие ухудшения процесса сгорания (ввиду уменьшения коэффициента избытка воздуха). Точка 2 лежит на границе начала дымления. За точкой 2 происходит довольно резкое ухудшение экономических показателей двигателя, вызываемое все усиливающимся недогоранием топлива. Однако при этом мощность двигателя продолжает увеличиваться. После достижения коэффициентом избытка воздуха значений, соответствующих максимальному среднему эффективному давлению (точка 3),происходит перегиб кривых. Несмотря на увеличение подачи топлива, процесс сгорания настолько ухудшается, что происходит снижение мощности.

68. Регулировочная характеристика карбюраторного двигателя по составу смеси снимается при постоянном числе оборотов и неизменном положении дроссельной заслонки. Температуры охлаждающей жидкости и картерного масла при снятии всех характеристик поддерживаются наивыгоднейшими и неизменными. Опережение зажигания устанавливается оптимальным для каждого замера.

Регулировочная характеристика дизеля по составу смеси имеет тот же характер, что и у карбюраторного двигателя. Состав смеси у дизеля меняется за счет изменения количества топлива, подаваемого топливным насосом. Однако максимальная мощность (точка3, α=1,04—1,1) и минимальные удельные расходы топлива (точка 1, α = 2) в дизелях достигаются при больших значениях α по сравнению с карбюраторными двигателями

Регулировочные характеристики двигателя по составу смеси:

а— карбюраторного; б — дизеля.

Регулировочная характеристика двигателя по зажиганию.

Смещение ge mm и Ne шах у дизелей в сторону более бедных смесей вызывается недостаточно совершенным протеканием процесса смесеобразования; при среднем α >1 в некоторых частях камеры сгорания дизеля горючая смесь может иметь α< 1 и сгорать не полностью.

Начало неполного сгорания топлива, сопровождаемое видимым дымлением на выхлопе, начинается в точке 2,которая носит название предела дымления. В эксплуатации коэффициент избытка воздуха не должен выходить за пределы дымления.

Регулировочная характеристика по зажиганию. Снижение мощности и увеличение удельных расходов топлива при углах опережения зажигания, меньших наивыгоднейшего, объясняется тем, что по мере уменьшения угла процесс сгорания все больше и больше переносится на такт расширения. Это сопровождается увеличением потерь тепла в охлаждающую воду и с выхлопными газами. Увеличение угла опережения зажигания свыше наивыгоднейшего сопровождается появлением детонации, ведущей к снижению мощностных и экономиче­ских показателей.

Регулировочная характеристика по углу предварения подачи топлива. Снижение мощностных и экономических показателей при слишком раннем впрыске топлива объясняется тем, что оно попадает в воздух, имеющий сравнительно малое давление и температуру, поэтому период задержки воспламенения топлива имеет значительную величину. Это ведет к скоплению в цилиндрах к моменту самовоспламенения больших порций топлива. Сгорание в таких условиях протекает с резким нарастанием давления, сопровождающимся ухудшением теплоиспользования и уменьшением механического к. п. д. двигателя. Кроме того, при малом давлении в цилиндре и большом периоде задержки воспламенения частицы топлива до их сгорания успевают достичь стенок камеры сгорания или днища поршня. Осевшие капельки топлива сгорают не полностью, что, в свою очередь, снижает показатели двигателя.

Поздний впрыск топлива приводит к смещению процесса сгорания на часть такта расширения. При этом увеличиваются потери тепла в охлаждающую воду и с продуктами сгорания.