13. Поясніть аналітично і графічно вплив коефіцієнту надміру повітря на спрацювання, економічність, потужність, та викиди шкідливих речовин.

М ощность двигателя при постоянной частоте вращения ко­ленчатого вала регулируют изменением подачи топлива насосом. Работа двигателя на наиболее экономичном режиме

(по расходу топлива) сопро­вождается полным и бездым­ным сгоранием при значении коэффициента избытка возду­ха а = 1,4...1,6.

Коэффициент избытка воздуха — это отношение количества воздуха, выраженного в килограммах, расходуемого в дви­гателе на сгорание 1 кг топлива, к количеству воздуха, тео­ретически необходимому для полного сгорания 1 кг топли­ва (14,9).

Отношение 14,9/14,9 = 1 называется нормальной горючей смесью. При а < 1 горючая смесь называется богатой, а при а > 1 —бедной. Обычно современные карбюраторные дви­гатели работают при а = 0,8... 1,1- Значение а влияет на режим работы двигателя и его экономичность.

Для режима максимально возможной мощности а я& 1. Однако при этом наблюдаются повышенный расход топлива и дымление.

Для двигателей с объемным смесеобразованием при уве­личении цикловой подачи топлива на 16 % скорость изнаши­вания возрастает более чем на 40 %.

В условиях регулировочной характеристики по составу смеси карбюраторного двигателя максимальная мощность Ммах будет при коэффициенте избытка воздуха а = 0,8...0,9, , а минимальный удельный расход топлива при а = 1,05. ..1,1. Максимальная мощность при а = 0,8...0,9 обусловлена вы­сокой скоростью сгорания смеси, высоким коэффициентом молекулярного изменения, увеличением коэффициента на­полнения и механического КПД по сравнению с g_emi_n.

Зависимость износа двигателя ЗИЛ-130 от величины а приведена на рис. 4.8. Как видно из графика, при обогащении смеси (при а = 0,8) износ увеличился на 30 % на облегченном бензине и на 80 % на утяжеленном бензине, что можно объяс­нить разжижением смазочного материала.

Таким образом, при работе на смеси с оц = 1,05...1,1 достигается не только высокая топливная экономичность, но и наименьшая скорость изнашивания.

14. Поясніть параметри технічного стану системи охолодження і вплив теплового режиму на спрацювання, безвідмовність та довговічність дтз.

Наиболее часто встречающимися причинами выхода из строя деталей цилиндро-поршневой группы двигателей яв­ляется нарушение теплового режима — вы­сокая температура деталей (локальных зон) или, наоборот, низкая температура охлаждающей жидкости и, соответственно, деталей двигателя.

На практике отдельные участки поршня и головки блока нагреваются порой до 300 °С и выше. Однако предел прочности металла на разрыв начинает резко снижаться уже при 150 °С. Кроме того, повышение температуры выше 150 °С приводит к быстрому пригоранню поршневых колец, а также к интен­сификации окислительных процессов в масле и нагарообразованию. С ростом температуры увеличиваются температурные деформации гильзы, искажающие ее форму, что увеличивает давление поршневых колец на гильзу в некоторых местах контакта, особенно в верхней части. При этом происходит закоксовывание распылителей форсунок, что приводит к ухуд­шению качества распыливания топлива и, как следствие, к повышению температуры. Таким образом, происходит как бы замкнутый цикл, при котором следует учитывать не только действие, Ъо и взаимодействие рассматриваемых факторов. Следует отметить, что на температурный режим двигателей оказывают влияние режим работы и качество регулировок.

Перегрев двигателя вызывает понижение вязкости масла, срыв масляной пленки, что ведет к повышению скорости

изнашивания и деформации деталей. При этом происходят быст­рое окисление и старение смазочного масла и, как следствие, интенсивные лаковые отложения. Однако наиболее опасно не повышение температурного режима, а его снижение.

Температурный режим работы двигателя в эксплуатации обычно оценивают по температуре охлаждающей жидкости или масла (рис. 4.2). Как видно из графика, оптимальный тепловой режим, при котором износ двигателя будет мини­мальным, находится в диапазоне 70—90 °С, а при отклонении температуры охлаждающей жидкости в ту или иную сторону износ двигателя увеличивается.

Многочисленными исследованиями установлено, что сум­марный износ поршневых колец, поршня, гильзы и под­шипника нижней головки шатуна при температуре охлаждаю­щей жидкости на выходе 30 °С в 6,5 раза больше, чем при но­минальной температуре (85 °С), а при t= 115 °С суммарный износ оказался выше по сравнению с номинальным тепловым режимом в 1,5 раза. При снижении температуры охлаждающей жидкости ниже 70 °С отдельные участки поверхности гильз увлажняются конденсатом воды, и содержащиеся продукты сгорания сернистых соединений и другие коррозийно-актив­ные элементы растворяются. При этом образуются серная и сернистая кислоты, что способствует интенсивному кор­розийно-механическому изнашиванию цилиндров.