Скоростные характеристики ДВС

всх энергетич и экономич показ

Скоростной характеристикой  называется зависимость основных показателей двигателя от частоты вращения коленчатого вала при неизменном положении органа управления двигателем.

Из всего множества  скоростных характеристик наибольшее практическое значение имеет внешняя скоростная характеристика (ВСХ). ВСХ определяется при полном открытии дроссельной заслонки двигателя с искровым зажиганием или при положении органа управления подачей топлива, которое обеспечивает получение номинальной мощности дизеля.

Скоростные характеристики, снятые при промежуточном положении  органа управления двигателем, называются частичными.

Режимы ВСХ  имитируют работу двигателя на автомобиле при движении последнего в условиях переменного дорожного сопротивления, но при постоянном и предельном положении органа управления двигателем. Чаще всего режимы ВСХ имеют место при разгоне автомобиля, осуществляемом полным открытием ДЗ (двигатели с искровым зажиганием) или предельным натяжением главной пружины регулятора (дизели).

ВСХ представляет собой верхнюю границу поля эксплуатационных режимов работы двигателя. На режимах ВСХ двигатель испытывает максимальные тепловые и механические нагрузки и выделяет большое количество токсичных веществ с ОГ.

ВСХ является основной паспортной характеристикой двигателя, на основании которой оценивают его главные технические показатели.

ВСХ  снимается  при  штатной  регулировке  системы  топливоподачи,  которая  на  большинстве  скоростных  режимов обеспечивает состав смеси, близкий к мощностному 

НАГРУЗОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ  С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ 

Нагрузочная характеристика (НХ) представляет собой зависимость основных показателей двигателя от одного из параметров, характеризующих его нагрузку (Ne, Mx, />е). Их определяют при постоянной частоте вращения.

Работа на режимах  НХ наиболее характерна для двигателей, которые используются для привода  электрических генераторов, насосов, компрессоров, тракторов. В частности, НХ имитирует работу двигателя на автомобиле при движении последнего с постоянной скоростью на одной из передач в условиях переменного дорожного сопротивления.

В двигателях с  искровым зажиганием изменение мощности достигается в основном за счет изменения  количества горючей смеси (изменением положения ДЗ), поступающей в цилиндры.

Состав смеси  на режимах НХ теоретически должен оставаться экономическим  при каждом значении Ne. Исключение составляет режим  полной нагрузки, когда возможности количест-

венного регулирования  будут исчерпаны и обеспечение Ne=NemiX возможно только при обогащении смеси до мощностного состава.

Характер изменения основных показателей двигателя определяется совместным влиянием изменения η, и ηΜ. Величина η, по НХ определяется составом смеси, η, и значением УОЗ, а величина ηΜ практически зависит только от нагрузки двигателя.

При полном открытии ДЗ из-за химической неполноты сгорания (а<1) уменьшается ηι и увеличивается ge, несмотря на максимальное значение ηΜ. Прикрытие ДЗ переводит работу системы топливоподачи на обеспечение близкого к экономичному состава смеси (а=1,1... 1,2), что повышает η,.Однако прикрытие ДЗ приводит к ухудшению условий воспламенения и сгорания горючей смеси. В результате этого α необходимо несколько уменьшить, что особенно важно на режимах малых нагрузок и холостого хода, где для обеспечения хорошей экономичности необходимо обогатить смесь до а=0,90...0,95. По этой же причине необходимо увеличивать УОЗ, чтобы компенсировать увеличение длительности первой фазы сгорания.

Содержание токсичных  компонентов ОГ по НХ определяется совместным влиянием α, η, и УОЗ.

НАГРУЗОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИЗЕЛЯ

При снятии нагрузочной  характеристики снижение нагрузки достигается  уменьшением цикловой подачи топлива путем пере¬мещения рейки топливного насоса.

Рис. 7.10. Нагрузочные  характеристики дизеля: а - без наддува; 6 - с турбонаддувом а охлаждением воздуха

В дизеле без  наддува (рис. 7.10, а) увеличение α при  снижении нагрузки вызвано снижением часового расхода топлива GT, в то время как часовой расход воздуха Gb несколько увеличивается. Температура отработавших газов Т, снижается из-за уменьшения количества теплоты, выделяющейся при сгорании. Увеличение α приводит к снижению дымности отработавших газов. Однако на очень малых нагрузках величина gt может увеличиваться из-за ухудшения качества процессов впрыскивания и распиливания топлива.

У дизеля с турбонаддувом (рис. 7.10, б) при снижении нагрузки в  связи с падением температуры  ОГ перед турбиной Тт уменьшается располагаемая работа газа, что приводит к снижению частоты вращения турбины и компрессора. В результате снижа¬ются параметры наддувочного воздуха: давление рт, температура Тх и расход воздуха G,. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению расхода газа через турбину и противодавления газа перед турбиной рт и, как следствие, дополнительному уменьшению частоты вращения турбины и компрессора. Процесс продолжается до тех пор, пока не установится новый режим совместной работы дизеля с ТК, что обычно продолжается несколько секунд.

При снижении нагрузки падает КПД ТК, что объясняется  отклонением режима его работы от расчетного. Это вызывает более значительное падение давления наддува ρτ, чем  противодавления перед турбиной ρτ, что приводит к дополнительному увеличению ge на малых нагрузках из-за увеличения затраты работы на газообмен. Поэтому целесообразно использовать регулирование турбонаддува на малых нагрузках.

Поскольку при  увеличении нагрузки повышаются дымность ОГ И тепловая напряженность деталей, предел форсирования дизеля по нагрузке определяется той из этих двух величин, которая первой приблизится к критическому уровню. Дизели с турбонаддувом (по сравнению с безнаддувными) при средних и высоких частотах вращения имеют большие значения а, поэтому для них предел форсирования обычно определяется тепловой напряженностью деталей в цилиндре и колеса турбины ТК.