Нагрузочной характеристикой называется зависимость показателей двигателя от его мощности (или среднего эффективного давления) при номинальной частоте вращения.
По нагрузочным характеристикам работают двигатели, которые применяются для привода электрогенераторов, компрессоров и насосов, а также главные двигатели с ВРШ при постоянной частоте вращения.
При построении нагрузочных характеристик по оси абсцисс размещаются нагрузочные показатели двигателя: эффективную мощность, среднее эффективное давление или вращающий момент.
По оси ординат откладывают эксплуатационные показатели, характеризующие работу двигателя на различных режимах: удельный эффективный расход топлива 
температуру выпускных газов и т.д. Характеристики снимают при переменных подачах топлива за цикл, при угле опережения впрыска, являющемся оптимальным,но при постоянной частоте вращения. Вам необходимо построить по рассчитанным Вами зависимостям графики:
,
,
,
,
,
и
Расчет эффективного давления
ведется по формуле:
, (19)
где Dц ,S – соответственно диаметр цилиндра и ход поршня,м;
z – число цилиндров;
n -частота вращения,1/мин.
Пример подобных графиков для некоторых параметров другого двигателя представлен на рис.1 справа.
После выполнения работы необходимо оформить расчёт на стандартных листах (формат А4) белой бумаги.
В отчёте необходимо отразить следующие разделы:
1. Цель работы.
2. Принципиальная схема и описание лабораторной установки.
3. Порядок проведения работы и протокол испытаний.
4. Обработка результатов измерений, расчетные формулы и графические зависимости.
5. Анализ результатов испытаний и выводы.
Дайте Ваше толкование причины выявленного поведения построенных зависимостей (почему имеют низкое - высокое значение, снижаются – повышаются, хорошо это или плохо, какие значения имеют эти параметры у принятых Вами в проекте ГД).
| №№ режимов | Сила тока,I,A | Напряжение,U,В | КПД ЭГ, ηэг | Мощность, кВт | Удельный расход топлива, кг/кВт.ч | Температура выпускных газов на выходе, t2в.г, ˚С | Примечания |
| 1 | 0,84 | ||||||
| 2 | 0,86 | ||||||
| 3 | 0,88 | ||||||
| 4 | 0,90 |
| №№ по порядку | Показания анемометра v, м/с | Температура воздуха | Расход воздуха, Qв, м3/с | Pв,кВт по (3) | Примечания | |
| На входе в двигатель, t1в | На выходе из двигателя, t2в | |||||
| 1 | ||||||
| 2 | ||||||
| 3 | ||||||
| 4 | ||||||
| №№ режимов | Масса топлива с посудой, г | | Продолжительность режима, с | Расход топлива, кг/с | Тепловой поток от сгорания топлива, кВт | Примечания | ||
| Начало режима | Конец режима | |||||||
|
|
|
| Вт | | ||||
| 1 | ||||||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 4 | ||||||||
| №№ режимов | Мощность тепловых потоков при сгорании топлива, кВт | |||||||||||||
|
| Pв | Рг | Рх.н | Рн.б |
| |||||||||
| 1 | ||||||||||||||
| 2 | ||||||||||||||
| 3 | ||||||||||||||
| 4 | ||||||||||||||
| №№ рррережимов | Объёмный состав продуктов сгорания в % | Темпе-ратура, |
| qв.г | qх.н | Примечания | ||||||||||||
| СО2 | О2 | СО | N2 | t1в.г | ||||||||||||||
| 1 | ||||||||||||||||||
| 2 | ||||||||||||||||||
| 3 | ||||||||||||||||||
| 4 | ||||||||||||||||||
studfiles.net
Нагрузочная хар-ка дизеля. 1.Что называется нагрузочной характеристикой дизеля?Haг хар-кой двигателя называется Зависимость расходов топлива (за часGт и единицу вырабатываемой энергий ge)о нагрузки выражаемой эффективной мощностьюNe, крутящим моментом Мк или средним эффективным давлением ре при постоянной частоте вращения.
2. Что такое качественное регулирование мощности?Регулирование мощности, изменения состав смеси.(альфа)
3. Расскажите и объясните характер изменения дымности и токсичности ОГ при увеличении нагрузки?Дымность отработавших газов растет с увеличением нагрузки в связи с ростом зон богатых топливом, в которых создаются условия для развития реакций, сопровождающихся выделением углерода. Выбросы оксидов азота растут с ростом нагрузки в связи с увеличением зон с локально высокой температурой.
4.Оптимальное сочетание каких КПД определяет минимум ge по нагрузочной характеристики?
Сочетания Механического и Индикаторного КПД определяет минимум ge.ge~1/(Индик КПД* механич КПД)
5.За счет чего изменяется мощность дизеля при снятии нагрузочной хар-ки?
За счет изменения нагрузки, создаваемой тормозом.
6. Объясните причину резкого увеличения ge при малых нагрузках?
geрезко увеличивается при малых нагрузках, из за того, что все большая и большая часть теплоты топлива тратится не на полезную работу, а на преодоление внутренних потерь в двигателе, следовательно уменьшается индикаторная мощности и механическое КПД.
1.Теплопроводность. Механизм теплопроводности.
Теплопроводность- это процесс теплообмена за счет движения безконечно малых структурных частиц( электронов, атомов, молекул), происходящих при контакте неодинаково нагретых тел или в неодинаково нагретых частях одного тела. Теплопроводность осуществляется за счет передачи кинетической энергии при столкновении хаотически движущихся молекул. (перенос внутренней энергииот более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам).
2.Коэффициент теплопроводности. Определение, обозначение, размерность.
Коэф. Теплопров-ти λ является физическим параметром вещесва и предстваляет тепловой поток Q(Вт), проходящий через еденицу площади пов-ти (м^2) при единичном градиенте температуры(К/м). λ=Вт/(м^2(K/м))
3. От каких факторов зависит коэф. Теплопроводности? От св-ва вещества, температуры и давления.
(λ=Qхln(d2/d1)/((tw1 –tw2) х 2пl)) гдеd2-наружный диаметр;d2-внутренний диаметрl-расчеткая длинна цилиндрического слоя исследуемого материала.tw1-внутренняя температура пов-ти;tw2-внешняя температура пов-ти. Мощность нагрева-Q.
5.Как на лабораторной работе определялось термическое сопротивление цилиндрической стенки?
6.Что такое стационарный режим и почему при определении коэф. Тепл-ти необходимо его достижение?
7. Закон Био-Фурье в виде формулы: зависимость теплового потока от факторов на него влияющих. 
8.Градиент температуры( определение, размерность)
радиент температуры- Это вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности в сторону увеличения температуры и равный частной производной температуры по этому направлению. 
studfiles.net
Нагрузочная характеристика представляет собой зависимость часового GT И удельного эффективного де расходов топлива от нагрузки при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя (n = idem). Проводя эксперименты при различной, но постоянной частоте вращения коленчатого вала, можно получить множество нагрузочных характеристик.
Рассмотрим методику снятия нагрузочной характеристики при некоторой одной постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя ni = idem. Снятие нагрузочной характеристики осуществляется на том же испытательном стенде (рис. 15.24).
С помощью рычага управления подачей топлива установим небольшую подачу топлива, и будем медленно затягивать болты рычага (рис. 15.24). При затяжке болтов тормозной момент на валу двигателя увеличивается, а поэтому частота вращения коленчатого вала будет уменьшаться. Чтобы не допустить уменьшения частоты вращения коленчатого вала при увеличении нагрузки с помощью рычага управления будем увеличивать подачу топлива, обеспечивая выполнение условия Пх = Idem. Затяжку болтов будем осуществлять ступенчато. При каждом изменении затяжки болтов будем отмечать усилие динамометра и определять время At расхода навески топлива AGT — Idem по отмеченной ранее методике.
Легко установить, что с увеличением нагрузки (ее рост обусловлен затяжкой болтов рычага тормозного стенда) для предотвращения падения частоты вращения коленчатого вала рычаг управления подачей топлива все время требуется перемещать в сторону максимума подачи дц. Отсюда следует логический вывод о том, что с увеличением нагрузки на двигатель часовой расход топлива GT увеличивается. Полученные значения следует занести в протокол испытаний, упрощенный вариант которого приводится ниже:
| Наименование параметра | Значение параметра при п\ = Idem | |||
| 1 | 2 | I | ||
| Усилие на рычаге тормоза Р, Н | Pi | Р2 | Pi | |
| Навеска топлива Д GT, г | А | А | А | А |
| Время выработки навески топлива At, с | Ati | Д*2 | AU |
Проведя серию таких измерений, получают некоторые данные прямых измерений, необходимые для проведения косвенных измерений.
Далее по формуле (15.145) определяют тормозной момент сопротивления Мт = Мсопр, приложенный рычагом к коленчатому валу двигателя. При установившейся скорости вращения коленчатого вала тормозной момент Мт = Мсопр равен крутящему моменту двигателя Ме.
По формуле (15.149) определим эффективную мощность двигателя Ne При одной и той же частоте вращения коленчатого вала щ = idem. Аналогично по формулам (15.150) и (15.151) определим часовой GT и удельный эффективный расход топлива де двигателем. Дополнительно на основании зависимости (15.138) определим среднее эффективное давление рабочего тела ре за цикл:
Ре~Жп- (15Л53)
Полученные расчетным путем данные заносят в таблицу, приведенную ниже:
| Наименование параметра | Значение параметра при п\ = Idem | |||
| 1 | 2 | … | I | |
| Крутящий момент двигателя Ме, Н • м Эффективная мощность двигателя Ne, кВт Часовой расход топлива GT, кг/ч Удельный эффективный расход топлива де, г/(кВт — ч) Среднее эффективное давление ре, МПа | Ме 1 Ne i GT1 9e 1 Pel | Me2 Ne 2 GT2 9e 2 Pe 2 | … | Mei Nei Gti 9ei Pei |
При построении нагрузочной характеристики по оси абсцисс (рис. 15.26) откладывают нагрузку, т. е. тормозной момент Мх = Мсопр. Так как крутящий момент двигателя Ме при установившемся вращении коленчатого вала равен тормозному моменту Мт = Мсопр, то на оси абсцисс можно отложить
|
Нагрузка, соответствующая минимальному расходу топлива Нагрузка, соответствующая началу дымления Предельная нагрузка Рис. 15.26. Нагрузочная характеристика дизельного двигателя |
Крутящий момент двигателя Ме. Но из выражения (15.148) следует, что крутящий момент Ме и эффективная мощность двигателя Ne связаны прямой пропорциональной зависимостью Ne = /(Ме), так как частота вращения коленчатого вала щ при снятии нагрузочной характеристики остается неизменной. Это означает, что в качестве независимой переменной по оси абсцисс может быть отложена эффективная мощность двигателя Ne.
Нагрузочная характеристика в координатах GT = f(Ne) и ge = f(Ne) Не позволяет сравнивать работу различных двигателей под нагрузкой, так как по мощности двигатели могут существенно отличаться. Целесообразно в качестве независимой переменной по оси абсцисс использовать некоторую Удельную величину, не зависящую от мощности двигателя.
Выражение (15.153) показывает, что среднее эффективное давление ре и эффективная мощность двигателя Ne связаны прямой пропорциональной зависимостью, так как остальные величины являются постоянными. Следовательно, в качестве независимой переменной при построении нагрузочной характеристики может быть выбрано среднее эффективное давление ре.
Среднее эффективное давление ре является одним из оценочных показателей степени форсирования двигателя.
Точка 1 (рис. 15.26) соответствует часовому расходу топлива GT при работе двигателя на холостом ходе (Ne = 0; ре = 0). При работе двигателя на холостом ходе удельный эффективный расход топлива почти равен бесконечности. Поэтому длительная работа двигателя на холостом ходе недопустима. Топливо расходуется, а полезная работа двигателем не совершается.
По мере увеличения нагрузки (тормозного момента Мт) увеличивается цикловая подача топлива дц (так как рычаг управления подачей топлива перемещают в сторону увеличения подачи). С увеличением цикловой подачи дц часовой расход топлива GT все время увеличивается. Удельный эффективный расход топлива двигателем де по мере увеличения нагрузки сначала уменьшается, достигая минимума в точке 2. Дальнейшее увеличение нагрузки снова приводит к росту удельного эффективного расхода топлива де. Однако с ростом цикловой подачи топлива дц условия сгорания ухудшаются из-за малого количества кислорода, поступающего с воздухом в цилиндры двигателя. В процессе работы двигателя массовая подача воздуха в цилиндры не изменяется. Следовательно, с ростом цикловой подачи топлива (так как увеличивается нагрузка) коэффициент избытка воздуха а уменьшается. Когда коэффициент избытка воздуха уменьшается до значения а = 1.25… 1.3, начинается дымная работа двигателя (точка 5), хотя мощность, крутящий момент и среднее эффективное давление продолжают увеличиваться. В некоторый момент (точка 4) увеличение цикловой подачи топлива дц уже не приводит к росту эффективной мощности, крутящего момента и среднего эффективного давления. Начиная с точки 4ч работа двигателя сопровождается интенсивным дымлением, так как коэффициент избытка воздуха падает до значения а = 1.04… 1.06. При этом часовой и удельный эффективный расходы топлива резко увеличиваются. Зона между точками 3 и 4 называется зоной дымления.
Точка 4 соответствует работе двигателя на режиме максимальной мощности, сопровождающемся дымлением и повышенным расходом топлива. Точка 4 (максимальное значение эффективной мощности) на нагрузочной характеристике (рис. 15.26) соответствует точке 2 (максимальное значение эффективной мощности) на внешней скоростной характеристике (рис. 15.25). Поэтому для исключения дымления и повышенного расхода топлива максимальную мощность двигателя несколько уменьшают (точка 3; рис. 15.25) путем уменьшения цикловой подачи топлива.
С помощью нагрузочной характеристики определяют оптимальный нагрузочный режим работы двигателя, характеризуемый зоной минимальных расходов топлива.
Чтобы наиболее полно судить об экономичности работы двигателя под нагрузкой в широком диапазоне скоростных режимов снимают несколько нагрузочных характеристик при различной, но постоянной частоте вращения коленчатого вала. В этом случае получают столько нагрузочных характеристик, сколько характерных скоростных режимов выбрано. Это семейство нагрузочных характеристик, снятых при различной частоте вращения коленчатого вала двигателя, используют для построения мно- гопараметровой характеристики.
paruem.ru
Билет 55
Нагрузочная характеристика двигателя — это зависимость часового GT и удельного ge расходов топлива и других показателей от нагрузки (эффективной мощности Ne, крутящего момента Мк или среднего эффективного давления ре) при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя. Эта характеристика представляется соответствующими кривыми на графиках. Кроме указанных переменных, в нагрузочной характеристике дополнительно можно приводить изменение индикаторных и эффективных показателей рабочего цикла, токсичности, шума f вибраций, а также температурных, износных и других показателей.
Нагрузочная характеристика позволяет оценить топливную экономичность, износостойкость и токсичность двигателя при разной степени его загрузки и постоянной частоте вращения коленчатого вала. Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя В соответствии с ГОСТ 14846—81 (СТ СЭВ 765—77) «Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний» нагрузочной характеристики определяют при постоянной частоте вращения, включенном зажигании и подаче топлива, при изменении открытия дросселя от полного до соответствующего холостому ходу после определения нагрузочных характеристик должны быть выявлены точки, соответствующие минимальным удельным расходам топлива. Так как автомобильный двигатель в условиях эксплуатации работает в широком диапазоне частоты вращения, то для выявления его топливной экономичности снимется несколько нагрузочных характеристик при различных значениях частоты вращения коленчатого вала.
Для определения нагрузочных характеристик двигателя его нагрузку при испытаниях изменяют с помощью тормозной установки, а для поддержания постоянной частоты вращения коленчатого вала изменяют степень открытия дроссельной заслонки карбюратора.
При максимальной нагрузке для данного скоростного режима дроссельную заслонку карбюратора открывают полностью, по мере уменьшения нагрузки ее прикрывают и устанавливают в промежуточных положениях.
Нагрузочная характеристика двигателя приведена на рисунке 31. При испытании двигателя угол опережения зажигания устанавливают наивыгоднейшим для каждого нагрузочного режима с помощью вакуум-корректора. Характеристика определена при постоянной частоте вращения коленчатого вала п = 2000 об/мин.
Кроме основных зависимостей GT=f(Ne) и ge=f(Ne), на рисунке 31 показано изменение в условиях нагрузочной характеристики разрежений во всасывающем трубопроводе (за дросселем) Δрк, угла опережения зажигания φзаж, температуры отработавших газов tr, содержания окиси углерода в отработавших газах (СО в %).
На рисунке 32 приведено изменение коэффициентов полезного действия (индикаторного ηi, эффективного ηeи механического ηм), а также коэффициента избытка воздуха α и коэффициента наполнения ηvдля двигателя ГАЗ-21 в условиях нагрузочной характеристики при частоте вращения коленчатого вала n=2000 об/мин.
Проанализируем характер протекания и причины изменения показателей топливной экономичности двигателя ГАЗ-21 в условиях нагрузочной характеристики.
Характер кривых нагрузочной характеристики двигателя ГАЗ-21 типичен для автомобильного двигателя, карбюратор которого имеет экономайзер, позволяющий на эксплуатационных нагрузках работать с экономичной регулировкой состава горючей смеси и в то же время при полном открытии дросселя; обогащая смесь, он дает возможность получить максимальную Мощность.
Возрастание часового расхода топлива с повышением нагрузки обусловлено увеличением открытия дросселя и разрежения в карбюраторе. Возрастание же удельного расхода топлива при понижении нагрузки связано с изменением механического и индикаторного коэффициентов полезного действия, так как ge = С/( ηiηм). Механический коэффициент полезного действия ηмс понижением нагрузки уменьшается от максимального значения на полном дросселе до нуля на холостом ходу. Как известно,
ηм= Ne/(Ne + NM) = 1/(1 + Nм/Ne).
В первом приближении для нагрузочной характеристики, т. е. при условии постоянства частоты вращения, механические потери можно принять постоянными и тогда, согласно представленному выражению, механический коэффициент полезного действия будет зависеть от Ne. Действительное изменение механических потерь в условиях нагрузочной характеристики можно оценить по изменению среднего давления механических потерь рм. С увеличением нагрузки рмнесколько возрастает, главным образом за счет увеличения работы трения поршней, вызванного повышением давлений и температур в цилиндре. На нагрузках, близких к холостому ходу, рмтакже имеет тенденцию к увеличению, что связано с ростом насосных потерь при прикрытии дросселя. Однако изменение механических потерь в условиях нагрузочной характеристики не настолько существенно, чтобы резко повлиять на принципиальные заключения об изменении ηm, вытекающие из приближенного допущения постоянства Nм. Основные причины уменьшения индикаторного коэффициента полезного действия ηiкарбюраторного двигателя с понижением нагрузки: увеличение загрязненности свежего заряда остаточными газами; увеличение тепловых потерь, отнесенных к 1 кВт; обогащение свежей смеси (уменьшение коэффициента избытка воздуха α). Для характеристики по нагрузке на величину γrособенно сильное влияние оказывает изменение коэффициента наполнения ηv,которое в условиях нагрузочной характеристики объясняется различными положениями дроссельной заслонки (сопротивлением впускного тракта). По мере уменьшения нагрузки (с прикрытием дросселя) коэффициент наполнения уменьшается.
Изменение γrсущественно влияет «а протекание процесса сгорания. Увеличение загрязненности смеси остаточными газами с прикрытием дросселя снижает скорость сгорания; при этом увеличиваются тепловые потери, вследствие чего уменьшается индикаторный коэффициент полезного действия.
Для компенсации загрязняющего действия остаточных газов с прикрытием дросселя и достижения устойчивого протекания сгорания в карбюраторе за счет дополнительных жиклеров создается автоматическое обогащение смеси. При увеличении нагрузки выше 85% номинальной смесь также автоматически обогащается за счет включения экономайзера. Этим достигается повышение динамических качеств двигателя и становится возможным преодоление временно возросших сопротивлений. Расход топлива при этом увеличивается, индикаторный и эффективный коэффициенты полезного действия уменьшаются. Протекание кривой ηe = f {Ne) объясняется суммарным влиянием ηм и ηiна экономичность процесса.
Увеличение разрежения за дросселем Δрк с прикрытием его используется для пневматического привода автомата опережения зажигания.
Температура отработавших газов при повышении нагрузки двигателя возрастает, что связано с увеличением количества теплоты, подводимой за цикл.
Содержание, окиси углерода СО в отработавших газах резко возрастает на экономайзерном режиме и на холостом ходу, что объясняется обогащением смеси и характером протекания процесса сгорания на этих режимах.
Нагрузочная характеристика дизеля.В соответствии с ГОСТ 18509—80 «Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний» нагрузочную характеристику дизеля нужно снимать при постоянной частоте вращения, последовательно увеличивая подачу топлива в пределах изменения нагрузки от нуля до полной; частота вращения не должна отличаться от заданной более чем на 10 об/мин. При испытании дизеля для определения его нагрузочных характеристик нагрузку устанавливают с помощью тормозной установки, а для поддержания частоты вращения коленчатого вала постоянной изменяют подачу топлива, уменьшая или увеличивая ход рейки топливного насоса высокого давления (ТНВД).
Нагрузочная характеристика дизеля Д-50 показана на рисунке 33. Она представлена кривыми изменения часового GT и удельного geрасходов топлива в функции среднего эффективного давления ре. На графике показана также связь между эффективной мощностью и средним эффективным давлением
Проанализируем характер протекания и причины изменения показателей топливной экономичности в условиях нагрузочной характеристики дизеля.
Увеличение часового расхода топлива GT с ростом среднего эффективного давления реобъясняется тем, что повышение мощности достигается за счет дополнительной подачи топлива. Необходимо отметить, что при увеличении подачи топлива мощность может возрастать до известного предела, после которого наступает снижение мощности, несмотря на увеличен часового расхода топлива. Левая ветвь кривой удельного расхода топлива показывает его повышение с уменьшением нагрузки, что обусловлено понижением механического! коэффициента полезного действия. Увеличение удельного расхода топлива в правой части, в области высоких нагрузок, объясняется снижением индикаторного коэффициента полезного действия. Влияние механического и индикаторного коэффициентов полезного действия на удельный расход топлива было показано ранее. Изменение индикаторного, механического и эффективного коэффициентов полезного действия, коэффициента избытка воздуха, а также коэффициента наполнения дизеля Д-50 в условиях нагрузочной характеристики показано на рисунке 34.
Характер изменения механического коэффициента полезного действия в условиях нагрузочной характеристики дизеля объясняется теми же причинами, что и для карбюраторного двигателя. Индикаторный коэффициент полезного действия г], на значительном участке возрастания репонижается. Это связано с уменьшением термического коэффициента полезного действия цикла в связи с увеличением степени предварительного расширения р и теплоемкости газов вследствие возрастания их средней температуры и количества трехатомных газов в продуктах сгорания.
В области больших нагрузок увеличивается также и химическая неполнота сгорания, что влияет на снижение индикаторного коэффициента полезного действия. Характер кривой эффективного коэффициента полезного действия ηеобъясняется результирующим влиянием индикаторного и механического коэффициентов полезного действия. Некоторое повышение коэффициента наполнения ηvпо мере снижения ресвязано с уменьшением температуры головки цилиндров, клапанов, гильзы ипоршня. Коэффициент избытка воздуха а уменьшается при увеличении ре,так как возрастает цикловая подача топлива и снижается коэффициент наполнения. При изменении нагрузочного режима также изменяются показатели рабочего цикла, температура деталей цилиндра и скорость изнашивания дизеля.
С увеличением нагрузки при снижении коэффициента избытка воздуха наблюдается рост максимального давления цикла, температуры отработавших газов, гильзы и поршня, а также скорости изнашивания.
megalektsii.ru
Нагрузочная характеристика двигателя с искровым зажиганием просмотров - 114
Нагрузочные характеристики
В двигателях с искровым зажиганием (ДсИЗ) 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 α=αэк при каждом значении Ne, за исключением режима полной нагрузки, когда возможности количественного регулирования будут исчерпаны. В этом случае обеспечение режима Ne=Nmax возможно только при обогащении смеси до мощностного состава. В современных ДсИЗ с впрыскиванием бензина алгоритм обогащения заложен в память электронного блока управления: обогащение происходит в зависимости от расхода воздуха (или от уровня разрежения во впускном трубопроводе) с учетом положения ДЗ и скоростного режима двигателя. Необходимое обогащение смеси в карбюраторных двигателях реализуется при помощи экономайзера, эконостата или включением вторичной камеры карбюратора (в двухкамерных карбюраторах с последовательным включением камер).
Совместное изменение наполнения цилиндров и обеспечиваемых штатными системами реальных значений α и φо.з, оказывает сложное воздействие на рабочий процесс и показатели двигателя .Характер изменения базовых показателей двигателя определяется совместным влиянием изменения ηi и ηm (рис. 7.12). Величина ηi, по НХ определяется составом смеси, ηv и значением УОЗ, а величина rjM практически зависит только от нагрузки двигателя, изменяясь от нуля на режиме XX до максимального значения на режиме Nemax.
При полном открытии ДЗ из-за химической неполноты сгорания(α<1) уменьшается ηi, и увеличивается ge, несмотря на максимальное значение ηm (рис.37).
Прикрытие ДЗ переводит работу системы топливоподачи на обеспечение близкого к экономичному составу смеси (α= 1,1... 1,2), что повышает ηi,. Минимальный удельный эффективный расход топлива определяется максимальной величиной произведения ηе = ηiηm и соответствует, как правило, значению Ne=(0,8...0,9) Nemax
При этом прикрытие ДЗ по ряду причин приводит к ухудшению условий воспламенения и сгорания горючей смеси.
В результате этого а крайне важно несколько уменьшить, что особенно важно на режимах малых нагрузок и холостого хода ,где для обеспечения хорошей экономичности крайне важно обогатить смесь до α=0,90...0. По этой же причине крайне важно увеличивать УОЗ, чтобы компенсировать увеличение длительности первой фазы сгорания.
Ухудшение условий сгорания и обогащение смеси по мере прикрытия ДЗ приводят к некоторому уменьшению ηi (рис37), что увеличивает ge. Но
более сильное влияние на зависимость ge =f(Ne) оказывает изменение ηм. Нагрузочная характеристика дизеля
При снятии нагрузочной характеристики снижение нагрузки достигается уменьшением цикловой подачи топлива, частота вращения при этом поддерживается неизменной.В дизеле без наддува увеличение а при снижении нагрузки вызвано снижением часового расхода топлива GT, в то время как часовой расход воздуха GB несколько увеличивается .Температура отработавших газов Тг снижается из-за уменьшения количества теплоты, выделяющейся при сгорании. Увеличение α приводит к снижению дымности отработавших газов К, а также уменьшению gi, в результате увеличения ηi. При этом на очень малых нагрузках величина gi, может увеличиваться из-за ухудшения качества процессов впрыскивания и распыливания топлива.
Удельный эффективный расход топлива обычно достигает минимума при 70...80%-й нагрузке. При полной нагрузке ge возрастает из-за уменьшения α и ηi, a на малых нагрузках — увеличивается в связи с уменьшением ηм. Механический КПД дизеля меняется по нагрузочной характеристике аналогично тому, как у двигателя с искровым зажиганием .
У дизеля с турбонаддувом при снижении нагрузки в связи с падением температуры ОГ перед турбиной Тг уменьшается располагаемая работа газа, что приводит к снижению частоты вращения турбины и компрессора. В результате снижаются параметры наддувочного воздуха: рх, Тх и GB. Это, в свою очередь, приводят к уменьшению расхода газа через турбину и противодавления газа перед турбиной рт и, как следствие, к дополнительному уменьшению частоты вращения турбины и компрессора. Процесс продолжается до тех пор, пока не установится новый режим совместной работы дизеля с ТКР, что обычно продолжается несколько секунд.
|
Нагрузочные характеристики В двигателях с искровым зажиганием (ДсИЗ) 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... [читать подробенее]
oplib.ru
Нагрузочная характеристика позволяет описать работу двигателя при-движении автомобиля с постоянной скоростью на одной передаче и переменном дорожном сопротивлении.
Основными показателями двигателя по нагрузочной характеристике являются GT и ge. Кроме того, определяемыми показателями могут быть: коэффициент наполнения, коэффициент избытка воздуха, угол опережения зажигания или угол опережения впрыскивания, температура отработавших газов, концентрация токсичных компонентов в отработавших газах, а для дизелей — дополнительно дымность.
Левая крайняя точка характеристики соответствует режиму холостого хода для заданной частоты вращения.
Правая крайняя точка характеристики соответствует максимальной нагрузке (Nemax), которую двигатель может преодолеть при данной частоте вращения (двигатели с искровым зажиганием), или ее значению при положении регулирующего органа на упоре (дизели). Она соответствует точке внешней скоростной характеристики для заданной частоты вращения двигателя.
Нагрузочная характеристика может быть построена и по результатам снятия регулировочных характеристик по составу смеси. Она называется характеристикой оптимального регулирования. При ее сравнении с нагрузочной характеристикой, полученной экспериментально, можно оценить качество регулировок систем подачи топлива и зажигания.
При снятии нагрузочной характеристики двигателя с искровым зажиганием мощность увеличивают повышением количества горючей смеси, поступающей в цилиндры, т.е. открытием дроссельной заслонки.
С учетом наивыгоднейшей характеристики состав смеси на всех режимах нагрузочной характеристики теоретически должен быть экономическим, кроме режима полной нагрузки, когда смесь должна обогащаться до мощностного состава (рис. 7.3, а).
На режимах холостого хода и малых нагрузок для обеспечения хорошей экономичности необходимо обогатить смесь до б = 0,90... 0,95.
При снятии нагрузочной характеристики дизеля нагрузку изменяют варьированием цикловой подачи топлива, т.е. перемещением рейки топливного насоса.
В дизеле без наддува (рис. 7.3, б) при уменьшении нагрузки:
увеличивается коэффициент избытка воздуха б, снижаются часовой расход топлива GT, количество теплоты, выделяющейся при сгорании, температура отработавших газов Тг, дымность отработавших газов Dx;
часовой расход воздуха GB, несколько увеличивается из-за снижения степени его подогрева;
увеличивается з, из-за роста а; однако на очень малых нагрузках з, может уменьшаться из-за ухудшения качества процессов впрыскивания и распыливания топлива;
удельный эффективный расход топлива ge уменьшается из-за повышения б и з,-, достигая минимума при 70...80 % нагрузки, а на малых нагрузках — увеличивается в связи с уменьшением зМ.
В дизеле с турбонаддувом (рис. 7.3, в) при уменьшении нагрузки:
снижается расход воздуха GB в связи с падением температуры отработавших газов перед турбиной Фф, уменьшением располагаемой работы газа, что приводит к снижению частоты вращения турбины и компрессора;
коэффициент избытка воздуха б увеличивается более плавно из-за снижения GB,
уменьшается коэффициент наполнения з н из-за снижения рк и Гк;
более интенсивно растет ge на малых нагрузках, что связано с увеличением затрат на работу газообмена. Исходя из этого целесообразно регулирование турбонаддува на малых нагрузках.
www.auctionservice.ru
г
кг
