Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Лабораторная работа 2
|
|
СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ
Цель работы:
1. Ознакомиться с методикой снятия внешней характеристики карбюраторного двигателя и выявить характер ее протекания.
2. Определить мощностные и экономические показатели испытуемого двигателя.
3. Определить пределы частот вращения вала двигателя, соответствующие его максимальной мощности и максимальному крутящему моменту.
Оборудование и приборы: д вигатель ЗМЗ-66; тормозной стенд типа СТЭУ-40; устройства и приборы для замера расхода топлива, частоты вращения вала, крутящего момента, времени (секундомер).
Общие положения
Внешней скоростной характеристикой карбюраторного двигателя называется графическая зависимость эффективной мощности Ne, эффективного крутящего момента Me, часового расхода топлива Gm, удельного эффективного ge, расхода топлива от частоты вращения его вала nпри полном открытии дроссельной заслонки.
Часто на диаграмме скоростной характеристики наносят также кривые изменения температуры выпускных газов, разряжения во впускном трубопроводе, угла опережения зажигания, среднего эффективного давления, коэффициента наполнения, состава смеси и других показателей работы двигателя. Скоростную характеристику снимают при наивыгоднейшей регулировке карбюратора, угле опережения зажигания и тепловом состоянии двигателя. Примером работы двигателя по скоростной характеристике в условиях эксплуатации является тот случай, когда автомобиль движется на прямой передаче все время при полностью открытом дросселе с максимально возможной скоростью по дороге различного качестваили при преодолении подъемов (рис. 1).
 |
va , 
30 40 50 60
n, мин-1
1000 2000 3000 4000
Рис. 1. Движение автомобиля по скоростной характеристике
Изменение угла подъема или качества дороги повлечет за собой изменение частоты вращения вала двигателя.
Для выявления закона изменения эффективной мощности Ne, часового Gm и удельного расходов топлива geпо частоте вращения коленчатого вала двигателя рассмотрим внешнюю скоростную характеристику, представленную на рис. 2.
На малых частотах вращения вала двигателя вследствие обратного выброса рабочей смеси (из-за позднего закрытия впускного клапана) наполнение двигателя и расход топлива за цикл не достигают наибольших значений, как это показано на рис. 3, а и б. Вследствие ухудшения процесса смесеобразования (малые скорости воздуха в диффузоре карбюратора и небольшое количество вихрей в цилиндре) и значительного времени соприкосновения горячих газов с более холодными стенками среднее эффективное давление Рe (рис. 3, г) и, следовательно, крутящий момент падают, а удельный расход топлива повышается (рис. 3, е), что свидетельствует о снижении экономичности.
Me
Ne Me max Me
Gm
ge
Ne max Ne
Gm
ge
ge min
nmin nm nN n, мин-1
Рис. 2. Внешняя скоростная характеристика
Рe
а г
n, мин-1 n, мин-1
Gсм Ne д
б
n, мин-1 n, мин-1
Gсм ge
в е
n, мин-1 n, мин-1
Рис. 3. Параметры двигателя при его работе по внешней скоростной характеристике: а – коэффициент наполнения; б – цикловая подача; в – часовой расход топлива; г – среднее эффективное давление; д – мощность; е – удельный часовой расход топлива
При увеличении частоты вращения вала двигателя, что имеет место при уменьшении сопротивления дороги, обратного выброса смеси не наблюдается, и весовое наполнение смеси (рис. 3, б) повышается. Относительная теплоотдача уменьшается, скорость сгорания из-за лучшего смесеобразования повышается, в результате чего среднее эффективное давление и, следовательно, крутящий момент увеличиваются, а удельные расходы топлива уменьшаются. При этом благодаря большому количеству циклов, совершаемых в единицу времени, часовой расход топлива и мощность двигателя растут (рис. 2 и рис. 3, в).
При дальнейшем возрастании скоростного режима работы двигателя улучшается процесс смесеобразования, теплоотдача в стенки цилиндров уменьшается, но коэффициент наполнения и цикловые расходы падают, что приводит к уменьшению среднего эффективного давления и крутящего момента. Так как суммарное количество циклов в единицу времени возрастает, мощность двигателя все же повышается, достигая максимального значения.
Дальнейшее увеличение частоты вращения вала двигателя приводит к еще большему падению наполнения и значительному росту механических и насосных потерь, что резко уменьшает среднее эффективное давление. Это, в свою очередь, приводит к снижению мощности двигателя и увеличению удельных расходов топлива.
Характерными точками диаграммы скоростной характеристики являются: Ne max, Me maxи соответствующие им частоты nNи nM, а также точка минимального удельного расхода топлива ge min и точка nmin, соответствующая минимально устойчивой работе двигателя при полном открытии дроссельной заслонки. Практическая ценность внешней скоростной характеристики в том, что она определяет наибольшее значение показателей двигателя, которые он может давать на каждой частоте вращения вала. Внешняя скоростная характеристика используется при расчете тяговых показателей автомобиля.
Частичными скоростными характеристиками называются кривые изменения эффективной мощности, часового и удельного расхода топлива в зависимости от изменения частоты вращения вала двигателя при частичных положениях дроссельной заслонки.
а)
Ne, кВт 100 %
 |
40 %
 |
20 %
n, мин-1
б)
ge , 
20 %
40 %
100 %
n, мин-1
Рис. 4. Частичные скоростные характеристики:
а - мощность; б – удельный расход топлива
Получение меньших мощностей, развиваемых двигателем при частичных положениях дроссельной заслонки, объясняется меньшими проходными сечениями. В соответствии с этим находится и более ранний, т.е. на меньших частотах вращения коленчатого вала, перегиб кривых мощности и удельного расхода топлива. Ухудшение экономичности двигателя при дросселировании, характеризуемое возрастанием удельных расходов топлива, объясняется значительным ухудшением процесса смесеобразования, увеличением относительной теплоотдачи в систему охлаждения, возрастанием относительных механических, а также насосных потерь и некоторым обогащением рабочей смеси, неизбежным при сильном дросселировании.
Порядок снятия и обработки результатов испытаний частичных характеристик аналогичен испытаниям по внешней скоростной характеристике. Частичные скоростные характеристики приведены на рис. 4.
Контрольно-измерительные операции:
Измерение частоты вращения.
Измерение крутящего момента.
Измерение расхода топлива.
Измерение угла опережения зажигания.
Управление дросселем.
Управление нагрузочным реостатом.
Контроль за работой двигателя.
Предварительная обработка результатов.
Построение контрольного графика.
Измерение разряжения во впускном трубопроводе.