0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В зависимости от характеристик двигателя при температуре

avtoexperts.ru

Многие автолюбители задаются вопросом, какова должна быть оптимальная, то есть рабочая температура двигателя. Вопрос далеко не однозначный и здесь многое зависит от его конструктивных особенностей. Так для любого человека нормальная температура составляет 36.6 градуса, обеспечивая его владельцу здоровое существование, когда все жизненные процессы протекают без каких-либо отклонений. Так и для автомобильных моторов есть расчетная температура, при которой они способны работать стабильно, с полной отдачей мощности, в экономичном режиме продолжительное время.

Почему рабочий диапазон нагрева считается оптимальным?

Процесс сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах сопровождается выделением большого количества теплоты, так как температура в камере сгорания составляет порядка 2000 градусов и выше. В задачу системы охлаждения входит поддержание оптимального теплового режима в диапазоне 80-90 градусов. Для некоторых типов силовых установок нормальной может быть температура до 110 градусов, чаще на моторах с воздушным охлаждением.

При оптимальном температурном режиме происходит лучшее наполнение цилиндров, стабильный запуск и надежная эксплуатация автомобиля.

Высокая температура

Конструктивно в двигателе предусмотрены тепловые зазоры при нагреве его деталей, когда они подвержены расширению. При нагреве сверх допустимого значения происходит нарушение зазоров, что вызывает интенсивный износ, задиры и различного рода поломки. Помимо этого, наблюдается снижение мощности из-за ухудшения наполнения цилиндров, а также появление детонации и самовоспламенение топлива.

Основные причины повышения температуры силовой установки:

• Заклинивание клапана термостата в закрытом положении;

• Не срабатывает электровентилятор охлаждения радиатора (неисправен электромоторчик вентилятора, перегорел предохранитель, неисправна цепь питания вентилятора, отказ датчика температуры или гидромуфты);

• Забит радиатор охлаждения;

• Неисправны клапана в крышке расширительного бачка;

• Пробой прокладки блока;

• Ослаблена натяжка или обрыв ремня привода дополнительных механизмов;

• Разгерметизация системы охлаждения.

Не набирается рабочая температура

Неполный прогрев также нежелателен. Поверхность цилиндров не разогрета и топливо соприкасаясь с холодными стенками конденсируется и попадает в картер, разжижая находящееся там масло, что ведет к интенсивному износу как ЦПГ, так и всех пар трения. Основное, это шейки коленчатого вала и вкладыши, а также постель распредвала и сам вал, а также промежуточный (поросенок) и балансирный валы и пр.

Плюс при работе на непрогретом моторе, особенно это актуально в зимний период (большое количество конденсата на внутренних поверхностях ЦПГ) при поездках на короткие расстояния, присадки в масле практически не вступают в работу, не выполняя роль защиты.

Помимо этого, неразогретое масло более загущено и уже не в полной мере подается к парам трения, на стенки цилиндров вызывая их износ, плюс растет расход топлива и соответственно падает мощность силовой установки.

Причины низкой температуры:

• Зависания клапана термостата в отрытом положении;

• Частые поездки на короткие расстояния;

• Термостат или датчик температуры более «холодные», чем предписаны производителем.

Рабочий тепловой режим

Когда же тепловой режим находится в заданном рабочем диапазоне, то все процессы протекают без каких-либо отклонений, мотору ничего не угрожает и происходит только его естественный износ.

Типы двигателей и температурный режим

Есть низко и высокофорсированные, а также «холодные» и «горячие» типы силовых агрегатов, где рабочие процессы горения топлива протекают по разным законам.

Температура срабатывание клапана термостата, когда охлаждающая жидкость получает возможность циркулировать по большому кругу (для охлаждения после снятия температуры с водяной рубашки), собственно и будет оптимальной температурой.

При этом параметры нагрева будут различны, что напрямую зависит от тарировки заводского термостата и датчика температуры для срабатывания электровентилятора, то есть того, что установил производитель на конвейере.

Так для бензиновых двигателей даже одной марки автомобиля, например, модели ВАЗ, где рабочий нагрев охлаждающей жидкости различен для карбюраторных и инжекторных моделей. Здесь опять же все зависит от тарировки термостата, предусмотренной разработчиками и от типа системы охлаждения.

Особенности систем охлаждения и их влияние на температурный режим

Жидкостные системы охлаждения делятся на два типа:

• Открытая;
• Закрытая (герметичная).

Система отрытого типа непосредственно сообщается с наружным воздухом, то есть в систему постоянно может поступать воздух и выходить из нее в виде пара. Температура кипения охлаждающей жидкости составляет 100 градусов.

Закрытая система имеет связь с атмосферой через специальные клапана, вмонтированные в пробку радиатора или крышку расширительного бачка. Выпуска горячего воздуха и пара происходит лишь при сильном увеличении давления в системе.

В системе закрытого типа значительно выше давление и температура закипания антифриза, которая составляет порядка 110-120 градусов Цельсия.

Минусом закрытой системы является резкое повышение нагрева мотора в случае разгерметизации системы и отказе клапанов в крышке расширительного бачка. Это вызвано тем, что система находится под большим давлением и в случае разгерметизации большая часть жидкости сразу выбросится наружу.

При неисправности клапанов в крышке бачка жидкость начинает кипеть, что также ведет к критичному перегреву мотора с последующим сложным и дорогостоящим ремонтом.

Экология и ресурс двигателя

Когда в угоду нормам экологии стали поднимать тепловой режим двигателя, для полного сгорания топлива, то оказалось, что нужны и другие масла, так как имевшее место быть масло, просто не может обеспечивать полноценную его защиту при высоких температурах. Это отрицательно сказалось на ресурсе силовых установок, не рассчитанных работать в подобных температурных режимах.

Благоприятный тепловой режим

Оптимальный тепловой режим в пределах 85-90 градусов обеспечивает экономию топлива и минимальный износ деталей в различных условиях и режимах работы.
Для поддержания системы охлаждения всегда в рабочем состоянии рекомендуем периодически проходить ее диагностику для беспроблемной эксплуатации вашего автомобиля.

Температурный режим работы моторного масла

Работа двигателей внутреннего сгорания часто проходит при высоких температурах. Чтобы защитить силовой агрегат от негативных последствий такого воздействия используются моторные масла. Именно поэтому к данным продуктам предъявляется большое число требований по качеству и эксплуатационным характеристикам. Одно из главных свойств моторного масла — это вязкость.

Вязкость смазочной жидкости

Смазочная жидкость призвана выполнять главную свою функцию — защищать силовой агрегат от сухого трения, так как при таких условиях детали и механизмы быстро изнашиваются, что в свою очередь приводит либо к локальной поломке, либо к полному выходу из строя двигателя. Поэтому смазка должна обладать хорошей вязкостью и прокачиваться по маслоканалам.

При разработке двигателей для автомобилей специалистами берутся во внимание все характеристики базовых масел — рабочие температуры, при которых смазочная жидкость не теряет своих качеств, а также антикоррозийные, антикислотные, противоизносные свойства и многие другие важные показатели. Обычно используется какое-то конкретное горючее, под которое «создаётся» силовой агрегат. Также учитываются все возможности изменения параметров моторного масла под различными воздействиями. Один из таких параметров — вязкость.

Эксперимент масла Mercedes на вязкость

Показатель вязкости свидетельствует о том, какие температурные нагрузки может выдержать смазочная жидкость. Также немаловажным является испаряемость продукта, которая связана с температурой вспышки. Её определяют при помощи подогрева жидкости в специальном приборе — тигле. Смазка не просто вспыхивает, а горит — выясняют это, проводя зажжённой спичкой или фитилем над жидкостью. При этом диапазон температурных изменений допустим до 2 градусов в минуту.

Читать еще:  Электронные тахометры оборотов двигателя

Оптимальный температурный режим, при котором горючее не начнёт кипеть, может быть равен 225 градусам по Цельсию.

Высокотемпературный режим работы силового агрегата

Высокотемпературные условия эксплуатации масел могут соответствовать:

  • Допустимому уровню;
  • Температуре кипения.

Температурные условия эксплуатации двигателя должны соответствовать оптимальным показателям, чтобы не допускать перегрева силового агрегата, что повлечёт понижение мощностных характеристик, а в худшем случае — поломки.

Что за средство для удаление царапин?

Нам постоянно поступают вопросы в комментарии что это за такие средства «жидкое стекло», и вообще что за куча рекламы по авто тематики сейчас на рынке. В итоге решили проверить на практике, на сколько это правда. Скажем так, использовали 3 средства. Одно средство зарекомендовало себя так себе, после нанесения осталось на этом месте выгорелое пятно. Второе средство, при нанесении не показало вовсе никакого эффекта.

Третье средство SILANE GUARD, по началу так же ощущалось что не будет эффекта. но тем не менее после того как раствор побыл на поверхности несколько минут, эффект был прекрасным. Конечно, не так все красиво как рекламируют.

Вели дискуссию на местном СТО, сказали что средства да, действенные, но их нужно применять только согласно инструкции. А не как кому вздумается.

В случае достижения состояния кипения моторное горючее может нести угрозу нормальной работе силового агрегата. При кипении в смазке возникают пузырьки и от неё исходит чёрный дым. Такое состояние достижимо при температурном показателе в 250 градусов по Цельсию. При этом вязкость вещества понижается, что сказывается на всём двигателе, его деталях и механизмах.

Нагретая до 125 градусов смазочная жидкость начинает гореть вместе с горючим, но определить это по выхлопным газам невозможно. Зато другой фактор выдаст это: смазка начнёт очень быстро расходоваться, вследствие чего владельцу автомобиля придётся чаще её добавлять. Доводить смазочную жидкость до состояния кипения категорически запрещено, так как это состояние неизменно повлечёт за собой поломки двигателя.

Температура вспышки и застывания

Вспышки являются состоянием, при котором на смазке появляется горючее. Достичь такого состояния можно, если поднести к смазочному составу газовое пламя. Под воздействием теплоты приводит к тому, что масляные пары концентрируются (именно они отвечают за воспламенение). Температурные состояния вспышки и воспламенения могут различаться в зависимости от способа, которым проводится испытание и аппарата. Температурное состояние вспышки и воспламенения говорят о степени очистки смазочного продукта, а также типе и являются показателями летучих свойств.

Анализ температуры вспышки в открытом тигле

Внимание! Температуры вспышки и воспламенения не являются характеристикой работы смазочной жидкости в силовом агрегате.

Температурой застывания называется такое состояние смазочного вещества, при котором оно теряет свою вязкость и становится неподвижным. Процесс застывания масел характеризуется резким повышением уровня вязкости и кристаллизацией парафиновых веществ. Это состояние достигается во время низкотемпературной эксплуатации смазки, которая в итоге становится более твёрдой и пластичной. Температурные условия застывания соответствуют пределу низкотемпературной эксплуатации вещества.

Зависимость температуры вспышки и застывания от вязкости моторного масла

Каждый из данных показателей можно определить, если знать вязкость смазочной жидкости. Температурные условия вспышки соответствуют предельным высокотемпературным условиям эксплуатации масла. Температурные условия застывания соответствуют предельным низкотемпературным показателям.

Пределы низких и высоких температур работы масел содержатся в классификации SAE, разработанной Американским Сообществом Автоинженеров. Данная система классификации подразделяет все смазочные жидкости на три категории: зимние, летние и всесезонные.

Масла каждого типа обладают своими свойствами, способствующими надёжной защите двигателя от различных негативных механических воздействий (сухое трение и засорение внутренних стенок силового агрегата и каналов обслуживающих систем гарью) и химических (коррозия, кислотность). Каждое из масел классифицируется по двум параметрам: среди них рабочая вязкость вещества, а также диапазон температур, в котором смазочная жидкость не теряет своих качеств.

Для каждого типа смазочной жидкости в классификации SAE есть свои показатели температурных пределов, а также степень вязкости. Например, для летних масел низкотемпературные условия не указываются, так как по умолчанию такие смазки начинают густеть уже при 0 градусов по Цельсию.

Температура застывания для зимних масел можно определить по маркировке: индекс 0w говорит о том, что данная смазочная жидкость сможет быть эффективна при -40, но процесс замерзания может начаться и при такой температуре.

Температура вспышки для летних масел также можно определить по маркировке: индекс 30 говорит о том, что данная смазочная жидкость сохраняет свои свойства при +30. При повышении этого показателя начнётся процесс кипения моторного масла в двигателе.

Температурный диапазон всесезонных масел намного шире, а значит, для данных смазочных жидкостей необходимо смотреть показатель, как низкотемпературной эксплуатации, так и высокотемпературной.

Для того чтобы смазка хорошо защищала двигатель внутр. сгорания, необходимо, чтобы данная рабочая жидкость не достигала состояния кипения или не замерзала. При выходе за предельные температурные значения масла теряют свои положительные свойства, что приводит к поломкам в двигателе или вовсе полному выходу его из строя. Поэтому выбирать какая рабочая смазка будет обслуживать силовой агрегат нужно с учётом многих факторов.

Таким образом, определить, какая должна быть температура кипения или застывания моторного масла, можно по таблице вязкости, относящейся к классификации SAE.

И немного о секретах Автора

Моя жизнь не только связана с авто, а именно ремонтом и обслуживанием. Но и так же я имею хобби как все мужчины. Мое хобби — рыбалка.

Я завел личный блог в котором делюсь своим опытом. Много чего пробую, различные методы и способы для увеличения улова. Если интересно, можете прочитать. Ничего лишнего, только мой личный опыт.

Ограничительные характеристики судового двигателя

Под ограничительной (или заградительной) характеристикой понимают зависимость показателей работы двигателя от частоты вращения при верхних значениях показателей тепловой и механической напряженности, допустимых в эксплуатации.

Гарантией сохранения длительного моторесурса и надежной работы двигателя является эксплуатация его на таких режимах, при которых показатели тепловой и механической напряженности Изменение механической напряженности поддерживаются не выше уровня номинального режима. Наиболее обоснованно характеристику ограничения нагрузки можно установить в условиях стенда, когда имеется возможность определить параметры механических и тепловых нагрузок при снижении частоты вращения на режимах полных подач топлива. В эксплуатации эту характеристику следует корректировать в зависимости от внешних условий (состояния окружающей среды, сорта топлива и масла, состояния корпуса судна и винта и т.д.).

Как известно (см. Внешние характеристики дизеля), при неизменном положении топливной рейки (Т.Р = const) и снижении частоты вращения уровень механической и тепловой напряженности двигателя растет (из-за увеличения цикловых подач, снижения ос, увеличения угла опережения подачи топлива в цилиндр φн.п., ухудшения распыливания топлива). Поэтому внешняя характеристика номинальной мощности (кривая 1 рис. 1) не может быть принята в качестве ограничительной.

Читать еще:  Чем отличаются двигатели k9k

Рис. 1 Изменение среднего эффективного давления и мощности дизеля при различных условиях: 1 — ha = const; 2 — Ре = const; 3 — Рz = const; 4 — Тст = const; 5 — α = const; 6 — n = const

Для 4-тактных дизелей без наддува в качестве ограничительной обычно принимают зависимость Ре = const (прямая 2). Зависимость среднего эффективного давления от цикловой подачи можно представить в виде: Ре = кр gц ηi ηм. При условии ηe = ηiηм = const, зависимость Pе = const обеспечивается при постоянной цикловой подаче топлива: gц = const, что требует перестановки топливной рейки на меньшую подачу при снижении частоты вращения. В таком двигателе при снижении оборотов воздухоснабжение улучшается за счет повышения коэффициента наполнения, коэффициент а не уменьшается. Поэтому тепловая напряженность двигателя остается на том же уровне (практически не увеличивается). Если при этом Pz остается на том же уровне, то характеристика Рс = const может обеспечить и неизменность механической напряженности. Обычно имеющее место незначительное увеличение Рz находится в допустимых пределах, что позволяет принять характеристику Ре = const в качестве ограничительной для 4-тактных двигателей без наддува.

В случаях, если при снижении оборотов и Рe = const увеличиваются сверх допустимого показатели Pz, ΔР/Δφ, λ (из-за увеличения φн.п.), то в качестве ограничительной для 4- тактных двигателей без наддува принимается характеристика Pz = const (кривая 3). Для обеспечения Pz = const требуется дополнительно уменьшить gц и Рe путем перестановки топливной рейки на меньшую подачу.

Для двигателей с механическим наддувом при уменьшении оборотов снижается давление наддува Ps. Следовательно, уменьшается весовой заряд воздуха в цилиндре, что при Рe = const (gц = const) приведет к снижению коэффициента избытка воздуха на сгорание а. Тепловая напряженность при этом возрастет. Поэтому для двигателей с механическим наддувом Характеристики систем механического наддува при падении оборотов необходимо снижать цикловую подачу и Рe, чтобы обеспечить ту же тепловую напряженность (кривая 4). Снижение Ре тем значительнее, чем больше падение давления наддува Ps при уменьшении частоты вращения.

В двигателях с газотурбинным наддувом ограничение по Рe (кривая 5) еще более значительное, так как Ps падает в большей степени. Падение Ps происходит из-за снижения расхода газа, уменьшения кпд газотурбонагнетателя при работе на нерасчетном режиме, увеличения коэффициента продувки при увеличении времени на продувку цилиндра. Для сохранения той же тепловой напряженности Изменение тепловой напряженности (α ≈ const) требуется значительно уменьшать цикловую подачу топлива. При этом тяговые свойства дизеля ухудшаются.

Для главных судовых двигателей, работающих на винт, дизелестроительные фирмы стремятся обеспечить некоторый запас производительности ГТН с тем, чтобы не ухудшать тяговые свойства двигателя в тропиках и при утяжелении винта. Примером может служить ограничительная характеристика двигателей типа РИД фирмы Зульцер (рис. №2).

Рис. 2 Ограничение нагрузки двигателя RND- 76 фирмы Зульцер

При снижении частоты вращения от 100 до 90% фирма разрешает работать при Рe = const (участок АВ ограничительной характеристики). При дальнейшем снижении оборотов топливоподача Процесс топливоподачи и соответственно Рe ограничивается кривой СВ, построенной по данным всесторонних стендовых испытаний двигателя и обеспечивающей допустимую тепловую и механическую напряженность двигателя. При утяжелении винта (кривая 2 рис. №2) режим работы определится точкой D — при сниженном значении указателя нагрузки У.Н., Рe и n.

При работе по ограничительной характеристике с уменьшением частоты вращения уменьшаются значения Pz, Рс, Ps, Тгаз, увеличивается коэффициент продувки, сохраняется α ≈ const, предотвращается перегрев отдельных деталей. Ограничение нагрузки справа от точки А определяется регуляторной характеристикой 6 (рис. №1). Регуляторная характеристика предотвращает повышение частоты вращения и таким образом не допускает превышения сил инерции.

В качестве ограничительных параметров инструкциями по эксплуатации двигателей обычно предусматриваются частота вращения n, максимальное давление сгорания Pz и предельно допустимая температура газов по цилиндрам Тгаз. По первым 2-ум параметрам оценивается механическая напряженность, по последнему — тепловая напряженность двигателя.

Для главных двигателей, работающих на винт, частота вращения косвенно определяет среднее индикаторное давление Определение среднего индикаторного давления , следовательно, и суммарное касательное усилие ТΣ. Таким образом, показатели n и Pz в достаточно полной мере оценивают весь комплекс факторов, определяющих механическую напряженность двигателя. Оценка же тепловой напряженности по температуре газов может привести к самым неблагоприятным последствиям из-за несоответствия теплового состояния каждого конкретного цилиндра показаниям термометра температуры выпускных газов. По указанной причине в последние годы дизелестроительные фирмы переходят на использование в качестве ограничительных параметров данных непосредственных замеров температуры деталей цилиндропоршневой группы.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

5 Двигатель и его характеристики

4.1. Скоростные характеристики двигателей

4.2. Нагрузочные характеристики двигателей

4.3. Регулировочные характеристики двигателей

4.1. Скоростные характеристики двигателей

Двигатель является основным источником энергии, необходи­мой для движения автомобиля. Характеристики двигателя служат для определения его мощностных и экономических показателей. Наиболее важные характеристики — скоростные, нагрузочные и регулировочные — позволяют оценивать работу двигателей, эф­фективность их использования, техническое состояние и каче­ство ремонта, сравнивать различные их типы и модели, а также судить о совершенстве конструкций новых двигателей.

Скоростной характеристикой называются зависимости эффек­тивной мощности Ne и эффективного крутящего момента Ме дви­гателя от угловой скорости коленчатого вала ае.

У двигателя различают два типа скоростных характеристик: внешнюю (предельную) и частичные.

Внешнюю скоростную характеристику получают при полной нагрузке двигателя, т.е. при полной подаче топлива. Частичные — при неполных нагрузках двигателя, или при неполной подаче топ­лива.

Двигатель имеет только одну внешнюю скоростную характери­стику и большое число частичных, среди которых и характерис­тика холостого хода.

Рекомендуемые файлы

На частичных скоростных характеристиках значения эффектив­ной мощности и крутящего момента двигателя меньше, чем на внешней скоростной характеристике, но характер их изменения аналогичен.

Тягово-скоростные свойства автомобиля определяют при ра­боте двигателя только на внешней скоростной характеристике.

Рассмотрим внешние скоростные характеристики бензиновых Двигателей и дизелей, которые имеют некоторые отличительные особенности.

Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя без ограничителя угловой скорости коленчатого вала представлена на Рис. 2.1. Такие двигатели применяют главным образом на легковых автомобилях и иногда на автобусах.

Рис. 4.1. Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя без ограничителя угловой скорости коленчатого вала

Приведенные зависимости имеют следующие характерные точки:

• Mmax — максимальная (номиналь­ная) эффективная мощность;

• ωN. — угловая скорость коленча­того вала при максимальной мощно­сти;

• Mmax — максимальный крутящий момент;

• ωМ — угловая скорость коленча­того вала при максимальном крутя­щем моменте;

NM мощность при максималь­ном крутящем моменте;

• MN — крутящий момент при мак­симальной мощности;

• ωmin — минимальная устойчивая угловая скорость коленчато­го вала при полной подаче топлива; для бензиновых двигателей (ωmin = 80. 100 рад/с;

• ωmax — максимальная угловая скорость коленчатого вала при полной подаче топлива, соответствующая максимальной скорос­ти автомобиля при движении на высшей передаче; для бензино­вых двигателей без ограничителей угловой скорости коленчатого вала ютах = (1,05. l,l) ωN.

Читать еще:  Что такое электромагнитный момент двигателя постоянного тока

Из рис. 4.1 видно, что эффективная мощность и эффективный крутящий момент двигателя возрастают с увеличением угловой скорости коленчатого вала, достигают максимальных значений при соответствующих угловых скоростях ωN и ωM /, а затем уменьшают­ся с ростом ω е вследствие ухудшения наполнения цилиндров го­рючей смесью и увеличения трения. При этом возрастают дина­мические нагрузки, что приводит к ускоренному изнашиванию деталей двигателя. В условиях эксплуатации двигатель работает главным образом в интервале угловых скоростей от ωM до ωN.

Внешняя скоростная характерис­тика бензинового двигателя с огра­ничителем угловой скорости колен­чатого вала показана на рис. 2.2. Та­кие двигатели применяют на грузо­вых автомобилях и автобусах.

Рис. 4.2. Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя с ограничителем уг­ловой скорости коленчатого вала

Ограничитель угловой скорости автоматически уменьшает подачу горючей смеси в цилиндры двигате­ля и снижает угловую скорость коленчатого вала с целью повышения долговечности двигателя. Ог­раничитель вступает в действие на той части внешней скоростной характеристики, на которой мощность двигателя почти не возра­стает с увеличением угловой скорости коленчатого вала. Включе­ние ограничителя соответствует максимальной угловой скорости ωmax = (0,8. 0,9) ωN. Максимальной эффективной мощностью в этом случае является наибольшая мощность, которую может развить двигатель при отсутствии ограничителя, т.е. Nmax, соответствую­щая угловой скорости коленчатого вала ωN.

Внешняя скоростная характеристика дизеля представлена на рис. 4.3. Такие двигатели применяют на грузовых автомобилях, автобусах и легковых автомобилях.

У дизелей мощность не достигает максимального значения из-за неполного сгорания горючей (рабочей) смеси. Максимальной в этом случае считается мощность, которая соответствует моменту включения регулятора угловой скорости коленчатого вала, т. е. Nmax при угловой скорости ωN. Для дизелей максимальная угловая ско­рость коленчатого вала практически совпадает с угловой скорос­тью при максимальной мощности (ωmax = ωN).

Из рассмотренных внешних скоростных характеристик бензи­новых двигателей и дизеля следует, что максимальные значения эффективного крутящего момента Mmax и эффективной мощности Nmax получают при различных угловых скоростях коленчатого вала. При этом значения Мтах смещены влево относительно значений Nmax, что необходимо для устойчивой работы двигателя, или, иначе говоря, для его способности автоматически приспосабливаться к изменению нагрузки на колеса автомобиля.

Например, автомобиль двигался по горизонтальной дороге при максимальной мощности двигателя и начал преодолевать подъем. В этом случае сопротивление дороги возрастает, скорость автомо­биля и угловая скорость коленчатого вала уменьшаются, а крутя­щий момент двигателя увеличива­ется, обеспечивая возрастание тяго­вой силы на ведущих колесах авто­мобиля. Чем больше увеличение кру­тящего момента при уменьшении угловой скорости коленчатого вала, тем выше приспособляемость дви­гателя и меньше вероятность его ос­тановки. У бензиновых двигателей Увеличение (запас) крутящего мо­мента достигает 30 %, а у дизелей — 15%.

Рис. 4.3. Внешняя скоростная характеристика дизеля с ре­гулятором угловой скорости коленчатого вала

Скоростные характеристики дви­гателей определяют эксперимен­тально в процессе их испытаний на специальных стендах. При проведении испытаний с двигателя сни­мают часть элементов систем охлаждения, питания (вентилятор, радиатор, глушитель, компрессор, насос гидроусилителя и др.), без которых он может работать на стендах.

Мощность и крутящий момент, измеренные при испытаниях и приведенные к условиям, соответствующим давлению окружаю­щего воздуха 1 атм и температуре 15 °С, называют стендовыми. Их указывают в технических характеристиках, инструкциях, катало­гах, проспектах и т. п.

В действительности мощность и момент двигателя, установлен­ного на автомобиле, на 10. 20 % меньше, чем стендовые. Это свя­зано с размещением на двигателе элементов различных систем, которые демонтируют при испытаниях. Кроме того, давление и температура наружного воздуха при работе двигателя на автомо­биле отличаются от таковых при измерениях.

Реальную внешнюю скоростную характеристику двигателя мож­но получить только на основании экспериментальных данных после его создания. Если же такие данные отсутствуют, например при проектировании нового двигателя, то внешнюю скоростную ха­рактеристику можно рассчитать, используя известные соотноше­ния.

Для бензиновых двигателей:

Для четырехтактных дизелей:

Эффективный крутящий момент для бензиновых двигателей и дизелей определяется по формуле:

В указанных формулах мощность выражается в кВт, крутящий момент — в Н*м, угловая скорость — в рад/с.

4.2. Нагрузочные характеристики двигателей

Нагрузочной характеристикой двигателя называются зависи­мости часового GТ и удельного эффективного ge расходов топлива от эффективной мощности Ne или эффективного давления ре га­зов на поршень при постоянной угловой скорости ω е коленчатого вала. Нагрузочные характеристики служат для оценки топливной экономичности двигателя при различных режимах его работы.

На рис. 4.4 показана нагрузочная характеристика бензинового двигателя. Часовой расход топлива связан приблизительно линей­ной зависимостью с Ne и ре. Удельный эффективный расход топлива значительно возрастает при уменьше­нии его подачи из-за ухудшения рабочего процесса и снижения механического КПД двигателя. Экономичность двигателя тем выше, чем меньше ge и чем более полого проходит его кривая в интервале нагрузок двигателя, типичных для условий эксплу­атации.

Двигатель автомобиля работает в широ­ком диапазоне значений угловой скорос­ти коленчатого вала, поэтому измеряют не одну, а несколько его нагрузочных харак­теристик.

На рис. 2.5 приведена регулировочная нового двигателя по характеристика бензинового двигателя по расходу топлива

Рис. 4.4. Нагрузочная характеристика бензи­нового двигателя

4.3. Регулировочные характеристики двигателей

Регулировочной характеристикой двигателя называются зави­симости эффективной мощности и удельного эффективного рас­хода топлива от его часового расхода, состава горючей смеси, угла опережения зажигания или впрыска топлива и т.д.

Регулировочные характеристики определяют оптимальные ус­ловия работы двигателя и оценивают каче­ство его регулировки. Эти характеристики измеряют при полной и частичных нагруз­ках двигателя (при полной и частичной подаче топлива).

Обычно снимают регулировочные харак­теристики двигателя по расходу топлива, показывающие изменение эффективной мощности и удельного эффективного рас­хода топлива в зависимости от его часово­го расхода при постоянной угловой скоро­сти коленчатого вала.

Рис. 4.5. Регулировочная характеристика бензинового двигателя по расходу топлива.

На рис 4.5 приведена регулировочная характеристика по расходу топлива. Она имеет две характерные точки, одна из кото­рых соответствует максимальной мощности, а другая — мини­мальному удельному эффективному расходу топлива.

Двигатель развивает максимальную мощность при часовом рас­ходе топлива, соответствующем обогащенной горючей смеси (коэф­фициент избытка воздуха αи = 0,8. 0,9), которая быстро горит. При обеднении горючей смеси мощность двигателя уменьшается из-за снижения скорости сгорания смеси. Наибольшую топлив­ную экономичность двигателя обеспечивает часовой расход топ­лива, отвечающий обедненной горючей смеси (αи = 1,1. 1,2). При большем обеднении горючей смеси значительно уменьшается ско­рость ее горения, двигатель работает неустойчиво, резко падает его мощность и снижается топливная экономичность.

Следовательно, наиболее благоприятный для работы двигате­ля диапазон значений часового расхода топлива заключен между GT, соответствующими минимальному удельному эффективному расходу топлива и максимальной мощности двигателя.

Эксплуатация двигателя за указанными пределами нежелательна вследствие снижения его мощности и топливной экономичности,

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector