Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя

Определение характеристики. Нагрузочной характеристикой двигателя называется зависимость часового, удельного расходов топлива и других показателей двигателя от его нагрузки (мощности, крутящего момента или среднего эффективного давления), полученных при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Цель работы. На основании опытных данных проанализировать топливную экономичность и другие показатели двигателя при разной степени его нагрузки, а также оценить оптимальность выбранных регулировок систем двигателя (питания, зажигания и др.).

Анализ характеристики. Карбюраторный двигатель имеет смешанное регулирование мощности. Нагрузка двигателя изменяется в основном за счет количества топливо-воздушного заряда поступаюшего в цилиндр при открытии дроссельной заслонки. Дополнительно, некоторое изменение мощности может быть достигнуто за счет регулирования качества смеси. Одновременное изменение количества и качества горючей смеси оказывает сложное воздействие на процесс сгорания, выбор регулировок и показателей двигателя.

Рисунок 5.9 - Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя

 

Основными регулировочными параметрами карбюраторного двигателя являются коэффициент наполнения, коэффициент избытка воздуха и угол опережения зажигания. Повышение нагрузки двигателя осуществляется в основном за счет открытия дроссельной заслонки и увеличения наполнения цилиндров свежим зарядом, что соответствует коэффициенту наполнения примерно в диапазоне 0,25...0,85.

Коэффициент избытка воздуха при работе двигателя с полностью открытой дроссельной заслонкой для получения максимальной мощности находится в пределах 0,8...0,9. При нагрузке двигателя в пределах (0,6...0,9)Nе_мах находится в пределах 1,10...1,15, что соответствует наилучшей топливной экономичности. По мере уменьшения нагрузки дроссельная заслонка прикрывается. Это вызывает уменьшение коэффициента наполнения и рост коэффициента остаточных газов, уменьшаются турбулизация заряда в цилиндре двигателя, давление, температура и скорости сгорания, т.е. условия сгорания ухудшаются. По мере прикрытия дроссельной заслонки смесь обогащается, достигая a = 0,9... 0,95. Сложный характер изменения коэффициента избытка воздуха в зависимости от нагрузки обеспечивается комплексной работой всех дозирующих систем карбюратора.

Часовой расход топлива плавно возрастает по мере открытия дроссельной заслонки. Лишь с момента начала работы экономайзера наблюдается характерное, резкое его повышение. Наилучшая топливная экономичность наблюдается при нагрузках, соответствующих (0,8...0,9)Nе_мах и ухудшается при уменьшении или увеличении нагрузки. При положении дроссельной заслонки близкой к полному открытию в работу вступает экономайзер, обогащая смесь. Появляется химическая неполнота сгорания топлива, что уменьшает индикаторный КПД и увеличивает удельный расход топлива. При работе на постоянной частоте вращения потери на трение меняются мало. Однако в целом величина внутренних механических потерь несколько увеличивается вследствии увеличения гидравлических потерь во впускном тракте при прикрытии дроссельной заслотки и роста отрицательной работы в процессах газообмена. Удельный расход топлива по мере прикрытия дроссельной заслонки возрастает как за счет уменьшения индикаторного КПД, так и, главным образом, в результате уменьшения механического КПД. На режиме холостого хода вся индикаторная мощность расходуется на преодоление внутренних механических потерь. Экономичность двигателя на этом режиме характеризуется только значениями часового расхода топлива, так как величина удельного расхода топлива стремится к бесконечности.

Оценка показателей двигателя. Для сравнительной оценки степени совершенства рабочих процессов и топливной экономичности двигателя производят регулировки соответствующих систем двигателя в характерных точках нагрузочной характеристики: на холостом ходу, на режиме минимального удельного расхода топлива, в моменте включения экономайзера и при максимальной мощности.