Регулировочные характеристики

Регулировочной характеристикой называется зависимость мощности, крутящего момента, расходов топлива или одного из этих показателей от какого-либо показателя или фактора, влияющего на работу двигателя.

Мощность и экономичность карбюраторных двигателей зависят от состава горючей смеси, на которой они работают. Эту зависимость определяют с помощью регулировочной характеристики по составу смеси (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Регулировочная характеристика по составу смеси.

Для определения регулировочной характеристики испытывают двигатель, поддерживая неизменным число оборотов коленчатого вала, положение дроссельной заслонки и температуру охлаждающей воды. При испытаниях изменяют только регулировку карбюратора, устанавливая последовательно топливные жиклеры с разными пропускными способностями или изменяя расход бензина через жиклеры с помощью регулировочной иглы.

При стабильном числе оборотов коленчатого вала и неизменном положении дроссельной заслонки количество воздуха, поступающего в двигатель, остается постоянным, поэтому в этих условиях изменение пропускной способности жиклеров обеспечивает обеднение или обогащение состава горючей смеси, на которой работает двигатель.

Количество тепла, которое должно выделяться при полном сгорании топлива, уменьшается как при обеднении смеси, так и при ее обогащении, учитывая химическую неполноту сгорания.

При уменьшении тепловыделения в процессе сгорания понижаются максимальные температуры и давления цикла, теплопередача в стенки и тепло, уносимое с выпускными газами.

Рациональная регулировка дозирующей системы выбирается на основании ряда регулировочных характеристик, полученных для конкретных эксплуатационных режимов.

Регулировочная характеристика по опережению зажигания показывает связь между эффективной мощностью, расходом топлива и углом опережения зажигания (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Регулировочная характеристика по опережению зажигания

Из сопоставления кривых регулировочной характеристики двигателя следует, что каждому режиму по числу оборотов соответствует определенный, наиболее выгодный угол опережения зажигания, при котором достигается наибольшая мощность. С увеличением числа оборотов наиболее выгодный угол опережения зажигания возрастает. Последнее объясняется главным образом тем, что с увеличением оборотов время, отводимое на сгорание, сокращается.

Регулировочная характеристика карбюраторного двигателя позволяет установить, что при рассматриваемом числе оборотов наиболее выгодному углу опережения зажигания соответствует не только наибольшее значение мощности, но и наилучшая экономичность – минимальный удельный расход топлива.

Скоростные характеристики

Скоростной характеристикой называется зависимость мощности, крутящего момента, расхода топлива и других показателей работы двигателя от числа оборотов.

Скоростная характеристика строится по данным испытаний двигателя на тормозном стенде и является основным документом для оценки двигателя при проектировании и в эксплуатации. По скоростным характеристикам сравнивают двигатели различных моделей.

Различают нормальные и нормально-эксплуатационные скоростные характеристики.

Нормальная скоростная характеристика снимается с двигателя, не оборудовнного вентилятором, воздухоочистителем и глушителем, а иногда и генератором.

Нормально-эксплуатационная скоростная характеристика снимается с двигателя, оборудованного полным комплектом всех вспомогательных приборов.

Скоростная характеристика двигателя может быть построена также аналитическим путем, но с некоторым приближением.

Скоростная характеристика в общем виде показана на рис. 4.3.

Характерными точками по оси частот вращения двигателя на скоростной характеристике являются:

n_min – минимальное число оборотов, при которых двигатель еще может устойчиво работать при полной нагрузке;

n_M – число оборотов, соответствующее максимальному крутящему моменту;

Рис. 4.3. Скоростная характеристика двигателя в общем виде

n_g – число оборотов, соответствующее наибольшей экономичности;

n_e – число оборотов, соответствующее максимальной мощности;

n_X – максимальное число оборотов, которое может развивать двигатель вхолостую при полностью открытом дросселе или полной подаче топлива;

n_P – максимальные или “разносные” обороты, которые двигатель может развивать без регулятора при полностью открытом дросселе или полной подаче на холостом ходу. Работа при таком числе оборотов недопустима.

Из скоростной характеристики следует, что максимальный крутящий момент выше крутящего момента, реализуемого при максимальной мощности двигателя.

Отношение максимального крутящего момента при n_M к крутящему моменту при n_e называется коэффициентом приспособляемости К.

Этот коэффициент является показателем, оценивающим динамические качества двигателя. Он характеризует способность двигателя преодолевать возможное увеличение суммарных сопротивлений при движении машины без перехода на низшую передачу. Коэффициент приспособляемости у карбюраторных двигателей составляет 1.1–1.4, у дизельных 1.05–1.15.

Число оборотов n_M, соответствующее максимальному крутящему моменту, обычно равно (0.4–0.7) n_e.