Гергенов С.М. (Составитель) Испытания автомобильных двигателей. Часть 1. Характеристики автомобильных двигателей. Стендовые испытания дизелей

Подождите немного. Документ загружается.

Министерство образования РФ

Восточно-Сибирский государственный технологический

университет

Кафедра “Автомобили”

ИСПЫТАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Часть 1

Характеристики автомобильных двигателей.

Стендовые испытания дизелей.

Методические указания к самостоятельной работе студентов

и выполнению лабораторных работ по дисциплине «Авто-

мобили и Двигатели (ч. 3 «Автомобильные двигатели»)» для

специальности 150200 «Автомобили и автомобильное хо-

зяйство»

Составитель Гергенов С.М.

Улан-Удэ

2001

Методические указания (МУ) содержат необходимый

теоретический материал для самостоятельного изучения

студентами раздела «Характеристики ДВС» по курсу «Ав-

томобильные двигатели» и раздела «Стендовые испытания

ДВС» по курсу «Испытания автомобилей». Материал со-

держит описание основных характеристик ДВС и анализ

влияния различных факторов на индикаторные и эффектив-

ные показатели двигателей.

Кроме того, в МУ приведено краткое описание обору-

дования и приборов, используемых при испытаниях двига-

телей, и методик выполнения лабораторных работ. Приве-

дены требования к технике безопасности и основные прави-

ла проведения испытаний двигателей и обработки результа-

тов. Даны вопросы для самопроверки и список рекомендо-

ванной литературы.

Указания предназначены для студентов всех форм

обучения по специальности 150200 «Автомобили и автомо-

бильное хозяйство», а также могут быть рекомендованы для

студентов других специальностей, преподавателей и инже-

нерно-технических работников в области автомобильного

транспорта.

Содержание

1. Испытания двигателей 4

1.1. Назначение и виды испытаний 4

1.2. Объем и условия испытаний 6

2. Характеристики двигателей 8

3. Испытательные стенды 25

3.1. Общие сведения 25

3.2. Тормозные устройства стендов 25

3.3. Система охлаждения стенда 33

3.4. Измерительные системы стендов 34

4. Техника безопасности при проведении испыта-

ний

5. Основные правила испытаний ДВС и обработки

результатов

5.1. Основные условия испытаний ДВС и порядок

выполнения лабораторных работ

5.2. Правила обработки результатов испытаний 50

5.3. Основные расчетные формулы 51

5.4. Приведение показателей к нормальным усло-

виям

6. Лабораторная работа 1. Исследование нагрузоч-

ной характеристики дизеля КамАЗ-740.

7. Лабораторная работа 2. Исследование скорост-

ной характеристики дизеля КамАЗ-740.

1. ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

1.1. Назначение и виды испытаний

Основное назначение испытаний двигателей внутренне-

го сгорания (ДВС) следующее:

1) Всестороннее исследование качества двигателей, выпус-

каемых заводами, определение основных энергетических и

экономических качеств новых и отремонтированных двига-

телей, а так же надежности и долговечности их основных

узлов и деталей.

2) Получение исходных данных для конструирования и

расчета двигателей.

3) Выяснение влияния на показатели работы двигателя раз-

личных конструктивных и эксплуатационных факторов.

4) Изучение процессов, происходящих в двигателе.

5) Проверка правильности отдельных теоретических поло-

жений.

Испытания двигателей можно подразделить на опытно-

конструкторские и серийные.

Опытно-конструкторские испытания делятся на иссле-

довательские и контрольные.

Исследовательские испытания проводятся для изучения

определенных свойств конкретного двигателя и в зависимо-

сти от целей могут быть доводочными, испытаниями на на-

дежность и граничными.

Доводочные испытания предназначены для оценки кон-

структивных решений, принятых для достижения мощност-

ных и экономических показателей, установленных в техни-

ческом задании.

Испытания на надежность проводятся для оценки со-

ответствия ресурса двигателя и показателей безотказности,

установленных в техническом задании.

Граничные испытания проводятся для оценки зависи-

мости мощностных, экономических показателей и работо-

способности двигателя от граничных условий, установлен-

ных в техническом задании; повышенных и пониженных

температур окружающей среды; кренов и дифферентов; вы-

соты над уровнем моря; переменных нагрузок и изменяю-

щихся скоростных режимов; вибраций, одиночных ударов.

Контрольные испытания предназначены для оценки со-

ответствия всех показателей опытного двигателя требования

технического задания. Они делятся на предварительные и

межведомственные.

Предварительные контрольные испытания осуществ-

ляются комиссией предприятия-разработчика с участием

представителя заказчика для определения возможности

предъявления двигателя на приемочные испытания.

Межведомственные испытания являются приемочными

испытаниями из представителей нескольких заинтересован-

ных министерств или ведомств. По результатам межведом-

ственных испытаний решается вопрос о возможности и це-

лесообразности передачи двигателя для испытаний в усло-

виях эксплуатации.

Серийные испытания являются завершающим этапом

технологического процесса производства двигателей и

предназначены для контроля качества их производства и со-

ответствия характеристик техническим условиям (ТУ) на

поставку. Эти испытания делятся на приемо-сдаточные, пе-

риодические и типовые.

Приемо-сдаточные испытания проводятся с целью про-

верки качества сборки двигателя и отдельных его узлов,

приработки трущихся поверхностей, определения соответ-

ствия характеристик техническим условиям на поставку.

Периодические испытания предназначены для периоди-

ческого контроля стабильности технологического процесса

в период между этими испытаниями, подтверждения воз-

можности продолжения изготовления двигателей по дейст-

вующей нормативно-технической и технологической доку-

ментации.

1.2. Объем и условия испытаний

Испытания автомобильных двигателей регламентируют-

ся ГОСТ 14846-81, в котором установлены условия испыта-

ний, требования к испытательным стендам и аппаратуре,

методы и правила проведения испытаний, порядок обработ-

ки результатов испытаний, объем контрольных и приемоч-

ных испытаний.

Перед испытаниями двигатели должны быть обкатаны в

соответствии с техническими условиями.

Комплектация ДВС при стендовых испытаниях должна

быть в строгом соответствии с ГОСТ 14846-81.

Так при контрольных и приемочных испытаниях двига-

тель должен быть укомплектован всеми агрегатами, необхо-

димыми для его работы в условиях эксплуатации: генерато-

ром, воздухоочистителем и прочими агрегатами, обслужи-

вающими двигатель, за исключением вентилятора и глуши-

теля шума системы выпуска отработавших газов, а также

оборудования, предназначенного для обслуживания шасси

(компрессора, насоса гидроусилителя и т.п.). Допускаются

испытания и в другой комплектации. В этом случае полу-

ченные показатели должны быть соответственно скорректи-

рованы. Двигатели воздушного охлаждения испытывается с

вентилятором охлаждения.

При испытаниях на надежность двигатель должен быть

укомплектован всеми дополнительными узлами и агрегата-

ми, включая компрессор, насос гидроусилителя руля и т.п.

Дополнительное оборудование должно работать во время

испытаний без нагрузки.

Объем контрольных испытаний двигателей включает:

- определение скоростных характеристик при полностью

открытом дросселе или полной подаче топлива у дизеля;

- определение нагрузочных характеристик не менее чем

при трех различных числах оборотов и в том числе при

n=n

;

- определение скоростной характеристики условных внут-

ренних потерь;

- определение характеристики холостого хода;

- определение равномерности работы цилиндров;

- определение дымности отработавших газов (для дизеля).

В процессе приемочных испытаний помимо определения

характеристик, предусматриваемых контрольными испыта-

ниями, проводят:

- определение минимальной частоты вращения коленча-

того вала двигателя;

- детонационные испытания согласно ГОСТ 10373-63.

При испытаниях на надежность помимо качества изго-

товления и сборки ДВС проверяются:

- легкость запуска двигателя;

- работа при полной подаче топлива.

После испытаний двигатель должен быть разобран для

выявления состояния его основных деталей и проведения

микрометража. После этого дается заключение по испыта-

ниям на надежность.

Остальные виды испытаний стандартами не регламенти-

руются, т.к. они весьма разнообразны по целям, применяе-

мому оборудованию, объему и методикам проведения испы-

таний.

Испытания проводят на топливах и маслах, указанных в

технической документации двигателя, имеющих паспорта и

протоколы, удостоверяющие соответствие их физико-

химических параметров заданным. При проведении испыта-

ний температуру охлаждающей жидкости и масла в двига-

теле поддерживают в пределах, указанных в ТУ на двига-

тель. Кроме того, необходимо соблюдать ТУ по температуре

и давлению топлива на входе в топливный насос, по макси-

мальной температуре отработавших газов.

При испытании число точек измерений должно быть

достаточным для того, чтобы при построении характеристик

выявить форму и характер протекания кривой во всем диа-

пазоне обследуемых режимов. Показатели двигателя следу-

ет определять на установившемся режиме работы, при кото-

ром крутящий момент, частота вращения коленчатого вала,

температуры охлаждающей жидкости и масла изменяются

во время измерения не более на ±2 %. При ручном управле-

нии стендом продолжительность измерения расхода топлива

должна составлять не менее 30 с.

В соответствии с ГОСТ 14846-81 при испытаниях двига-

телей необходимо измерять следующие параметры: крутя-

щий момент, частоту вращения коленчатого вала, расход

топлива, температуру всасываемого воздуха, температуру

охлаждающей жидкости, температуру масла, температуру

топлива, температуру отработавших газов, барометрическое

давление, давление масла, давление отработавших газов,

угол опережения зажигания или начала подачи топлива.

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЕЙ

Технико-экономические показатели работы автомобиль-

ных ДВС, как правило, оценивают по характеристикам, по-

лучаемым при стендовых испытаниях.

Характеристикой называют графическое изображение

зависимости одного или нескольких показателей работы

ДВС от показателя, принятого за основу.

Классификация характеристик определяется назначени-

ем и показателями, положенными в основу их получения.

Различают, например, типовые, специальные и другие ха-

рактеристики.

Типовые характеристики ДВС представляют собой гра-

фическое изображение закономерностей изменения показа-

телей двигателя от частоты вращения коленчатого вала.

К типовым характеристикам относят: скоростные

(внешние и частичные), нагрузочные, регуляторные,

внутренних потерь и холостого хода. Такие характери-

стики снимают в соответствии с ГОСТами при нормальном

тепловом состоянии двигателя и с регулировками приборов

питания и зажигания, рекомендованными заводами-

изготовителями.

К специальным характеристикам ДВС относят регулиро-

вочные характеристики по расходу топлива и углу опереже-

ния зажигания (или впрыска), по которым определяют ин-

дикаторные показатели двигателя, тепловой баланс и тепло-

напряженность его деталей, химический состав, а также

токсичность отработавших и картерных газов и т. д.

Внешней скоростной называют характеристику, полу-

чаемую при полном открытии дроссельной заслонки (засло-

нок в многокамерных карбюраторах) в карбюраторных дви-

гателях или при крайнем предельном положении рычага

управления рейкой топливного насоса высокого давления

(ТНВД), соответствующем полной подаче топлива в дизе-

лях. Предельное положение рычага ТНВД устанавливается

по инструкции завода-изготовителя.

Строго говоря, понятие внешней скоростной характери-

стики предполагает получение предельно возможных энер-

гетических показателей двигателя. Для дизелей такие пока-

затели, как известно, лежит за пределом дымления, когда

коэффициент избытка воздуха уменьшается до единицы:

α→1,0. Однако с регулировкой ТНВД на такую подачу топ-

лива недопустима эксплуатация дизеля из-за обильного

дымления и опасности выхода двигателя из строя вследст-

вие повышенного нагарообразования в камере сгорания.

Кроме того, трудно обеспечить работу дизеля на пределе

дымления на всех скоростных режимах. Поэтому крайнее

положение рейки ТНВД, устанавливаемого заводом-

изготовителем для полной подачи топлива, следует прини-

мать как рациональный предел такой подачи. Следователь-

но, рассматриваемую скоростную характеристику в приме-

нении к дизелям можно лишь условно считать внешней.

С некоторым оговорками этот термин применим и к дви-

гателям искровым зажиганием, поскольку упомянутая ха-

рактеристика не является такой, именно внешней характе-

ристикой, ниже которой располагаются все другие скорост-

ные характеристики. Дело в том, что предельно высокие

энергетические показатели данного двигателя с искровым

зажиганием можно получить только при оптимальных со-

ставах смеси и наивыгоднейших моментах подачи искры в

цилиндры, а существующие автоматы регулирования пода-

чи искры, как правило, не обеспечивают этого в широком

диапазоне скоростных режимов.

Типичные внешние скоростные характеристики двигате-

лей с искровым зажиганием и дизелей показаны на рис. 1, а,

б. Прежде всего, они позволяют оценивать энергетические и

экономические показатели двигателей, определяют мини-

мально устойчивые частоты вращения (n

min

) и частоты

вращения вала, соответствующие максимальным величинам

мощности и крутящего момента, минимальному удельному

расходу топлива, а также дают представления о закономер-

ностях изменения других их оценочных параметров при за-

Рис.1 Внешние скоростные характеристики:

а) карбюраторного двигателя (без регуляторной ветви);

б) дизеля (с регуляторной ветвью)

водской регулировке приборов питания и зажигания.

Кроме графического изображения мощности, крутящего

момента, часового и удельного расходов топлива, характе-

ристику иногда дополняют графиками угла опережения за-

жигания или подачи топлива, разрежения в заданной зоне

впускного тракта, температуры смеси или газа, расхода воз-

духа, состава смеси и т.д.

Внешнюю скоростную характеристику снимают в диапа-

зоне чисел оборотов коленчатого вала:

- для двигателей с искровым зажиганием, работающих без

ограничителя (рис. 1, а): n = (n

min

…1,1⋅n

ном

);

- для дизелей, (рис. 1, б): n = n

min

…n

max

При наличии регулятора (или ограничителя) частоты

вращения вала двигателя внешняя характеристика позволяет

также определять момент включения регулятора (ограничи-

теля) и судить о степени неравномерности работы послед-

него.

Учитывая, что получаемые при стендовых испытаниях

эффективные показатели ДВС определенным образом зави-

сят от состояния окружающей среды (давления, температу-

ры и влажности воздуха), сравнение данных различных ис-

пытаний и характеристик отдельных двигателей выполняют

только после приведения результатов к стандартным атмо-

сферным условиям (см. далее). Исправленные показатели

кро

и N

ео

называют приведенными (на рис. 1, а они нанесе-

ны штриховыми линиями).

Частичной скоростной называют характеристику, по-

лучаемую при некоторых промежуточных положениях

дроссельной заслонки (заслонок), постоянных для каждой

характеристики, или неизменном промежуточном положе-

нии рычага управления, соответствующем неполной подаче

топлива ТНВД в дизелях. Особенности протекания частич-

ных скоростных характеристик поршневых двигателей

можно проследить по графикам, представленным на рис. 2.

Так же, как и внешние скоростные, эти характеристики по-

зволяют оценить основные параметры двигателей, но в слу-

чае работы с частичными нагрузками.

Характеристика холостого хода представляет собой

графическое изображение часового расхода топлива при ра-

боте двигателя без нагрузки. Для карбюраторных двигате-

лей ее часто изображают также в виде графика разреже-

ния ∆р

вп

в задроссельном пространстве впускного тракта.

Рис. 2. Частичная и внешняя

скоростные характеристики

При снятии характеристики холостого хода тормоз отсо-

единяют и путем выбора положения дроссельной заслонки

или рейки насоса изменяют частоту вращения вала прогре-

того двигателя от минимальной устойчивой до частоты

вращения, равной 0,5⋅n

ном

, соблюдая установленную регули-

ровку приборов питания и зажигания.

Для дизелей характеристику снимают от максимальной

частоты вращения холостого хода n

max

до минимально ус-

тойчивой частоты вращения вала (колебания не должны

превышать ±5 %).

Типичная характеристика холостого хода двигателя по-

казана на рис. 3. От стабильности протекания этой характе-

ристики в значительной степени зависит токсичность двига-

теля. Минималь-

ную частоту

вращения колен-

чатого вала ДВС

на холостом ходу

определяют пу-

тем постепенного

прикрытия дрос-

сельной заслонки

или уменьшения

подачи топлива

(в дизелях) до

наступления не-

устойчивого

режима работы

двигателя, после

чего частоту

вращения вала

увеличивают до наступления устойчивой работы ДВС в те-

чение 10 минут.

Характеристика внутренних (механических) потерь

представляет собой графическое изображение мощности

Рис. 3. Характеристики холостого хода

ДВС, затрачиваемой на преодоление трения в его механиз-

мах и на привод вспомогательного оборудования при изме-

нении частоты вращения. Такая характеристика должна вы-

являть мощность, затрачиваемую на преодоление трения и

на приведение в действие механизмов и агрегатов, обслужи-

вающих двигатель в эксплуатации, за исключением венти-

лятора и глушителя для обслуживания шасси (компрессора,

насоса гидроусилителя руля и т.п.). В мощность механиче-

ских потерь условно включают также мощность, затрачи-

ваемую на газообмен в двигателе – насосные потери.

Характеристику механических потерь снимают методом

прокручивания вала испытуемого двигателя с помощью ба-

лансирной электрической машины, работающей в моторном

режиме, в диапазоне чисел оборотов n = (n

max

…n

ном

) или n =

max

для дизелей при отключенной подаче топлива. Чтобы

обеспечить одинаковое нормальное тепловое состояние дви-

гателя в процессе снятия характеристики, в промежутках

между замерами его прогревают под полной нагрузкой (10

минут).

Кроме мощности механических потерь N

м.п.

на рассмат-

риваемую характеристику наносят графики условного сред-

него давления механических потерь Р

м.п.

и механического

к.п.д. двигателя η

(рис. 4). Условное давление (кгс/см

)

представляет собой разность между суммой условных сред-

них индикаторных давлений всех цилиндров и средним эф-

фективным давлением двигателя. Величину его подсчиты-

вают по формуле:

РаР)V225(Р

м.п.

⋅

(1)

где а = (225⋅τ⋅r/V

) - коэффициент, постоянный для данного

двигателя;

= 2…4 - коэффициент тактности двигателя; k -

постоянная тормоза; V

- литраж двигателя, л; Р - показания

динамометра тормозной установки, кгс.

Величину механического к.п.д. находят из соотношения

между эффективной мощностью N

и мощностью механиче-

ских потерь N

м.п

)NN(Nз

м.п.eeм

= (2)

ГОСТ на испытания двигателей допускает также определе-

ние механических потерь методом отключения цилиндров

(парциальный метод).

ДВС обследуют на

полной нагрузке и час-

тоте вращения вала,

соответствующем

кр.max

, с чередованием

работы его на всех ци-

линдрах при последо-

вательном отключении

каждого из них. Перед

отключением очеред-

ного цилиндра двига-

тель должен прорабо-

тать на всех включен-

ных цилиндрах до вос-

становления принятого

теплового состояния

(температур масла и

воды), а после отклю-

чения цилиндра

уменьшением нагрузки

восстановить сни-

жающуюся при этом

скорость вращения вала до заданной. Колебания чисел обо-

ротов относительно принятых не должны превышать ±1 %.

Методом отключения цилиндров определяют одновре-

менно и равномерность их работы, которую оценивают ко-

эффициентом равномерности:

max .min .

/NN

=∆ (3)

где N

i. min

и N

i. max

– соответственно, наименьшее и наиболь-

шее значения условной индикаторной цилиндровой мощно-

сти, кВт.

Рис. 4. Характеристики внутренних по-

терь и механического к.п.д. двигателя

Изложенные методы, являясь наиболее простыми, не

дают, однако, точного представления о величине механиче-

ских потерь, так как погрешность их достигает ±30 % и бо-

лее. Они могут быть, поэтому рекомендованы лишь для ти-

повых испытаний двигателей.

В исследовательской практике для определения величи-

ны механических потерь применяют обычно прямое инди-

цирование цилиндров двигателя. Определив этим методом

механический к.п.д.

, можно найти мощность ме-

ханических потерь N

м.п.

=(1-

)⋅N

с ошибкой не превышаю-

щей ±5 %. Применение данного метода ограничивается чис-

то техническими трудностями, связанными с необходимо-

стью индицирования всех цилиндров двигателя. Поэтому в

последнее время величину механических потерь все чаще

определяют методом так называемого двойного выбега, не

требующего громоздкого оборудования. Для этого снимают

тахограммы вращения коленчатого вала двигателя, которое

он совершает после отключения подачи топлива или вы-

ключения зажигания за счет запаса кинетической энергии

его движущихся деталей (первый выбег) и совместно с из-

вестными дополнительным моментом инерции (второй вы-

бег). Точность метода не уступает точности прямого инди-

цирования.

Нагрузочные характеристики представляют собой

графические изображения закономерностей изменения ряда

параметров двигателя в зависимости от изменения нагрузки

при заданной постоянной частоте вращения коленчатого ва-

ла. В качестве независимого переменного параметра ГОСТы

рекомендуют в этом случае принимать мощность, развивае-

мую двигателем. Однако независимыми переменными могут

служить среднее эффективное давление р

, показание дина-

мометра тормоза Р, часовой расход воздуха G

, относитель-

но открытие дросселя или перемещения рейки насоса (в ди-

зелях) и другие параметры, характеризующие загружен-

ность двигателя. Для двигателей с искровым зажиганием

удобным параметром является, например, давление во впу-

скном трубопроводе Р

вп

, пропорционально которому изме-

няется наполнение цилиндров.

Типичные нагрузочные характеристики показаны на рис.

5, а, б. Обычно они представляют собой график часового G

и удельного g

расходов топлива, характеризующих измене-

ние этих параметров по одному из указанных выше незави-

симому переменному. При необходимости характеристику

дополняют графиками разрежения ∆Р

вп

, возникающего во

впускном трубопроводе, коэффициента избытка воздуха α,

угла опережения зажигания θ и другими параметрами.

В силу особенностей способа смесеобразования, сгора-

ния и качественного регулирования мощности, нагрузочные

характеристики дизелей (характер изменения α, g

, η

)

Рис. 5. Нагрузочная характеристика:

)

ка

бю

ато

ного

вигателя

;

)

изеля

отличаются от аналогичных характеристик карбюраторных

двигателей.

Напомним, что у дизелей образование топливовоздуш-

ной смеси происходит непосредственно в цилиндре в весьма

короткие промежутки времени, измеряемые тысячными до-

лями секунды. При этом коэффициент избытка воздуха α

является средней величиной для всего количества топлива и

воздуха, участвующих в данном цикле. В действительности

впрыскиваемое топливо распределяется по объему камеры

сгорания неравномерно, образуя зоны с различной концен-

трации топлива и воздуха, т.е. с различными истинными

значениями α. Вследствие этого в дизеле возможно значи-

тельное обеднение смеси до α = 1,4…1,6, что позволяет

осуществлять так называемое качественное регулирование

мощности вплоть до холостого хода.

При качественном регулировании, т.е. при изменении

состава смеси, изменении мощности двигателя при n = const

происходит за счет увеличения или уменьшения только ко-

личества топлива, впрыскиваемого за цикл при почти неиз-

менном количестве воздуха. Практически это осуществляет-

ся изменением положения рейки топливного насоса. При

этом коэффициент наполнения η

, определяющий количест-

во поступающего воздуха в цилиндр, с изменением нагрузки

остается почти постоянным и лишь несколько уменьшается

с увеличением мощности, вследствие увеличивающегося

подогрева заряда. Поэтому с уменьшением нагрузки коэф-

фициент избытка воздуха, как это видно из формулы:

0т

l⋅

(4)

где G

, G

– соответственно, расходы воздуха и топлива; l

–

стехиометрическое количество воздуха.

будет зависеть, в основном, от изменения часового расхода

топлива. Например, с уменьшением G

мощность уменьша-

ется, а, α возрастает до значений 4,5…6,0. Индикаторный

к.п.д. возрастает, в основном, вследствие увеличения η

из-

за уменьшения теплоемкостей продуктов сгорания. С

уменьшением α (при увеличении нагрузки) индикаторный

к.п.д. понижается и, особенно резко, при значениях α, при-

ближающихся к единице. Наибольшая мощность двигателей

по нагрузочной характеристике получается при максималь-

ном значении величины (η

/α), определяющей качество про-

текания рабочего процесса. У дизелей N

emax

достигается при

значении α несколько большем единицы α

min

=1,05…1,1.

Однако уже при уменьшении коэффициента избытка возду-

ха ниже значений α

min

≈1,25…1,6, зависящих от типа камеры

сгорания, процессы смесеобразования и сгорания ухудша-

ются вследствие резко возрастающей неоднородности смеси

и недостатка воздуха в отдельных зонах камеры.

Ухудшение процессов наглядно проявляется в увеличе-

нии дымления отработавших газов, сопровождается резким

ухудшением экономичности, перегревом двигателя и нага-

рообразованием.

Вследствие этого, двигательная работа дизелей на режи-

мах максимальной мощности, т.е. при (η

/α)

max

недопустима.

Для предотвращения чрезмерного обогащения смеси, мак-

симальную цикловую подачу топлива ограничивают уста-

новкой специальных упоров рейки, так как топливные насо-

сы обычно изготавливаются с запасом по производительно-

сти. Отметим, что качественное регулирование мощности

дизелей (отсутствие дросселирования на впуске в отличие

от карбюраторных двигателей), возможность работы на

бедных смесях и высокие степени сжатия определяют суще-

ственно большую экономичность рабочего процесса дизе-

лей, особенно на режимах частичных нагрузок (до 20…30 %

в среднем) по сравнению с карбюраторными дизелями.

Примерный характер изменения основных показателей

дизеля по нагрузочной характеристике показан на рис. 6

Характер изменения кривой эффективного удельного

расхода топлива определяется величиной, обратной произ-

ведению η

·η

, что видно из известного выражения:

мiи

ззH

10632

⋅⋅

⋅

= или

мi

зз

Сg

⋅

(5)

где Н

– низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг.

В связи с этим, кратко рассмотрим зависимости η

и η

от нагрузки. Увеличение количества подаваемого топлива с

увеличением нагрузки, а также некоторое снижение η

при-

водят к уменьшению α и, следовательно, к снижению инди-

каторного к.п.д. Некоторое увеличение η

с увеличением N

возможно лишь в области малых нагрузок, т.е. при очень

бедных смесях (α>6,0).

Механический к.п.д. двигателя:

1з −=

(6)

с увеличением нагрузки возрастает, так как абсолютная ве-

личина индикаторной мощности N

, затрачиваемой на меха-

Рис. 6. Изменение основных показателей

дизеля по нагрузочной характеристике