Скоростная характеристика двигателя ВАЗ-21011, страница 2

Часовой расход топлива определяется в основном изменением величин коэффициента наполнения, частоты вращения и коэффициента избытка воздуха, кг/ч:

где  - постоянная величина.

Интенсивный рост часового расхода в пределах от n_min до п_Mобъясняется увеличением коэффициента наполнения, в дальнейшем η_ν уменьшается, но расход топлива продолжает расти в связи с увеличением частоты вращения коленчатого вала, но менее интенсивно.

Минимальная величина удельного эффективного расхода топлива наблюдается в зоне средней частоты вращения коленчатого вала n_g. Увеличение удельного расхода с уменьшением частоты вращения объясняется в основном возрастанием тепловых потерь из-за ухудшения смесеобразования, замедленного протекания процесса сгорания, а следовательно, большей теплоотдачи в стенки. При повышении частоты вращения удельный расход увеличивается вследствие повышения механических потерь и соответственно снижения механического КПД.

Скоростная характеристика дизельного двигателя рассматривается в пределах частоты вращения от n_min до п_ном. К особенностям изменения основных показателей рабочего цикла дизелей необходимо отнести увеличение цикловой подачи топлива с увеличением частоты вращения коленчатого вала (рис, 4.2).

Это объясняется уменьшением топлива на утечки потерь в плунжерной паре топливного насоса высокого давления и увеличения активного хода плунжера.

Мощность дизельного двигателя вначале интенсивно повышается с ростом частоты вращения коленчатого вала, что обуславливается одновременным увеличением индикаторного КПД , коэффициента наполнения , и цикловой подачи топлива при незначительном снижении механического КПД . Мощность дизеля интенсивно возрастает до частоты вращения, соответствующей , когда крутящий момент М_е достигает максимального значения. В дальнейшем мощность изменяется менее интенсивно, т. к. сказывается понижение среднего эффективного давления р_е и увеличение механических потерь.

Вследствие отсутствия процесса дросселирования при поступлении воздуха в цилиндры, у дизельных двигателей происходит увеличение коэффициента наполнения. Это обстоятельство наряду с одновременным увеличениемцикловой подачи топлива создает условия для быстрого нарастания частоты вращения коленчатого вала до разносных значений , опасных для работы двигателя, поэтому в дизелях возникает необходимость ограничения максимальных чисел оборотов с помощью регулятора частоты вращения.

Изменение часового и удельного эффективного расходов топлива аналогично их изменению в двигателях с искровым зажиганием.

Для частичных скоростных характеристик двигателей с искровым зажиганием по мере прикрытия дроссельной заслонки характерно смещение максимума эффективной мощности и минимума удельного расхода топлива в сторону меньших оборотов коленчатого вала. Это вызывается резким ухудшением протекания процессов смесеобразования, сгорания и возрастанием насосных, тепловых и механических потерь.

В дизельных двигателях при снижении нагрузки путем перестановки рейки топливного насоса значения максимальной эффективной мощности и минимума удельного расхода топлива остаются практически на одном уровне скоростного режима.

По изменению крутящего .момента скоростной характеристики определяется коэффициент приспособляемости, который характеризует способность двигателя преодолевать повышенное сопротивление вращению, представляющий собой отношение максимального крутящего момента двигателя к крутящему моменту при максимальной (номинальной мощности).

Внешняя скоростная характеристика является основной паспортной характеристикой двигателя, на ее основании заводом-изготовителем в паспортных данных указываются основные технические показатели: номинальная мощность, гарантируемая заводом при номинальной частоте вращения коленчатого вала; максимальный крутящий момент при соответствующей частоте вращения коленчатого вала; минимальный удельный эффективный расход топлива при соответствующей частоте вращения коленчатого вала.

Показатели работы двигателей зависят от атмосферных условий. Для сравнения результатов различных испытаний, сравнения полученных показателей с данными технических характеристик, параметры приводят к стандартным атмосферным условиям.

где  - коэффициент приведения к стандартам атмосферным условиям.

В качестве стандартных принимают: атмосферное давление р₀ =100 кПа (750 мм.рт.ст.) температура воздуха Т₀ =298 К (25 °С).

Порядок проведения работы

Перед началом лабораторной работы проверяют готовность тормозного стенда, двигателя, контрольно-измерительной аппаратуры к проведению испытаний.

1.  Подготовленный к испытаниям двигатель вводят в режим, соответствующий началу снятия скоростной характеристики: устанавливают заданное положение дроссельной заслонки (двигатели с искровым зажиганием) либо положение рейки топливного насоса высокого давления (дизельные двигатели), минимально устойчивую частоту вращения коленчатого вала при помощи жидкостного реостата; устанавливают регулировки системы питания, оптимального угла опережения зажигания (двигатели с искровым зажиганием), угла опережения впрыска топлива (дизельные двигатели) согласно заводской инструкции.