Определение показателей работы двигателя ВАЗ 21011

Министерство образования Российской Федерации

СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра: «Автомобили и двигатели»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ

Выполнил:

ст-т гр. АТ 65-1

А.В.Храмов

Проверил:

В.А. Зеер

Красноярск 2008

Задание

1.  Изучить и освоить методы определение показателей работы двигателей.

2.  На основании полученных экспериментальных данных определить основные показатели работы испытуемого двигателя

Оборудование

1.  Электрический тормозной стенд с установленным двигателем ВАЗ 21011

2.  Устройство для определения расхода топлива весовым способом.

3.  Ротационный газовый расходомер с емкостью и соединительным патрубком.

4.  Приборы для определения параметров окружающего воздуха

Краткие теоретические сведения

К_р- коэффициент равномерности работы цилиндров двигателя

Частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин:

где- частота вращения вала тормоза, об/мин;

- передаточное отношение редуктора.

Эффективный крутящий момент

где Р - показания весового устройства тормоза, кг; l= 0,7162 м - длина плеча весового устройства;  - КПД редуктора.

Если применяется автомобильная коробка передач, тогда:  =0,98-для прямой передачи; =0,91-0,94 - для промежуточных передач.

Индикаторная мощность двигателя может быть определена экспериментально в процессе индицирования многоцилиндрового двигателя с последующей обработкой полученных индикаторных диаграмм.

Другим способом индикаторная мощность определяется как сумма эффективной мощности N_eи мощности механических потерь N_M, кВт:

Эффективная мощность двигателя, кВт,

Мощность механических потерь представляет собой часть индикаторной мощности, затрачиваемой на преодоление трения между сопряженными поверхностями деталей двигателя, совершение процесса газообмена, на привод вспомогательных механизмов (топливный, жидкостный, масляный насосы, ТНВД, вентилятор и т. д.). Величина мощности механических потерь на номинальном режиме работы двигателя составляет  15—20 % индикаторной мощности.

Мощность механических потерь может быть определена прямым и косвенным методами. При косвенном методе механические потери определяются по известным величинам индикаторной и эффективной мощности; при прямом- мощность механических потерь может быть определена проворачиванием коленчатого вала двигателя посторонним источником энергии или отключением отдельных цилиндров на работающем двигателе.

Метод проворачивания коленчатого вала заключается в том, что коленчатый вал двигателя, работающего на определенном режиме, сразу после выключения зажигания или подачи топлива проворачивают балансирной электрической машиной (в режиме электродвигателя) с той же частотой вращения. По показаниям весового устройства и частоте вращения ротора балансирной машины рассчитывают мощность механических потерь, кВт:

При использовании этого метода особое внимание уделяется поддержанию стабильного теплового режима работы, так как температура трущихся деталей двигателя заметно влияет на работу трения и мощность механических потерь.

Метод выключения цилиндров заключается в следующем. После того, как работающий двигатель достигнет установившегося стабильного теплового состояния, определяют мощность и частоту вращения коленчатого вала двигателя при работе на всех цилиндрах. Затем выключается зажигание (двигатели с искровым зажиганием) или выключается подача топлива (дизельные двигатели) в одном цилиндре. При этом снижается нагрузка на тормозе и частота вращения коленчатого вала. Посредством жидкостного реостата восстанавливается частота вращения коленчатого вала двигателя до заданной при работе двигателя на всех цилиндрах.

В последующих опытах процедура измерения мощности и частоты вращения с отключением 2, 3 и т.д. цилиндров повторяется.

Индикаторная мощность отключенного цилиндра, кВт:

где  - эффективная мощность двигателя при работе всех цилиндров;

 - эффективная мощность при работе двигателя с одним выключенным цилиндром.

Индикаторная мощность двигателя определяется как сумма индикаторных мощностей отдельных цилиндров.

Данный метод дает погрешность измерения механических потерь, которая заключаются в том, что выключение одного из цилиндров приводит к изменению распределения поступающего свежего заряда в процессе впуска и снижению коэффициента наполнения в работающих цилиндрах, а также к уменьшению мощности механических потерь в каждом отключенном цилиндре.

Мощность механических потерь, кВт:

При использовании метода отключения цилиндров для определения показателей работы двигатель должен работать на режиме полностью открытой дроссельной заслонки (двигатели с искровым зажиганием) или полной подачи топлива (дизельные двигатели) и при частоте вращения коленчатого вала, соответствующей максимальному крутящему моменту М_emax

Среднее индикаторное давление, МПа,

где V_h - рабочий объем одного цилиндра двигателя, дм^3:; - такттность двигателя; i - число цилиндров двигателя.

Среднее эффективное давление, МПа,

Среднее давление механических потерь, МПа

Часовой расход топлива, кг/ч

где - расход топлива за опыт, г; - время расхода топлива, с

Часовой расход воздуха, кг/ч

где  - расход воздуха за время измерения, м³ ; - время расхода воздуха, с ;

- плотность воздуха при измерениях, кг/м³

 

где - барометрическое давление при испытаниях, кПа; - температура окружающего воздуха при испытаниях, ⁰С

Индикатор удельный расход топлива, г/кВт*ч

Эффективный удельный расход топлива, г/кВт*ч

Индикаторный КПД двигателя:

где - низшая теплота сгорания топлива

Эффективный КПД двигателя:

КПД механических потерь

Коэффициент наполнения

Коэффициент избытка воздуха