Нагчные харрузоактеристики карбюраторного и дизельного двигателей. Регулировочные характеристики карбюраторного двигателя по углу опережения зажигания и дизельного по углу опережения впрыска топлива.

Нагрузочная характеристика дизеля

При снятии нагрузочной характеристики снижение нагрузки достигается уменьшением цикловой подачи топлива путем перемещения рейки топливного насоса.

В дизеле без наддува (рис. 16.10, а) увеличение при снижении нагрузки вызвано снижением часового расхода топлива Gт, в то время как часовой расход воздуха Gв несколько увеличивается. Температура отработавших газов Тr снижается из-за уменьшения количества теплоты, выделяющейся при сгорании. Увеличение приводит к снижению дымности отработавших газов Dх а также уменьшению gi в результате увеличения . Однако на очень малых нагрузках величина gi может увеличиваться из-за ухудшения качества процессов впрыскивания и распыливания топлива. Удельный эффективный расход топлива обычно достигает минимума при 70...80%-ной нагрузке. При полной нагрузке gе возрастает из-за уменьшения и , а на малых нагрузках — увеличивается в связи с уменьшением .

У дизеля с турбонаддувом (рис. 16.10, б) при снижении нагрузки в связи с падением температуры ОГ перед турбиной Тт уменьшается располагаемая работа газа, что приводит к снижению частоты вращения турбины и компрессора. В результате снижаются параметры наддувочного воздуха: давление pк, температура Тк и расход воздуха Gв. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению расхода газа через турбину и противодавления газа перед турбиной рт и, как следствие, дополнительному уменьшению частоты вращения турбины и компрессора. Процесс продолжается до тех пор, пока не установится новый режим совместной работы дизеля с ТК, что обычно продолжается несколько секунд.

Рис. 16.10. Нагрузочные характеристики дизеля: а – без наддува; б – с турбонаддувом и охлаждением воздуха

При уменьшении нагрузки у дизеля с турбонаддувом увеличивается более плавно, поскольку уменьшается расход воздуха. Такой характер изменения вызывает более плавное снижение Тт. В результате снижения рк и Тк коэффициент наполнения уменьшается. При снижении нагрузки падает КПД ТК, что объясняется отклонением режима его работы от расчетного. Это вызывает более значительное падение давления наддува рк, чем противодавления перед турбиной рт, что приводит к дополнительному увеличению gе на малых нагрузках из-за увеличения затраты работы на газообмен. Поэтому целесообразно использовать регулирование турбонаддува на малых нагрузках.

Поскольку при увеличении нагрузки повышаются дымность ОГ и тепловая напряженность деталей, предел форсирования дизеля по нагрузке определяется той из этих двух величин, которая первой приблизится к критическому уровню. Дизели с турбонаддувом (по сравнению с безнаддувнымн) при средних и высоких частотах вращения имеют большие значения , поэтому для них предел форсирования обычно определяется тепловой напряженностью деталей в цилиндре и колеса турбины ТК.

Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя (рис. 15.6,а) снимается при эксплуатационной регулировке карбюратора на постоянном числе оборотов и переменном открытии дроссельной заслонки. Угол опережения зажигания для каждой точки характеристики устанавливается наивыгоднейшим. На характеристику наносят кривые зависимости часового GT и удельного ge расходов топлива от процента мощности (за 100% принимается мощность при полностью открытом дросселе).

Рис. !5.6. Нагрузочные характеристики двигателя:

а — карбюраторного; 6 — дизеля.

По оси абсцисс может откладываться также абсолютное значение мощности или среднее эффективное давление.

Увеличение часовых расходов топлива по мере роста мощности двигателя не вызывает сомнений.

Увеличение удельных расходов топлива при уменьшении мощности объясняется следующими причинами:

1. С уменьшением мощности уменьшается весовое наполнение двигателя, так как дроссельная заслонка прикрывается. При этом увеличивается количество остаточных газов, что ведет к ухудшению протекания процесса сгорания.

2. Поскольку абсолютная величина механических потерь определяется в основном скоростным режимом двигателя, то на всем диапазоне снятия нагрузочной характеристики она остается практически постоянной. Однако с уменьшением индикаторной мощности, развиваемой двигателем, относительная величина механических потерь растет.

3. По мере прикрытия дроссельной заслонки растут насосные потери.

4. Увеличиваются относительные тепловые потери в охлаждающую среду. По абсолютной величине тепловые потери остаются практически постоянными, так как при постоянном числе оборотов время соприкосновения горячих газов со стенками цилиндров и головкой остается постоянным. Однако общее колличество тепла, выделяемого при сгорании топлива, по мере прикрытия дроссельной заслонки уменьшается. Изменение характера протекания кривых часового и удельного расходов топлива при дроссельной заслонке, открытой свыше 75—80%, объясняется включением экономайзера.

Нагрузочная характеристика дизеля (рис. 15.6,6) снимается при постоянном числе оборотов и переменном положении рейки топливного насоса. Вначале при увеличении подач топлива удельные расходы топлива уменьшаются и в точке 1 достигают минимальных значений. Это объясняется в основном снижением относительной величины механических потерь. В диапазоне между точками 1 и 2 удельные расходы топлива незначительно возрастают вследствие ухудшения процесса сгорания (ввиду уменьшения коэффициента избытка воздуха). Точка 2 лежит на границе начала дымления. За точкой 2 происходит довольно резкое ухудшение экономических показателей двигателя, вызываемое все усиливающимся недогоранием топлива. Однако при этом мощность двигателя продолжает увеличиваться. После достижения коэффициентом избытка воздуха значений, соответствующих максимальному среднему эффективному давлению (точка 3),происходит перегиб кривых ge = f(%N) и GT = f(%N). Несмотря на увеличение подачи топлива, процесс сгорания настолько ухудшается, что происходит снижение мощности.

Характеристика холостого хода (рис. 15.7) снимается только на карбюраторных двигателях и представляет собой кривую изменения часового расхода топлива в зависимости от числа оборотов при работе двигателя без нагрузки.

Регулировка карбюратора устанавливается такой, чтобы при устойчивой работе двигателя обеспечивался минимальный расход топлива.