Снятие внешней скоростной характеристики дизельного двигателя

1. Цель работы

Снятие внешней скоростной характеристики дизеля.

2. Общие положения

Определение характеристики

Внешней скоростной характеристикой автомобильного дизеля называют зависимости эффективной мощности, крутящего момента, часового и удельного эффективного расходов топлива и других показателей от частоты вращения коленчатого вала дизеля при положении органов управления регулятором, соответствующем полной подаче топлива.

Внешняя скоростная характеристика с регуляторной ветвью снимается при установке акселератора (рычага управления регулятором) в рабочее положение «до упора». Частичные регуляторные характеристики определяются при промежуточных положениях рычага акселератора. Характеристика снимается на дизеле КамАЗ-740.

Условия снятия характеристики

Нормальный тепловой режим работы двигателя. Нормальные эксплуатационные регулировки топливной аппаратуры. Рычаг акселератора устанавливается в рабочее положение «до упора». Увеличивая нагрузку на тормозе, переходим от режима максимальной частоты вращения холостого хода до режима соответствующего максимальному крутящему моменту.

3. Порядок выполнения работы

Перед началом снятия характеристики в группе студентов распределяются обязанности по регистрации барометрического давления, температуры и влажности окружающего воздуха, частоты вращения коленчатого вала двигателя, нагрузки на тормозе, навески и времени расходов топлива за опыт, расхода воздуха и давления на всасывании двигателя, температуры охлаждающей жидкости и масла, а также по расчету следующих величин: эффективной мощности двигателя, часового и удельного эффективного расходов топлива, среднего эффективного давления, эффективного КПД, коэффициентов избытка воздуха и наполнения и других показателей.

При снятии внешней скоростной характеристики дизеля с регуляторной ветвью студенты проводят исследования по оценке дымности двигателя КамАЗ-740 при работе на полных и частичных нагрузках.

Перед началом первого опыта рычаг акселератора устанавливают в рабочее положение «до упора». Характеристику снимают путем последовательного увеличения нагрузки от нулевой до полной при частоте вращения, соответствующей максимальному крутящему моменту. Последний опыт проводится при частоте вращения, составляющей не более 85 % от частоты вращения при максимальном крутящем моменте. Для снятия регуляторной ветви характеристики на участке от n_{xx max} до n_ном необходимо получить 3…4 точки, что достигается небольшим увеличением нагрузки, приводящим к снижению частоты вращения на 20…30 мин^-1. Далее частота вращения изменяется в сторону снижения при каждом опыте на 200 мин^-1. Основные расчетные формулы содержатся в работе 1.

4. Содержание отчета

1. Результаты измерений и расчетов по протоколу испытаний (форма 6).

2. Графики:

1) N_e, M_k, p_e, G_T, g_e, h_e = f(n);

2) n, M_k, p_e, G_T, g_e, h_e = f(N_e).

3. Анализ результатов испытаний.

Приложение

Форма 1

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ

Барометрическое давление ________________________________________________________________

Температура воздуха в помещении _________________________________________________________

Относительная влажность воздуха _________________________________________________________

Тип двигателя, марка _____________________________________________________________________

№ опыта	Частота вращения коленчатого вала	Показания измерительного устройства тормоза	Расход топлива за опыт	Время расхода топлива за опыт	Показания микроманометра	Угол опережения зажигания
Обозна-чения
Размер-ность

Температура охлаждающей жидкости на выходе из двигателя	Температура масла в поддоне	Температура отработавших газов в выпускных коллекторах	Давление масла в главной масляной магистрали	Дополнительные показатели (НИРС)

Форма 2

ПОКАЗАТЕЛИ РАБОЧЕГО ЦИКЛА

(по индикаторной диаграмме)

Показатели	Угол задержки воспламенения	Максимальное давление цикла	Максимальное давление сжатия	Средняя скорость нарастания давления в цилиндре	Степень повышения давления	Степень последующего расширения	Показатель политропы сжатия	Среднее индикаторное давление
Обозначение
Размерность
Величина

Форма 3

КОЭФФИЦИЕНТЫ ФУРЬЕ

Ординаты диаграммы, мм		y1 =	y2 =	y3 =	y4 =	y5 =	y6 =
y12 =	y11 =	y10 =	y9 =	y8 =	y7 =
Разности ординат		d1 =	d2 =	d3 =	d4 =	d5 =
Суммы произведений	S1 = 0.5 (d1+d5) + d3	S2 = 0.866 (d2 + d4)	S1 = 0.707 (d1 - d5)	S2 = 0.707 (d2 - d4)
Коэффициенты Фурье	B2 = (S1 + S2) / 12	B4 = (S1 + S2) / 12

Форма 4

РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Параметр	Частота вращения коленчатого вала	Крутящий момент двигателя	Среднее эффективное давление	Эффективная мощность	Расход топлива	Удельный расход топлива	Эффективный КПД
Обозначение
Размерность
№ п/п

Окончание формы 4

Скорость воздуха	Объемный расход воздуха	Массовый расход воздуха	Коэффициент избытка воздуха	Коэффициент наполнения	Индикаторная мощность	Мощность механических потерь
Среднее давление механических потерь	Индикаторный удельный расход топлива	Механический КПД	Индикаторный КПД	Термический КПД	Относительный КПД	Концентрация вредного компонента в отработавших газах

Форма 5

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ

Барометрическое давление ________________________________________________________________

Температура воздуха в помещении _________________________________________________________

Относительная влажность воздуха _________________________________________________________

Тип двигателя, марка _____________________________________________________________________

№ опыта	Частота вращения коленчатого вала	Показания измерительного устройства тормоза	Расход топлива за опыт	Время расхода топлива за опыт	Показания микроманометра	Давление масла в главной масляной магистрали	Температура масла в поддоне
Обозна-чения
Размер-ность
1

Окончание формы 5

Температура охлаждающей жидкости

Температура отработавших газов

Разрежение во всасывающем трубопроводе

Угол опережения зажигания

Эффективная мощность двигателя

Крутящий момент

Среднее эффективное давление

Часовой расход топлива

Удельный расход топлива

Скорость воздуха

Объемный расход воздуха

Массовый расход воздуха

Коэффициент наполнения

Коэффициент избытка воздуха

Эффективный КПД

Токсичность отработавших газов

Форма 6

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ

Барометрическое давление ________________________________________________________________

Температура воздуха в помещении _________________________________________________________

Относительная влажность воздуха _________________________________________________________

Тип двигателя, марка _____________________________________________________________________

№№ п/п	Частота вращения коленчатого вала	Показатели измерительного устройства тормоза	Расход топлива за опыт	Время расхода топлива за опыт	Давление масла в главной масляной магистрали	Угол опережения впрыска
Обознач.
Размерн.

Окончание формы 6

Температура цилиндров	Температура масла в поддоне	Температура отработавших газов в выпускных коллекторах	Дымность отработавших газов	Дополнительные показатели (НИРС)	Частота вращения двигателя	Крутящий момент двигателя
Среднее эффективное давление	Эффективная мощность	Расход топлива	Удельный расход топлива	Эффективный КПД	Номинальный коэффициент запаса крутящего момента	Дополнительные показатели (НИРС)

4. Блок контроля освоения дисциплины

Задание на контрольную работу

Контрольная работа включает в себя тепловой расчет поршневого двигателя. Выбор исходных данных для расчета производится по двум последним цифрам шифра студента согласно табл. 14 и 15. Методика выполнения контрольной работы и справочные материалы изложены в [5].

Контрольная работа (кроме основных разделов) должна включать содержание, введение, выводы и список использованной литературы.

Во введении студент должен отразить роль и значение двигателя в автомобиле, а также основные преимущества и недостатки поршневых ДВС. В выводах должны быть представлены результаты расчетов и основные параметры двигателя.

Прилагаемые графики расчетов рекомендуется выполнять на миллиметровке разноцветными фломастерами, они должны иметь нумерацию и подрисуночные подписи.

Таблица 13

Параметры двигателя	Последняя цифра шифра студента
Номинальная мощность, кВт
Число цилиндров
Расположение цилиндров	V90о	рядн.	рядн.	V90о	V90о	рядн.	V90о	рядн.	рядн.	V90о

Таблица 14

Параметры двигателя	Предпоследняя цифра шифра студента
Тип двигателя	Дизель	Карбюраторный	Дизель	Карбюраторный	Дизель	Карбюраторный	Дизель	Карбюраторный	Дизель	Карбюраторный
Частота вращения коленчатого вала, об/мин
Степень сжатия			15,5	8,5	16,5			8,3		7,5
Коэффициент избытка воздуха	1,6	0,95	1,5	0,92	1,45	0,88	1,65	0,87	1,55	0,85