Регулирование режимов работы и испытание двс. (лекция 7)

1.

Лекция №7. Регулирование режимов работы и испытание двс.
1.
2.
3.
4.
Методы и оборудование для испытаний двс.
Анализ режимов работы двс.
Анализ характеристик по составу смеси.
Анализ характеристик по углу опережения зажигания
и впрыска топлива.
1. Методы и оборудование для испытаний двс
Испытания:
- производственные (проверка качества и обкатка новых или
отремонтированных двигателей);
- типовые (снятие характеристик, определение динамических
и экономических показателей, определение оптимальных
регулировок);
- научно-исследовательские с различными целями для
дальнейшего совершенствования двс.
[7-1]

2.

Характеристика двс – это график, показывающий изменение
динамических (Ne, Mk, n, k ит.д.) и экономических (GT, ge, ηe и т.д.)
показателей в зависимости от режимов работы двигателя
(скоростной, нагрузочный, температурный и т.д.) или регулировок
различных систем и механизмов.
Методика снятия характеристик включает:
- цель снятия характеристики;
- условия снятия характеристики (определение постоянных и
переменных параметров);
- порядок выполнения экспериментов в оптимальных
интервалах изменения исследуемых параметров;
- построение графика по результатам экспериментов;
- анализ характеристики двигателя.
Тип испытательного стенда и его технические параметры
выбираются путем сопоставления технической характеристики
стенда и скоростных характеристик двигателей, подлежащих
испытаниям на данном стенде.
[7-2]

3.

2. Анализ режимов работы двс
нагрузка
нагрузка
Характер изменения крутящего момента двигателя (Mk)
относительно момента сопротивления (Mc) определяет
устойчивость режима работы, т.е. связь нагрузки и частоты
вращения:
б) неустойчивый
Mk
Mk
а) устойчивый
Mk
Mc
Mc
Mc
Mc
Mk
n1
n1
Частота вращения n
Частота вращения n
У бензиновых и газовых двс дроссельная заслонка изменяет
количество смеси оптимального для n1 состава(количественное
регулирование). При частичных открытиях дроссельной заслонки
резкое снижение нагрузки не приводит к значительному
повышению оборотов выше n1 ввиду снижения Mk, т.е.
обеспечивается устойчивый режим работы. Данные двигатели
оборудуются однорежимными регуляторами, ограничивающими
максимальную частоту вращения.
[7-4]

4.

У дизелей перемещение рейки насоса изменяет состав смеси
(качественное регулирование). Изменение n относительно n1
изменяет соответственно цикловую подачу, вызывая
неустойчивый режим работы
Регуляторы – всережимные для тракторных дизелей и двухрежимные для автомобильных
Δq
2
1 – скоростная,
2 – регуляторная
характеристики ТН
1
корректор
регулятор
1
Степень неравномерности
nmax nH
р
100,%
nср
nmax nH
nср
.
2
2
nH
Степень нечувствительности
n´´
n´
n1
nmax
(7 - 1)
n
n n
р
100,% (7 - 2)
n1
[7-5]

5.

3. Анализ регулировочных характеристик по составу смеси
Цель – определение оптимального состава смеси.
Ne
ge
α
2 кг/ч
GT
1
Ne
2 кВт
α
α=1,4
Ne
α=1,15
α=0,9
ge
α=0,7
a
c
Экономичный режим (т. а)
при ge min ввиду полноты
сгорания топлива.
Мощностной режим (т.b)
при Ne max ввиду наибольшей
скорости сгорания
обогащенной смеси
GTопт - оптимальный
часовой расход топлива
характеризует оптимальный
состав смеси.
b
GTопт
d
GT
[7-6]

6.

Дизельный двигатель
Ne
ge
α
α
ge
GT
Ne
GTопт
α=1,2…1,4
ge
geопт
Δge/ΔNe=min
c
a
eb
d GTопт
(0,9…1)NeH Ne
У дизелей зона оптимальной регулировки топливной аппаратуры
ограничивается началом заметного дымления (т.е) и
оптимальный состав смеси характеризуется отношением
Δge/ΔNe=min, который конструктивно может соответствовать
интервалу мощности (0,9…1)NeH с учетом обогащения смеси
корректором при перегрузках.
[7-7]

7.

4. Анализ регулировочных характеристик по углу опережения
зажигания или впрыска топлива
Цель – определить оптимальный угол (Θопт) опережения зажигания
у двигателей с принудительным воспламенением и
впрыска топлива у двигателей с самовоспламенением
p
Ne
Ne
z
g
pz
e
GT
GT
c
П
Н
ge
Р
b
r
p0
детонация
a
Vc
Va
V
Θопт
Θ
[7-8]

8.

При Θопт (т. Н) сгорание протекает вблизи ВМТ с максимальным
термическим кпд, обеспечивая ge minи Ne max.
Раннее зажигание (т. Р) приводит к интенсивному повышению
давления до ВМТ, снижая Ne и повышая склонность к детонации.
При позднем зажигании (т. П) продолжается значительное
догорание смеси при расширении с увеличением потерь теплоты,
температурного режима и снижением мощности.
Оптимальный угол опережения зажигания зависит от:
- степени сжатия;
- сорта и качества топлива;
- формы камеры сгорания;
- интенсивности завихрения свежего заряда;
- нагрузочного и скоростного режимов работы.
[7-9]

9.

Системы зажигания современных двигателей предусматривают
автоматическое регулирование и коррекцию оптимального угла
опережения зажигания от основных факторов:
Факторы
устройства
взаимосвязь
скоростной режим
работы
центробежный регулятор
электронный блок
прямая
n↑ Θопт ↑
нагрузочный режим
работы
вакуумный регулятор
электронный блок
обратная
Ne ↑ Θопт ↓
качество топлива
(ОЧ)
октан-корректор
прямая
ОЧ ↑ Θопт ↑
У дизельных двигателей характеристика по углу опережения
впрыска топлива аналогична характеристике по углу опережения
зажигания по влиянию угла опережения на мощность, удельный
расход топлива и признаки отклонения от оптимального
значения.
Автоматическое регулирование реализуется у ряда дизельных
двигателей центробежными муфтами привода топливного насоса
[7-10]