Нагрузочные характеристики

Нагрузочной характеристикой называется зависимость основных показателей двигателя от параметра, характеризующего его нагрузку при постоянной частоте вращения.

Нагрузочная характеристика позволяет описать работу двигателя при-движении автомобиля с постоянной скоростью на одной передаче и переменном дорожном сопротивлении.

Основными показателями двигателя по нагрузочной характеристике являются GT и ge. Кроме того, определяемыми показателями могут быть: коэффициент наполнения, коэффициент избытка воздуха, угол опережения зажигания или угол опережения впрыскивания, температура отработавших газов, концентрация токсичных компонентов в отработавших газах, а для дизелей — дополнительно дымность.

Левая крайняя точка характеристики соответствует режиму холостого хода для заданной частоты вращения.

Правая крайняя точка характеристики соответствует максимальной нагрузке (Nemax), которую двигатель может преодолеть при данной частоте вращения (двигатели с искровым зажиганием), или ее значению при положении регулирующего органа на упоре (дизели). Она соответствует точке внешней скоростной характеристики для заданной частоты вращения двигателя.

Нагрузочная характеристика может быть построена и по результатам снятия регулировочных характеристик по составу смеси. Она называется характеристикой оптимального регулирования. При ее сравнении с нагрузочной характеристикой, полученной экспериментально, можно оценить качество регулировок систем подачи топлива и зажигания.

При снятии нагрузочной характеристики двигателя с искровым зажиганием мощность увеличивают повышением количества горючей смеси, поступающей в цилиндры, т.е. открытием дроссельной заслонки.

С учетом наивыгоднейшей характеристики состав смеси на всех режимах нагрузочной характеристики теоретически должен быть экономическим, кроме режима полной нагрузки, когда смесь должна обогащаться до мощностного состава (рис. 7.3, а).

На режимах холостого хода и малых нагрузок для обеспечения хорошей экономичности необходимо обогатить смесь до б = 0,90... 0,95.

При снятии нагрузочной характеристики дизеля нагрузку изменяют варьированием цикловой подачи топлива, т.е. перемещением рейки топливного насоса.

В дизеле без наддува (рис. 7.3, б) при уменьшении нагрузки:

увеличивается коэффициент избытка воздуха б, снижаются часовой расход топлива GT, количество теплоты, выделяющейся при сгорании, температура отработавших газов Тг, дымность отработавших газов Dx;

часовой расход воздуха GB, несколько увеличивается из-за снижения степени его подогрева;

увеличивается з, из-за роста а; однако на очень малых нагрузках з, может уменьшаться из-за ухудшения качества процессов впрыскивания и распыливания топлива;

удельный эффективный расход топлива ge уменьшается из-за повышения б и з,-, достигая минимума при 70...80 % нагрузки, а на малых нагрузках — увеличивается в связи с уменьшением зМ.

В дизеле с турбонаддувом (рис. 7.3, в) при уменьшении нагрузки:

снижается расход воздуха GB в связи с падением температуры отработавших газов перед турбиной Фф, уменьшением располагаемой работы газа, что приводит к снижению частоты вращения турбины и компрессора;

коэффициент избытка воздуха б увеличивается более плавно из-за снижения GB,

уменьшается коэффициент наполнения з н из-за снижения рк и Гк;

более интенсивно растет ge на малых нагрузках, что связано с увеличением затрат на работу газообмена. Исходя из этого целесообразно регулирование турбонаддува на малых нагрузках.