Файл: А.С. Березин Транспортные двигатели.pdf

58

ния детонационных испытаний и при исследованиях процесса сгорания в двигателе.

На рис. 18 показана типичная регулировочная характеристика

3

опт

Рис. 18 При снятии регулировочной характеристики положение засло-

нок в карбюраторе неизменно. Неизменна и скорость вращения коленчатого "вала. Оба фактора являются причиной постоянства часового расхода воздуха. Таким образом, при снятии регулировочной характеристики условия в смесительной камере карбюратора неизменны, неизменна скорость истечения топлива из распылителей всех дозирующих систем. Поэтому часовой расход топлива по регулировочной характеристике не изменяется.

Поскольку часовой расход топлива остается постоянным, зави-

зажигания носит характер обратный зависимости N e = f (ϕ 3 ) . Следо-

вательно, угол опережения зажигания, обеспечивающий наибольшую мощность двигателя, одновременно будет обеспечивать и наименьший удельный расход топлива. Этот угол и называется наивыгоднейшим или оптимальным углом опережения зажигания.

59

Изменение показателей двигателя при установке опережения, отличающегося от оптимального, объясняется следующим.

При уменьшении угла опережения зажигания, по сравнению с оптимальным (позднее зажигание), сгорание будет происходить слишком поздно на линии расширения, использование тепла ухудшается, мощность двигателя уменьшается, а удельный расход топлива возрастает. В этом случае большая часть тепла уносится с отработавшими газами (увеличивается температура отработавших газов) и передается в стенки цилиндра, поэтому слишком позднее зажигание может приводить к перегреву двигателя.

При увеличении угла зажигания, по сравнению с оптимальным (ранее зажигание), максимальное давление газов в цилиндре возрастает, как это видно на рис. 19, где показаны индикаторные диаграммы в координатах P − ϕ и P-V для трех различных углов опережения.

III

Рис. 19 Вместе с этим увеличивается и максимальная температура цик-

ла. Увеличение давления и температуры приводит к повышению потерь, связанных с отдачей части тепла в стенки камеры сгорания, потерь на трение в двигателе и утечек газов в зазор между поршнем и цилиндром.

Кроме того, могут увеличиться потери тепла, связанные с диссоциацией продуктов сгорания. Указанные причины вместе с уменьшением степени расширения ведут к снижению мощности двигателя

60

при углах опережения зажигания больших, чем ϕ 3опт .

На величину оптимального угла опережения зажигания большое влияние оказывает режим работы двигателя. С увеличением скорости вращения коленчатого вала длительность основной фазы горения в градусах поворота коленчатого вала ( ϕ o пкв) остается почти постоянной, так как благодаря увеличению турбулентности заряда, скорость горения увеличивается примерно пропорционально числу оборотов. Длительность первой фазы горения с ростом числа оборотов, как правило, несколько увеличивается, поэтому наивыгоднейший угол опережения зажигания увеличивается с ростом числа оборотов вала двигателя. Для того, чтобы в эксплуатации обеспечить изменение опережения зажигания с повышением скоростного режима, применяют центробежный автомат опережения зажигания.

Оптимальный угол опережения зажигания зависит и от состава горючей смеси. При бедных смесях (α >1) процесс сгорания происходит медленнее, и такую смесь надо раньше воспламенить, чтобы основная доля тепла успела выделиться, пока поршень находится вблизи ВМТ, то же можно сказать и о сильно переобогащённых смесях.

Оптимальный угол опережения зажигания изменяется также в зависимости от нагрузки двигателя. При прикрытии дросселя уменьшается давление в цилиндре в момент воспламенения, снижается турбулентность заряда и увеличивается разбавление горючей смеси остаточными газами. Все эти факторы приводят к увеличению длительности фаз сгорания, и поэтому наивыгоднейший угол опережения зажигания с прикрытием дроссельной заслонки увеличивается. Кроме того, при прикрытии дроссельной заслонки изменяется состав смеси, подаваемой карбюратором. При полных нагрузках состав смеси близок к α = 0,9. При переходе к средним нагрузкам состав смеси обедняется, и лишь при очень сильном дросселировании смесь вновь начинает обогащаться. Изменение состава смеси, приготавляемой карбюратором при изменении нагрузки, также влияет на величину оптимального угла опережения зажигания.

Для обеспечения изменения угла опережения зажигания с изменением нагрузки на многих двигателях устанавливается вакуумный автомат опережения зажигания.

62

3,град

P=40кг

40

35

30

25

20

7.4. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать протокол испытаний с результатами измерений и расчетов, а также графики на миллиметровой бумаге размером 210х 297 мм.

7.5.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что называется утлом опережения зажигания ?

2.Что называется регулировочной характеристикой по углу опережения зажигания ?

3.Сколько и какие фазы горения различают в карбюраторном двигателе ?

4.Как должны располагаться фазы горения относительно ВМТ ?

5.Как изменяются максимальные давления и температура цикла при изменении угла опережения зажигания ?

6.Как влияет режим работы двигателя (скорость, нагрузка) на величину оптимального утла опережения зажигания ?

7.Как осуществляется на двигателе автоматическая коррекция угла опережения зажигания при изменении режима работы ?

8.Какова методика снятия регулировочной характеристики по углу опережения зажигания ?

9.Как получить характеристики центробежного и вакуумного регуляторов ?

63

Лабораторная работа № 8

РЕГУЛИРОВОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО СОСТАВУ СМЕСИ

8.1. ЦЕЛИ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Цели работы - закрепление материала лекций по теории рабочих процессов автомобильных двигателей, экспериментальное построение регулировочной характеристики карбюраторного двигателя по составу смеси.

После изучения теоретических положений, изложенных ниже, запускают двигатель, прогревают на малой нагрузке и устанавливают режим работы по указанию преподавателя. Затем изменяют состав смеси и для различных значений α измеряют необходимые для построения регулировочной характеристики значения показателей рабочего процесса двигателя. По результатам испытаний оформляют отчет. Работа расcчитана на 2 часа.

8.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Показатели работы двигателя в значительной мере зависят от состава горючей смеси, т.е. от соотношения топлива и воздуха в смеси, поступающей в цилиндр двигателя. Состав горючей смеси принято оценивать по величине коэффициента избытка воздуха α представляющего отношение действительного количества воздуха в смеси к тому количеству, которое теоретически необходимо для полного сгорания всего поданного топлива.

где Gв - часовой расход воздуха, кг/ч; Gt - часовой расход топлива, кг/ч;

!o - количество воздуха, теоретически необходимое для

полного сгорания I кг топлива. Для бензина обычного состава !o =14,9 кг воздуха/кг топлива.