По окончании последнего опыта постоянно повышают нагрузку тормоза и ведут испытания в обратном порядке.

После обработки опытных данных на миллиметровой бумаге строят графики скоростной характеристики. Их примерная форма приведена на рис. 8 [13].

Анализ характеристики

Анализ скоростной характеристики проводится в следующем порядке.

1. Пояснить, каким образом изменяется коэффициент напол­нения двигателя по скоростной характеристике и его влияние на мощностные и экономические показатели.

2. Объяснить характер изменения цикловой подачи топлива при уменьшении скорости вращения коленчатого вала.

3. Установить взаимосвязь между средним эффективным дав­лением, крутящим моментом и цикловой подачей топлива, ин­дикаторным и механическим КПД. На основании этих взаимо­связей объяснить параболический характер изменения кривой кру­тящего момента по скоростной характеристике.

4. Указать, каким образом будут изменяться индикаторный и механический КПД по характеристике.

5. По закономерности изменения кривой крутящего момента доказать необходимость оборудования топливных насосов дизелей корректирующими устройствами.

6. Подсчитать коэффициент приспособляемости двигателя.

7. Объяснить закономерности изменения мощности, часового и удельного расходов топлива по скоростной характеристике.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Как изменяются утечки топлива через зазоры в плунжерных парах по мере снижения скоростного режима двигателя при закрепленной рейке топливного насоса?

2. Изобразите вид зависимости цикловых подач топлива в условиях скоростной характеристики для нового топливного насоса и насоса, бывшего в эксплуатации.

3. Каким образом изменится момент подачи топлива насосными секциями при снижении скоростного режима по характеристике?

4. Почему в условиях скоростной характеристики дизеля режим, максимального крутящего момента не совпадает с режимом максимальной мощности?

5. Может ли в реальной эксплуатации тракторный дизель работать по ско­ростной характеристике? Если да, то укажите скоростной диапазон.

Лабораторная работа №6

СНЯТИЕ РЕГУЛЯТОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

(СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

С РЕГУЛЯТОРНОЙ ВЕТВЬЮ)

Цели работы: освоить методику снятия характеристики, установить закономерности изменения основных показателей ра­боты двигателя от скоростного режима на регуляторной и кор­ректорной ветвях характеристики, оценить динамические качества испытуемого двигателя, получить навыки обоснования оптималь­ного загрузочного режима работы двигателя.

Порядок выполнения работы: записать определе­ние регуляторной характеристики, методику ее снятия; провести эксперимент и обработать опытные данные; построить графики характеристики как функции от п и N_e, сделать анализ по­лученных зависимостей.

Литература: [3, с. 12, 48, 49; 10, с. 43 — 50; 11, с. 141 — 148; 14, с. 154 — 174].

1. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Скоростной характеристикой тракторного дизеля с регулятор­ной ветвью называется зависимость мощности, топливной эконо­мичности, крутящего момента, часового расхода топлива и других показателей работы двигателя от частоты вращения коленчатого

вала. Характеристика снимается при положении рычага управле­ния подачей топлива, соответствующем максимальному натяже­нию пружины регулятора и различной частоте вращения колен­чатого вала. Изменение скоростного режима двигателя достигается варьированием нагрузки тормоза.

Снятие скоростной характеристики тракторного двигателя с ре­гулярной ветвью производится в соответствии с требованиями ГОСТ 1859:—88 „Дизели тракторные и комбайновые. Методы стен­довых испытаний".

На каждой ветви характеристики необходимо получить не ме­нее шести равномерно расположенных точек. В области макси­мальных и резких изменений значений показателей интервал между опытными точками рекомендуется уменьшать.

Регуляторную ветвь скоростной характеристики следует опре­делять в диапазоне от- максимальных оборотов холостого хода при работе двигателя без нагрузки до номинальной частоты вра­щения.

Первый опыт проводят на режиме 85 % крутящего момента при номинальной частоте вращения.

При установившемся режиме работы измеряют и записывают в протокол испытаний следующие величины:

— частоту вращения вала тормоза ;

— нагрузку на тормозе ;

— расход топлива за опыт ;

— время расхода топлива ;

— температуру охлаждающей жидкости , масла

Во втором опыте нагрузку снижают до нуля и после того, как будет достигнут устойчивый скоростной режим, измеряют и записывают в протокол испытаний те же величины, что и в пер­вом опыте.

Третий и последующие опыты выполняют при нагрузках, со­ответствующих приблизительно

В области номинальной частоты вращения для выявления точек перегиба кривых эффективной мощности и крутящего момента нагрузку тормоза рекомендуется изменять постепенно на неболь­шую величину.

Число опытов в режиме перегрузки должно быть достаточным для того, чтобы выявить перегиб кривой крутящего момента.

Корректорную ветвь скоростной характеристики следует опре­делять последовательным уменьшением частоты вращения от но­минальной до составляющей не более 85 % при максимальном крутящем моменте.

Необходимо помнить, что в зоне перегрузок детали цилинд-ропоршневой группы и головки двигателя испытывают большие

тепловые и механические напряжения. Поэтому продолжитель­ность опытов и повторность их проведения в этих случаях не­обходимо по возможности сокращать.

Расчеты результатов испытаний производятся по формулам, приведенным в работе №1. Полученные данные сводятся в про­токол испытаний.

По окончании испытаний двигателя и после обработки по­лученных данных строят кривые оегулятооной характеристики в функции частоты вращения: Пример-

ная форма таких кривых показана на рис. 9 [14].

Дополнительно после построения характеристики рассчитыва­ются следующие показатели:

— степень неравномерности регулятора ;

— номинальный коэффициент запаса крутящего момента После построения кривых характеристики проводится ее анализ

и делаются соответствующие выводы.

Дополнительно строится регуляторная характеристика в функ­ции от :

2. АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Анализ характеристики рекомендуется проводить в следующем порядке.

1. Выделить на характеристике регуляторный и корректорный участки, указать значения топливно-мощностных показателей, со­ответствующих номинальному режиму работы двигателя.

2. Определить соответствие регуляторной характеристики тех­ническим условиям по эксплуатационной мощности, максималь­ному крутящему моменту, номинальному коэффициенту запаса крутящего момента, номинальной частоте вращения коленчатого вала, максимальным оборотам холостого хода, степени неравно­мерности регулятора.

3. Оценить топливную экономичность на режимах

и , определить причины ухудшения топливной экономичности

на ветви внешней характеристики при снижении скоростного ре­жима, используя для этого зависимость ; объяснить

причины ухудшения топливной экономичности на регуляторной ветви характеристики, используя для анализа ту же зависимость.

4. Проанализировать возможности повышения коэффициента запаса крутящего момента на данном двигателе и определить:

а) причины изменения механического КПД и коэффициента избытка воздуха по скоростной характеристике;

б) режимы наибольшего и наименьшего значения среднего ин­дикаторного давления и циклового расхода топлива, индикаторной мощности.

5. Обосновать оптимальные режимы на регуляторной харак­теристике, обеспечивающие наивысшую производительность ма­шинно-тракторного агрегата при минимальном расходе топлива.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Что понимается под внешней и частичной скоростными характеристиками двигателя?

2. Какова методика снятия регуляторной характеристики дизельного дви­гателя?

3. Для каких целей снимаются скоростные характеристики?

4. Назовите характерные режимы работы дизельного двигателя по скоростной характеристике с регуляторной ветвью.

5. Чем объяснить крутой подъем кривой крутящего момента на регуляторном участке характеристики?

6. Чем объяснить пологий вид кривой крутящего момента в зоне перегрузки у дизелей?

7. Почему в зоне перегрузки наблюдаются рост крутящего момента и одно­временно снижение эффективной мощности двигателя?

8. Как рассчитать цикловой и часовой расходы топлива?

\ ------ t_

9. Каково назначение корректора, как он действует и в чем выражается его влияние на формирование кривых скоростной характеристики?

10. Что такое коэффициент запаса крутящего момента и в каких пределах он изменяется у дизелей?

11. Можно ли по скоростной характеристике с регуляторной ветвью оценить динамические качества двигателя? Если да, то каким образом?

12. Каковы причины ухудшения топливной экономичности двигателя по мере снижения загрузки на регуляторном участке характеристики?

13. Обоснуйте и покажите на характеристике оптимальный нагрузочный ре­жим работы тракторного двигателя при эксплуатации.

Лабораторная работа №7

СНЯТИЕ РЕГУЛИРОВОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО СОСТАВУ СМЕСИ

Цели работы: освоить методику снятия характеристики, установить и объяснить закономерности изменения показателей работы двигателя в зависимости от состава смеси (коэффициента избытка воздуха а или часового расхода топлива G_T), научиться правильно выбирать оптимальную регулировку карбюратора.

Порядок выполнения работы: записать определе­ние регулировочной характеристики карбюраторного двига­теля по составу смеси и методику ее снятия; сделать анализ полученных зависимостей; найти оптимальную регулировку кар­бюратора.

Литература: [10, с. 116 — 121; 14, с. 131 — 137].

1. МЕТОДИКА СНЯТИЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Регулировочная характеристика карбюраторного двигателя по составу смеси представляет собой зависимость эффективной мощ­ности и других показателей работы двигателя от расхода топлива (коэффициента избытка воздуха). Она снимается при постоянной частоте вращения коленчатого вала и неизменном положении дроссельной заслонки. Расход топлива во время опытов изменяется при помощи иглы жиклера карбюратора*. Частота вращения дви­гателя при этом поддерживается постоянной за счет изменения тормозной нагрузки.

В каждом опыте при помощи устройства ручной регулировки должен быть установлен оптимальный угол опережения зажига-

* Если карбюратор не имеет регулировочной иглы, то в стенке его корпуса, напротив основного жиклера, сверлят отверстие, нарезают в нем резьбу и ввер­тывают специальную регулировочную иглу.

ния. Перед испытанием двигатель прогревается до нормального теплового состояния.

Характеристику рекомендуется снимать, начиная с богатых смесей, так как в этом случае работа двигателя устойчива и можно легко установить требуемый скоростной режим.

В первом опыте иглу главного жиклера выворачивают на 4 — 5 оборотов. После установки заданной частоты вращения колен­чатого вала измеряют следующие параметры:

— положение иглы главного жиклера h;

— усилие на рычаге тормоза ;

— частоту вращения вала тормоза и двигателя п;

— расход топлива за опыт ;

— время расхода навески топлива ;

—температуру окружающего воздуха, воды и мас­ла ;

— давление масла

Результаты измерений заносятся в протокол испытаний (см. прил. 1).

Второй и последующие опыты проводят после регулировки кар­бюратора в сторону уменьшения расхода топлива, для чего в каждом опыте иглу жиклера ввертывают на постоянную величину (0,5 — 1 оборот). Изменением нагрузки тормоза восстанавливают заданную частоту вращения коленчатого вала. После того как будет достигнуто постоянство скоростного и нагрузочного режимов и двигатель проработает устойчиво 3 мин, измеряют те же ве­личины, что и в первом опыте. Результаты измерений заносятся в протокол испытаний.

Последний опыт проводят на самом обедненном составе горю­чей смеси, при котором еще возможна устойчивая работа дви­гателя на данном скоростном режиме.

Обработку опытных данных (подсчет ) проводят по

формулам, представленным в работе № 1. После этого строятся графические зависимости регулировочной характеристики по со­ставу смеси. Примерная форма таких зависимостей представлена на рис. 10 [14].