Види показників. Призначення та типи автомобільних двигунів

ВСХ знімається при штатному регулюванні системи паливоподачі, яка на більшості швидкісних режимів забезпечує склад суміші, близький до потужності (рис. 16.11 і 16.12).

Штатні регулювання системи запалення забезпечують або на середніх та малих частотах обертання, обмежений появою детонації.

Зі збільшенням пвідбувається зменшення відносних втрат теплоти в стінки циліндрів, покращується якість сумішоутворення та скорочується тривалість другої фази згоряння в одиницях часу (але практично зберігається її тривалість у градусах ПКВ). Це призводить до збільшення зі зростанням частоти обертання (рис. 16.12) та подальшої його стабілізації; останньому сприяє деяке зростання фази догоряння, що збільшує теплові втрати стінки. Аналогічно змінюється ставлення/ (Рис. 16.12). Таким чином, якість робочого процесу двигуна з іскровим запаленням не лімітує можливість його форсування за швидкісним режимом.

Мал. 16.11. Зовнішня швидкісна характеристика карбюраторного двигуна легкового автомобіля: iV h = 1,5 л

Характер зміни залежно від частоти обертання неоднозначний різних двигунів, хоча мають місце деякі загальні закономірності.

Для двигунів легкових автомобілів максимальні значення в зоні високих частот обертання (див. рис. 16.11) забезпечують високу номінальну потужність двигуна, що в кінцевому рахунку визначає високу швидкість і хорошу динаміку розгону автомобіля. Для двигунів вантажних автомобілів максимальне значення у зоні низьких та середніх частот обертання (рис. 16.12) забезпечує хороші тягові властивості автомобіля.

Спільний вплив та визначає відповідний характер зміниp i(n) (рис. 16.12): його зменшення при малих частотах обертання пов'язане зі зменшенням і , а при високому - тільки зі зменшенням .

Середній тиск механічних втратзростає із збільшенням пза законом, близьким до лінійного (рис. 16.12), що у поєднанні з характером зміниp i(n) призводить до монотонного зниження зі зростанням п.

Мал. 16.12. Зміна основних показників робочого процесу з ВСХ карбюраторного двигуна вантажного автомобіля: iV h= 6,0 л

Зниження р епри малих пвизначається тими самими факторами, що і зниження р i(Тобто. і ), а при п > пмк max викликається зниженням і . Як правило, для карбюраторних двигунів пмк max =
=(0,55...0,70)п на коефіцієнт пристосовності Дом = Мдо
max /Мкн лежить у межах 1,10...1,30.

Збільшення Nезі збільшенням ппродовжується доти, доки зростання частоти циклів, пропорційне п, переважає зниження ре (див. рис. 16.11). Коли ці два фактори компенсують один одного, досягається максимальна потужність двигуна. N emax. Зазвичай п Nemax>п н.

При п>п Nemaxвідбувається різке зниженняNещо пов'язано з відповідним зростанням рм та зниженням. При р i= р мдвигун виходить на режим холостого ходу при повністю відкритій ДЗ, досягаючи максимальної частоти обертання ( пр), що у 30...50% перевищує номінальну. При цьому суттєвої зміни складу суміші і, отже, процесу немає. Для двигунів легкових автомобілівкороткочасний вихід на цей режим небезпеки не становить.

Для двигунів вантажних автомобілів, що мають порівняно великі поворотно-поступально рухомі маси і, отже, високі значення сил інерції, що навантажують деталі двигуна, максимальна частота обертання може бути небезпечною з точки зору надійності. Тому такі двигуни забезпечуються обмежувачами частоти обертання, що зменшують подачу паливоповітряної суміші при п > пн.

Температура ОГ з ВСХ збільшується зі збільшенням п, Що пов'язано зі зменшенням тепловіддачі в стінки циліндра при згорянні та розширенні внаслідок зменшення тривалості циклу та підвищення температури деяких деталей двигуна, а також через збільшення фази догоряння палива.

Вміст токсичних речовин в ОГ по ВСХ визначається спільним впливом і умов сумішоутворення і згоряння.

Часткові швидкісні характеристики (рис. 16.13) знімають за постійних проміжних положень ДЗ. Прикриття ДЗ призводить до різкішого зниження зі збільшенням п, що викликає відповідне зниження р i. Останнє є причиною значного зниження , що прямо впливає на величину р е. Чим сильніше прикрита ДЗ, тим крутіше залежності р е(п), М до(п), Nе(n). При цьому їх максимальні значення зсуваються до менших частот обертання.

При незначному прикритті ДЗ, коли зниження невелике, можливе покращення економічності двигуна (зменшенняg emin) при роботі за частковою швидкісною характеристикою порівняно з роботою з ВСХ. Це з переходом роботи системи харчування приготування збіднених складів суміші.

При подальшому прикритті ДЗ відбувається збільшенняg eminвнаслідок зниження, а при дуже сильних прикриттях ДЗ-і внаслідок зменшення.

Мал. 16.13. Зовнішня та часткові швидкісні характеристики карбюраторного двигуна V 8 (iV h= 7,7 л):
------ =100%; - - - -- =70%; --- - ---- =50%;
…….. - =40%

А скільки
чи варто написати твою роботу?

Дипломна робота (бакалавр/спеціаліст) Курсова з практикою Курсова теорія Реферат Контрольна робота Завдання Ессе Атестаційна робота (ВАР/ВКР) Бізнес-план Питання до екзамену Диплом МВА Дипломна робота (коледж/технікум) Інше Кейси Лабораторна робота, РГР Маги -лайн допомога Звіт з практики Пошук інформації Презентація в PowerPoint Реферат для аспірантури Супровідні матеріали до диплому Стаття Тест Частина дипломної роботи Чертежі Термін 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 2 26 27 28 29 30 31 Здачі Січень Лютий Березень Березень Квітень Липень Липень Серпень Вересень Жовтень Листопад Грудень ціну

Разом із оцінкою вартості ви отримаєте безкоштовно
БОНУС: спеціальний доступдо платної бази робіт!

та отримати бонус

Дякую, вам надіслано листа. Перевірте пошту.

Якщо протягом 5 хвилин не прийде листа, можливо, допущена помилка на адресу.

Міністерство освіти Російської Федерації

Санкт-Петербурзький державний університет

сервісу та економіки


Автотранспортні засоби


Тема: «Призначення та типи автомобільних двигунів»


Виконав студент 3-го курсу

Спеціальність 100.101

Іванов В.І.


Санкт-Петербург 2010


Вступ

1. Основні типи двигунів

4. Порядок роботи двигуна

Вступ


Двигун автомобіля являє собою сукупність механізмів і систем, що перетворюють теплову енергію палива, що згорає в його циліндрах, в механічну. На сучасних автомобілях найбільшого поширення набули поршневі двигуни внутрішнього згоряння, в яких гази, що розширюються при згорянні палива, впливають на поршні, що рухаються в їх циліндрах. Бензинові двигуни працюють на легкому рідкому паливі – бензині, який одержують з нафти. Дизельні двигуни працюють на важкому рідкому паливі - дизельному, що отримується також з нафти. З зазначених двигунів найбільш потужними є бензинові, найбільш економічними та екологічними - дизелі, що мають більш високий коефіцієнт корисної дії. Так, за рівних умов витрата палива у дизелів на 25...30% менша, ніж у бензинових двигунів.

У двигунів із зовнішнім сумішоутворенням горюча суміш готується поза циліндрами, у спеціальному приладі - карбюраторі (карбюраторні двигуни) або у впускному трубопроводі (двигуни із упорскуванням бензину) і надходить у циліндри в готовому вигляді. У двигунів з внутрішнім сумішоутворенням (дизелі, двигуни з безпосереднім упорскуванням бензину) приготування горючої суміші проводиться безпосередньо в циліндрах шляхом упорскування в них палива. У двигунах без наддуву наповнення циліндрів здійснюється за рахунок вакууму, створюваного в циліндрах під час руху поршнів з верхнього крайнього положення в нижнє. У двигунах з наддувом горюча суміш надходить у циліндри під тиском, що створюється компресором. Примусове займання горючої суміші від електричної іскри, що виникає в свічках запалювання, виробляється в бензинових двигунах, а займання від стиснення (самозаймання) - у дизелях.

1. Основні типи двигунів


Двигуни, що застосовуються на автомобілях, поділяються на типи за різними ознаками (рис.1).


Рис.1. Основні типи автомобільних двигунів, класифікованих за різними ознаками


У чотиритактних двигунів повний робочий процес (цикл) відбувається за чотири такти (впуск, стиск, робочий хід, випуск), які послідовно повторюються під час роботи двигунів. Рядні двигуни мають циліндри, які розташовані в один ряд вертикально або під кутом 20...40° до вертикалі. V-подібні двигуни мають два ряди циліндрів, розташованих під кутами 60, 75 ° і частіше 90е. V-подібний двигун із кутом 180° між рядами циліндрів називається оппозитним. Дво-, три-, чотири-і п'ятициліндрові двигуни виконуються зазвичай рядними, а шести-, восьми-і багатоциліндрові - V-подібними. У двигунах з рідинним охолодженням як охолоджувальну речовину використовують антифризи (низькозамерзаючі рідини), температура замерзання яких -40 ° С і нижче. У двигунах з повітряним охолодженням охолодною речовиною є повітря. Більшість двигунів має рідинне охолодження, оскільки воно є найбільш ефективним.


2. Основні визначення та параметри двигуна


Розглянемо основні параметри двигуна, що з його роботою (рис. 2). Верхня мертва точка (ВМТ) – крайнє верхнє положення поршня. У цій точці поршень найбільш віддалений від осі колінчастого валу. Нижня мертва точка (НМТ) – крайнє нижнє положення поршня. Поршень найбільш наближений до осі колінчастого валу. У мертвих точках поршень змінює напрямок руху, і його швидкість дорівнює нулю. Хід поршня (S) - відстань між мертвими точками, що проходить поршнем протягом одного такту робочого циклу двигуна. Кожному ходу поршня відповідає поворот колінчастого валу на кут 180 ° (півобороту). Такт - частина робочого циклу двигуна, що відбувається під час руху поршня з одного крайнього становища до іншого. Робочий об'єм циліндра (Vk) - об'єм, що звільняється поршнем при його переміщенні від ВМТ до НМТ. Об'єм камери згоряння (Vc) - обсяг простору над поршнем, що знаходиться у ВМТ. Повний об'єм циліндра (Va) - об'єм простору над поршнем, що знаходиться в НМТ:



Робочий об'єм (літраж) двигуна – сума робочих об'ємів усіх циліндрів двигуна, виражена в літрах (см3). Ступінь стиснення (s) - відношення повного об'єму циліндра до об'єму згоряння камери, тобто. s = Va/Vc


Рис.2. Основні параметри двигуна


Ступінь стиснення показує, у скільки разів стискається суміш у циліндрі двигуна при ході поршня з НМТ у ВМТ. При підвищенні ступеня стиснення збільшується потужність двигуна та покращується його економічність. Однак підвищення ступеня стиснення обмежене якістю палива, що застосовується, і збільшує навантаження на деталі двигуна. Ступінь стиску для бензинових двигунів сучасних легкових автомобілів становить 8 - 10, а для дизелів 15 - 22. При таких ступенях стиску в бензинових двигунах не відбувається самозаймання суміші, а в дизелях, навпаки, самозаймання суміші забезпечується. Хід поршня S і діаметр D циліндра визначають розміри двигуна. Якщо відношення S/D< 1, то двигатель является короткоходным. Большинство двигателей легковых автомобилей короткоходные.


3. Робочий процес (цикл) чотиритактних двигунів


Робочий процес (цикл) чотиритактних двигунів складається з тактів впуску, стиснення, робочого ходу та випуску. Робочий процес відбувається за чотири ходи поршня або за два обороти колінчастого валу. Розглянемо перебіг робочого циклу бензинового двигуна. При такті впускання (рис.3, а) поршень -/рухається від ВМТ до НМТ. Випускний клапан 5 закритий. Під дією вакууму, створюваного при русі поршня, циліндр 3 надходить горюча суміш (бензину і повітря) через впускний клапан 7, відкритий розподільним валом 6.



Мал. 2.3. Схема робочого процесу чотиритактного бензинового двигуна: а – впуск; 6 - стиск; в – робочий хід; г – випуск; / - колінчастий вал; 2 – шатун; 3 – циліндр; 4 – поршень; 5 – випускний клапан; 6 – розподільчий вал; 7 - впускний клапан


Горюча суміш перемішується з залишковими газами, утворюючи при цьому робочу суміш. Наприкінці такту впуску тиск у циліндрі становить 0,08…0,09 МПа, а температура робочої суміші – 80…120 °З. Такт стиснення (рис.3 б) відбувається при переміщенні поршня від НМТ до ВМТ. Впускний та випускний клапани закриті. Об'єм робочої суміші зменшується, а тиск у циліндрі підвищується і в кінці такту стиснення становить 0,9...1,5 МПа. Підвищення тиску супроводжується підвищенням температури робочої суміші до 450...500°С. При такті робочого ходу (рис.3, в) впускний та випускний клапани закриті. Зайнята в кінці такту стиснення від свічки запалювання робоча суміш швидко згоряє (протягом 0,001...0,002 с). Температура і тиск газів, що утворилися в циліндрі зростають відповідно до 2200...2500°С і 4...5,5 МПа. Гази тиснуть на поршень, він рухається від ВМТ до НМТ і здійснює корисну роботу, обертаючи через шатун 2 колінчастий вал 1. У міру переміщення поршня до НМТ і збільшення обсягу простору над ним тиск в циліндрі зменшується і в кінці такту становить 0,35. .0,45 МПа. Знижується і температура газів до 900...200 °С. Такт випуску (рис. 3, г) відбувається під час руху поршня від НМТ до ВМТ. Впускний клапан закритий. Гази, що відпрацювали, витісняються поршнем з циліндра через випускний клапан, відкритий розподільним валом. Тиск і температура в циліндрі зменшуються і наприкінці такту становлять 0,1...0,12 МПа та 700...800°С. З розглянутого робочого процесу (циклу) випливає, що корисна робота відбувається лише протягом одного такту - робочого ходу. Інші три такти (впуск, стиснення, випуск) є допоміжними, і їх здійснення витрачається частина енергії, накопиченої маховиком двигуна, який встановлений задньому кінці колінчастого валу, при робочому ході. Робочий процес чотиритактного дизеля істотно відрізняється від робочого циклу бензинового двигуна по сумішоутворення та займання робочої суміші. Основна відмінність робочих циклів полягає в тому, що в циліндри дизеля при такті впуску надходить не горюча суміш, а повітря, і при такті стиснення в циліндри впорскується паливо дрібнорозпилене, яке самозаймається під дією високої температури стисненого повітря. Розглянемо докладніше робочий цикл дизеля. Такт впуску (рис.4 а) здійснюється при русі поршня 2 від ВМТ до НМТ. Випускний клапан 6 закритий. Внаслідок вакууму, що утворився в циліндр 7 через повітряний фільтр 4 і відкритий впускний клапан 5 надходить повітря з навколишнього середовища. Наприкінці такту впуску тиск у циліндрі становить 0,08...0,09 МПа, а температура - 40...60°С.



Мал. 4. Схема робочого процесу чотиритактного дизеля: а - впуск; б - стиск; в – робочий хід; г – випуск; 1 – паливний насос; 2-поршень; 3 – форсунка; 4 – повітряний фільтр; 5 - впускний клапан; 6-випускний клапан; 7 – циліндр; 8 – шатун; 9 - колінчастий вал

При такті стиснення (рис. 4 б) поршень рухається від НМТ до ВМТ. Впускний та випускний клапани закриті. Поршень стискає повітря, що знаходиться в циліндрі, і його температура в кінці такту стиснення досягає 550...700 °С при тиску 4...5 МПа. При такті робочого ходу (рис.4, в) поршень підходить до ВМТ, і циліндр двигуна з форсунки 3 під великим тиском впорскується дизельний паливо, що подається паливним насосом 1 високого тиску. Впоране паливо перемішується з нагрітим повітрям, і суміш, що утворилася, самозаймається. При цьому різко зростають у газів, що утворилися, температура до 1800...2000°С і тиск до 6...9 МПа. Під дією тиску газів поршень переміщається від ВМТ до НМТ і здійснює корисну роботу, обертаючи через шатун 8 колінчастий вал 9. До кінця робочого ходу тиск газів стає 0,3-0,5 МПа, а температура - 700...900°С. Такт випуску (рис. 4, г) відбувається під час руху поршня від НМТ до ВМТ. Впускний клапан закритий. Через відкритий випускний клапан поршень 6 виштовхує з циліндра відпрацьовані гази. Наприкінці такту випуску тиск газів у циліндрі зменшується до 0,11.-0,12 МПа, а температура - до 500...700 °З. Після закінчення такту випуску при обертанні колінчастого валу робочий цикл двигуна повторюється у тій послідовності.


4. Порядок роботи двигуна


Порядком роботи двигуна називається послідовність чергування робочих ходів циліндрами двигуна. Для рівномірної та плавної роботи двигуна робочі ходи та інші однойменні такти повинні чергуватись у певній послідовності у його циліндрах. При цьому чергування має відбуватися через рівні кути повороту колінчастого валу двигуна, величина яких залежить від кількості циліндрів двигуна. У чотиритактному двигуні робочий процес відбувається за два обороти колінчастого валу, тобто. за поворот валу на 720 °. Число робочих ходів дорівнює числу циліндрів двигуна. Їх чергування для чотирьох-, шести-і восьмициліндрових двигунів відбуватиметься відповідно через 180, 120 і 90° повороту колінчастого валу.

Порядок роботи двигуна багато в чому залежить від типу двигуна та числа циліндрів. Так, наприклад, у колінчастого валу рядного чотирициліндрового двигуна, представленого на рис.5, а,








Мал. 5. Схема (а) та таблиця (б) порядку роботи чотирициліндрового двигуна: 1, 2, 3, 4 – циліндри двигуна


5. Зовнішня швидкісна характеристика двигуна


Зовнішньою швидкісною характеристикою двигуна називається залежність ефективної потужності Ne і моменту Ме, що крутить, від частоти обертання колінчастого валу при повній подачі палива. Ефективною називається потужність, що розвивається на колінчастому валу двигуна. Зовнішня швидкісна характеристика визначає можливості двигуна та характеризує його роботу. За зовнішньою швидкісною характеристикою визначають технічний стан двигуна. Вона дозволяє порівнювати різні типи двигунів та судити про досконалість нових двигунів.

На зовнішній швидкісній характеристиці (рис.6) виділяють такі точки, що визначають характерні режими роботи двигуна:

Nmax - максимальна (номінальна) потужність;

nN – частота обертання колінчастого валу за максимальної потужності;

Мmax - максимальний момент, що крутить;

nM - частота обертання колінчастого валу при максимальному моменті, що крутить;

nmin – мінімальна частота обертання колінчастого валу, коли двигун працює стійко при повній подачі палива;

nmax – максимальна частота обертання.

З характеристики видно, що двигун розвиває максимальний момент за меншої частоти обертання, ніж максимальна потужність.



Це необхідно для автоматичного пристосування двигуна до зростаючого опору руху. Наприклад, автомобіль рухається горизонтальною дорогою при максимальній потужності двигуна і починає долати підйом. Опір дороги зростає, швидкість автомобіля і частота обертання колінчастого валу зменшуються, а момент, що крутить, збільшується, забезпечуючи зростання тягової сили на провідних колесах автомобіля. Чим більше збільшення моменту, що крутить, при зменшенні частоти обертання, тим вище пристосованість двигуна і тим менше ймовірність його зупинки. Для бензинових двигунів збільшення (запас) крутного моменту досягає 30%, а дизелі - 15%.

В експлуатації більшу частину часу двигуни працюють в діапазоні частот обертання nM-nN, при яких розвиваються відповідно максимальні моменти, що крутять, і ефективна потужність. Зовнішню швидкісну характеристику двигуна будують за даними результатів його випробувань на спеціальному стенді. При випробуваннях з двигуна знімають частину елементів систем охолодження, живлення та ін (вентилятор, радіатор, глушник та ін), без яких забезпечується його робота на стенді. Отримані при випробуваннях потужність і момент, що крутить, призводять до нормальних умов, що відповідають тиску навколишнього повітря 1 атм і температурі 15 °С. Ці потужність і момент називають стендовими, і вони вказуються в технічних характеристиках, інструкціях, каталогах, проспектах і т.п. Насправді потужність та момент двигуна, встановленого на автомобілі, на 5... 10 % менше, ніж стендові. Це пов'язано з установкою на двигун елементів, які були зняті під час випробувань (насос гідропідсилювача, компресор та ін.). Крім того, тиск і температура під час роботи двигуна на автомобілі відрізняються від нормальних.

При проектуванні нового двигуна зовнішню швидкісну характеристику одержують розрахунковим способом, використовуючи при цьому спеціальні формули. Однак дійсну зовнішню швидкісну характеристику отримують тільки після виготовлення та випробування двигуна.

Список використаної литературы


1. Сарбаєв В.І. Технічне обслуговування та ремонт автомобілів. − Ростов н/Д: "Фенікс", 2004.

2. Вахламов В.К. Техніка автотранспорту. − М.: «Академія», 2004.

3. Барашков І.В. Бригадна організація технічного обслуговування та ремонту автомобілів. - М.: Транспорт, 1988р.

Схожі реферати:

Призначення, склад, типи та види кривошипно-шатунних механізмів, конструктивне виконання його деталей: циліндр, гільзи тепловідведення, поршень поступального руху, кільця, шатун, колінчастий вал. Будова двигуна ВАЗ 21081, умови його змащення.

Принцип роботи приладів системи живлення двигуна скрапленим газом. Система живлення автомобіля ГАЗ-2417. Робота карбюратора К-126 Г на середніх та повних навантаженнях. Восьмициліндровий чотиритактний двигун, чергування тактів на прикладі двигуна ЗІЛ-130.

Своєчасне надходження в циліндри двигуна горючої суміші, випуск газів, що відпрацювали. Види та типи газорозподільних механізмів. Фази газорозподілу. Поворот колінчастого валу. Коливальний рух газів. Очищення циліндрів від газів, що відпрацювали.

Двигун внутрішнього згоряння(ДВС) – тепловий двигун, в якому хімічна енергія палива, що згорає в робочій порожнині, перетворюється на механічну роботу. Історія створення та розвиток ДВС, будова та різновиди, принцип роботи двигунів.

На будівельних та дорожніх машинах як джерело механічної енергії застосовують поршневі двигуни внутрішнього згоряння. Загальними ознаками для двигунів внутрішнього згоряння будівельних та дорожніх машин є:

MotoDoc II для пошуку несправностей у різних системах автомобіля з бензиновим двигуном. Підключення приладу за допомогою набору з'єднувальних проводів та датчиків до електричних кіл автомобіля, до мережної карти комп'ютера. Графік тиску у циліндрі.

Схеми конструкцій автомобільних двигунівз різним типом охолодження, сумішоутворення та займання суміші. Двигуни легкових автомобілів малого класу підвищеної прохідності, особливо малого, середнього та великого класів; дизель вантажного автомобіля.

Двигун внутрішнього згоряння. Найпростіша принципова схема приводу автомобіля. Кінематичний та динамічний аналіз кривошипно-шатунного механізму. Силовий розрахунок трансмісії автомобіля. Розрахунок міцності поршня і поршневого пальця двигуна.

Вступ

У разі використання двигуна в якості енергетичної установки па автомобілі слід враховувати, що в залежності від дорожніх умов, швидкості руху та навантаження автомобіля необхідні для руху потужність двигуна і частота обертання колончатоговала змінюються в широких межах. Досвід експлуатації автомобілів показує, що більшість часу двигун працює з неповним навантаженням при різній частоті обертання.

Поршневий двигунможе сприймати навантаження, починаючи з певного режиму, що характеризується мінімальною стійкою частотою обертання колінчастого валу пmin. Якщо органи управління впуском паливоповітряної суміші або впорскуванням палива встановлені на максимальну подачу, то, починаючи з зазначеної частоти обертання, найбільша потужність двигуна, що розвивається, буде характеризуватись кривою. Таку зміну потужності в залежності від частоти обертання називають зовнішньою характеристикоюдвигуна.

Для виявлення економічності роботи двигуна при різних навантаженнях служать навантажувальні характеристики - графіки залежності питомої та годинної витрат палива від потужності, що розвивається двигуном, при постійній частоті обертання колінчастого валу.

1. Швидкісні характеристики двигуна: визначення, мета та умови отримання, аналіз, вплив типу двигуна.

2. Навантажувальні характеристики двигунів: визначення, мета та умови отримання, аналіз, вплив типу двигуна.

3. Регулювальні характеристики: визначення, мета та умови отримання, аналіз.

1. ШВИДКІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГУНА: ВИЗНАЧЕННЯ, МЕТА І УМОВИ ОТРИМАННЯ, АНАЛІЗ, ВПЛИВ ТИПУ ДВИГУНА.

Швидкісні характеристики.

Швидкісні характеристики двигуна – це графічні залежності основних ефективних показників його роботи – потужності, крутного моменту, годинного та питомого витрат палива та ін. – від частоти обертання колінчастого валу при постійному положенні дросельної заслінки (або рейки паливного насоса) і тепловому стані, що встановився.

Швидкісні характеристики можуть бути отримані при різних, але постійних кожної характеристики положеннях дросельної заслінки або рейки паливного насоса. Швидкісна характеристика, отримана при повністю відкритій дросельній заслінціабо повної подачі палива (рейка паливного насоса відведена до упору), називається зовнішньою швидкісною характеристикою.Нею визначаються найбільші потужності, які можна отримати від даного двигуна при різних частотах обертання колінчастого валу. Характеристики, отримані при неповністю відкритій дросельній заслінці (неповній подачі палива), називаються частковими.

На швидкісній характеристиці розрізняють такі характерні частоти обертання колінчастого валу:

 - мінімальна частота обертання, за якої можлива стійка робота двигуна при повному відкритті дроселя;

 - частота обертання, що відповідає найбільшому моменту, що крутить, і найбільшому середньому тиску;

 - частота обертання, що відповідає найбільшій потужності двигуна;

 - найбільша можлива частота обертання колінчастого валу, що встановлюється обмежувачем або регулятором.

Оскільки дизелі, як правило, працюють при навантаженнях, близьких до максимальної, регулятор частоти обертання колінчастого валу налаштовується так, щоб найбільша частота обертання не перевищувала тієї, що відповідає найбільшій можливій ефективної потужності зовнішньої швидкісної характеристики .

Карбюраторні автомобільні двигуни в основному працюють з деяким недовантаженням по потужності і щоб краще використовувати швидкісні можливості двигуна, обмежувач максимальної частоти обертання налаштовується так, щоб вона перевищувала приблизно на 20% частоту обертання колінчастого валу, що відповідає найбільшій потужності двигуна за зовнішньою швидкісною характеристикою. Практично автомобільний карбюраторний двигун працює в інтервалі частот і . Саме в цьому інтервалі здійснюється перемикання передач і має місце мінімальна питома витрата палива.

З наведених швидкісних показників видно, що крива потужності має максимум. Потужність досягає максимуму, коли вплив підвищення частоти обертання колінчастого валу (частоти циклів) збільшення потужності повністю компенсується зменшенням середнього ефективного тиску . З підвищенням частоти обертання колінчастого валу зменшується за рахунок погіршення процесу наповнення та зростання механічних втрат.

Максимальні моменти, що крутять, і потужність двигуна мають місце при різних частотах обертання колінчастого валу. Відношення частоти обертання колінчастого валу при максимальному моменті, що крутить, до частоти обертання при максимальній потужності зазвичай становить 0,4-0,7 (великі значення - для дизелів). Зменшення моменту, що крутить, після досягнення максимуму при збільшенні частоти обертання істотно впливає на стійкість швидкісного режиму роботи двигуна. Як видно при роботі двигуна з максимальною потужністю крутний момент, що розвивається, значно менше максимального. Отже, двигун має потенційний запас моменту, що крутить, рівний різниці максимального моменту двигуна і моменту опору на даному швидкісний режим.

Мал. 35. Зовнішня швидкісна характеристика карбюраторного двигуна.

Стійкість швидкісного режиму роботи двигуна за рахунок потенційного запасу моменту, що крутить, оцінюється за допомогою коефіцієнта пристосовності- відношення максимального моменту, що крутить, до крутного моменту при номінальному режимі: . У карбюраторних двигунах, а в дизелях – 1,05-1,15.

Мал. 36Зовнішня швидкісна характеристика дизеля.

Коефіцієнт пристосовуваності характеризує здатність двигуна долати короткочасні навантаження без перемикання передач. З цією ж метою в ГОСТ 14846-69 введено поняття запасу крутного моменту (%), який підраховується за формулою .

Графіки часового та питомого витрат палива наводяться на швидкісній характеристиці з метою оцінки економічності двигуна під час роботи різних швидкісних режимах.

Часова витрата палива при постійному положенні дроселя залежить головним чином від частоти обертання колінчастого валу, а також коефіцієнта наповнення. Тому в міру підвищення частоти обертання годинна витрата палива зростає спочатку майже прямо пропорційно, потім починає впливати коефіцієнт коефіцієнта наповнення, і темп зростання годинної витрати знижується.

Графік ефективної питомої витрати палива на швидкісній характеристиці має майже такий самий вид, як і графік індикаторної питомої витрати, аналіз якого зроблено раніше. Відмінністю графіка ефективної питомої витрати від індикаторного є крутіший підйом його після точки мінімуму, що пояснюється збільшенням механічних втрат у двигуні.

2. НАВАНТАЖУВАЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГУНА: ВИЗНАЧЕННЯ, МЕТА І УМОВИ ОТРИМАННЯ, АНАЛІЗ, ВПЛИВ ТИПУ ДВИГУНА.

Навантажувальні характеристики.

Для виявлення економічності роботи двигуна за різних навантажень служать навантажувальні характеристики - графіки залежності питомої та годинної витрат палива від потужності, що розвивається двигуном, при постійній частоті обертання колінчастого валу.

Навантажувальну характеристику карбюраторного двигуна іноді називають дросельною, оскільки зміна потужності в ньому досягається зміною положення дросельної заслінки.

У зв'язку з тим, що автомобільний двигун працює у широкому діапазоні частот обертання колінчастого валу, з метою оцінки його економічності користуються кількома навантажувальними характеристиками, знятими для різних (але постійних кожної характеристики) частот обертання.

Як видно з навантажувальної характеристики карбюраторного двигуна, при роботі на холостому ході, коли ефективна потужність дорівнює нулю, а годинна витрата палива - величина кінцева, ефективна питома витрата палива прагне нескінченності. При повному відкритті дроселя питомі витрати рівні питомих витрат із зовнішньої швидкісної характеристиці за тієї ж частотах обертання. Збільшення питомих витрат палива на прикритих дроселях відбувається внаслідок погіршення умов протікання робочого процесу (зменшення, збільшення), а також зменшення механічного к. п. д. (індикаторна потужність зменшується, а потужність механічних втрат при постійній частоті обертання практично незмінна).

Мал. 37. Навантажувальна характеристика карбюраторного двигуна.

Зміна вартових витрат відбувається майже за лінійним законом. Різка зміна кривих витрат палива при навантаженнях, близьких до максимальної, пояснюється включенням економайзера та збагаченням внаслідок цього суміші.

Рис.38. Навантажувальна характеристика дизеля.

У дизелях зі збільшенням навантаження, отже, і часового витрати палива питома витрата спочатку зменшується (ділянка 1-2) внаслідок зниження відносної величини механічних втрат, та був підвищується через зменшення . Точка 3 відповідає згорянню палива на межі початку димлення. Подальше збільшення навантаження потребує різкого зростання витрати палива, що веде до зменшення. При максимально можливій потужності значення близько до одиниці. Якщо і далі збільшувати подачу в циліндри палива, умови його згоряння будуть гіршими і потужність двигуна знизиться. При цьому питома витрата палива зростатиме.

Практично годинна витрата палива в дизелях не повинна перевищувати значення, що визначається точкою 3, так як при більш високих витратах дизель перегрівається та димить, що неприпустимо.

3.РЕГУЛЮВАЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ: ВИЗНАЧЕННЯ, МЕТА І УМОВИ ОТРИМАННЯ, АНАЛІЗ.

Регулювальні характеристики

Графіки, що відображають залежність потужності та економічності двигуна від коефіцієнта надлишку повітря (складу суміші), кута випередження запалення або упорскування, температури олії та води та інших регульованих факторів, що характеризують режим роботи двигуна, називаються регулювальними характеристиками. Ці характеристики служать виявлення найвигідніших умов роботи двигуна залежно від зазначених чинників та оцінки ступеня досконалості його регулювань.

Регулювальні характеристики зазвичай знімають раніше за основні характеристики двигуна. Найчастіше знімаються регулювальні характеристики з витрат палива (або за складом суміші), що показують зміну потужності та питомої витрати палива в залежності від годинної витрати палива при постійній частоті обертання колінчастого валу та оптимальному куті випередження запалення (або упорскування).

Рис.39. Регулювальна характеристика карбюраторного двигуна за складом суміші.

На наведеній характеристиці карбюраторного двигуна з витрат палива видно дві екстремальні точки: одна відповідає максимальній потужності, інша - мінімальній питомій витраті палива. Максимальна потужність досягається при певному часовому витраті палива, коли карбюратор відрегульований на збагачену суміш. При подальшому збагаченні горючої суміші потужність зменшується внаслідок зменшення швидкості згоряння. Мінімальна питома витрата палива має місце при часовому витраті, що відповідає регулюванню карбюратора на збіднену суміш. Ще більше збіднення суміші зменшує швидкість згоряння, робота двигуна стає нестійкою і супроводжується падінням потужності та погіршенням економічності.

При експлуатації карбюратор регулюють такий склад суміші, щоб витрата палива знаходився в інтервалі значень, при яких мають місце і .

Мал. 40. Регулювальна характеристика карбюраторного двигуна за кутом випередження запалювання.

З наведеної характеристики карбюраторного двигуна по кутку випередження запалення видно, що з його збільшенням до потужності двигуна підвищується, а питома витрата палива зменшується. Найвигідніший кут випередження запалення не залишається постійним і залежить від режиму роботи двигуна, складу суміші та інших факторів.

Контрольні питання:

1. Які умови отримання швидкісних показників?

2. Які характерні частоти обертання колінчастого валу на швидкісній характеристиці?

3. У чому мета отримання швидкісної характеристики?

4. Якими є умови отримання навантажувальних характеристик?

5. У чому мета одержання навантажувальних характеристик?

6. Які характеристики називають регулювальними?

7. Якими є умови зняття регулювальних характеристик?

8. Як на регулювальних характеристиках визначаються , , ?

Лекція9

Сторінка 1



Зовнішня швидкісна характеристика дозволяє провести аналіз і дати оцінку потужних, економічних, динамічних та експлуатаційних показників при роботі двигуна з повним навантаженням.

Зовнішня швидкісна характеристика Ne f (п) карбюраторного двигуна представлена ​​на фіг. Абсолютна зовнішня швидкісна характеристика карбюраторних двигунів принципово нічим не відрізняється від зовнішньої швидкісної характеристики, двигун може працювати на обох характеристиках без будь-яких шкідливих наслідків.

Зовнішня швидкісна характеристика дизельного двигуна (рис. 263 б) знімається при нерухомій рейці паливного насоса, що забезпечує максимальну подачу палива на певному швидкісному режимі, бездимній роботі і найвигіднішому куті випередження упорскування палива.

За зовнішньою швидкісною характеристикою карбюраторного двигуна (рис. 3.266) досліджують характер протікання кривих. Найбільший інтерес становлять криві ефективної потужності та крутного моменту.

Для отримання зовнішньої швидкісної характеристики Дизелів необхідно скористатися формулою (1) і з'ясувати залежність параметрів, що входять до цієї формули, від числа оборотів.


Таке протікання зовнішніх швидкісних характеристик потужності двигуна є типовим всім автомобільних, мотоциклетних і тракторних двигунів. Відповідно до цього характер кривої ефективної потужності та точка її максимуму залежать від того, як із зростанням числа оборотів змінюються інтенсивності: зменшення вагового наповнення двигуна; скорочення теплових втрат; зростання насосних та механічних втрат.

РОЗРАХУНОВО-ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

З дисципліни «Влаштування та експлуатація автомобільного рухомого складу»

На тему: «Тягі розрахунки автомобільного рухомого складу»

Виконавець: Дроздов П.А. студент 3 курсу, група ГТб-09

Керівник: Питалев І.А. старший викладач, доцент

Робота захищена «__» ______ 20__ р. з оцінкою _____________.___________

Магнітогорськ, 2012


Вступ. 3

1. Вихідні дані. 4

2. Виконання розрахунково-графічної роботи.

2.1. Швидкісна динаміка. 6

2.2. Потужний баланс. 8

2.3. Швидкісна характеристика автомобіля. 12

2.4. Динамічна характеристика. 14

2.5. Прискорення автомобіля та час розгону. 16

Висновок. 21

Використана література. 22

Вступ

Ефективна експлуатація промислового транспорту можлива лише за наявності теоретичного аналізу експлуатаційних засобів автомобіля та спеціалізованого рухомого складу. Умовою підвищення продуктивності та зниження собівартості при використанні автомобілів у різних кліматичних, навантажувальних та дорожніх умовахє об'єктивно обґрунтована технологія та організація транспортного процесу. Тому перед студентами ставиться завдання навчитися проводити аналіз властивостей різних за типами автомобілів за допомогою таблиць, рівнянь, графіків та раціонально застосовувати їх у практиці експлуатації рухомого складу.

Основна мета роботи з автотранспортним засобамта двигунам полягає у вдосконаленні методів самостійної роботи, покращення знань, отриманих під час лекцій. Значення даної роботи дозволить у подальшому систематизувати експлуатаційні спостереження для розробки пропозицій щодо вдосконалення конструкції автомобілів, планування та організації перевезень.

Початкові дані

Марка машини: Камаз-6350

Тип дорожнього покриття: ґрунтова

Напрямок та значення ухилу: підйом 55 ‰

Таблиця 1.1

Технічна характеристика

Найменування параметру Одиниці виміру Показник
1. Власна маса автомобіля
на передню вісь кг
на візок
2. Вантажопідйомність кг
3. Повна маса автомобіля
на передню вісь кг
на візок
4. габаритні розміри: довжина
ширина мм
висота
5. Колія коліс: передніх мм
задніх мм
6. Максимальна швидкість руху км/год
7. Контрольна витрата палива при русі зі швидкістю 40 км/год л/100 км
8. Гальмівний шлях зі швидкості 40 км/год не більше м
9. Запас ходу з контрольної витрати палива км
10. Радіус повороту по осі сліду зовнішнього переднього колеса м
11. Зовнішній габаритний радіус повороту м
12. Найменший дорожній просвіт: під передньою віссю мм
під задньою віссю
13. Передній / задній кути звису град
14. Розмір шин м
15. Кількість коліс: на передній осі шт.
на задній осі
16. Тиск у шинах коліс: передніх кгс/см 2
задніх
17. Робочий об'єм двигуна л
18. Ступінь стиснення
19. Максимальна (номінальна) потужність двигуна кВт
20. Частота обертання колінчастого валу за максимальної потужності про/хв
21. Максимальний крутний момент кгс Н (Н м)
Найменування параметру Одиниця виміру Показник
22. Частота обертання колінчастого валу при максимальному моменті, що крутить. про/хв 1800 – 2000
23. Передавальні числа коробки 1-6,17; 2-3,4;
3-1,79; 4-1,00;
5-0,78; З.Х.-6,60
головної передачі 8,05
24. Кількість карданних передач шт.
25. Коефіцієнт опору коченню коліс 0,03

Виконання розрахунково-графічної роботи

Зовнішня швидкісна характеристика двигуна

Зовнішня швидкісна характеристика двигуна є залежністю від частоти обертання колінчастого валу. наступних параметрів:

· Потужності;

· крутного моменту;

· Питомої витрати палива;

· Годинної витрати палива.

Характеристика будується за умови повної подачі палива у двигун.

Для розрахунку та побудови характеристики необхідно знати такі вихідні дані:

· Номінальна потужність двигуна;

· Частота обертання колінчастого валу при номінальній потужності двигуна;

· Максимальний крутний момент;

· Частота обертання колінчастого валу при максимальному крутному моменті.

Залежність потужності двигуна від частоти обертання колінчастого валу можна подати у вигляді математичного виразу:

де N max – максимальна потужність двигуна, Вт;

Відношення частоти обертання валу двигуна до частоти обертання, зі-

відповідної максимальної потужності n max. Рекомендується значно-

ня прийняти рівними 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2.

a,b,c – емпіричні коефіцієнти, які слід приймати для

контрольного двигуна виходячи з табл. 2.1 /1/.

На підставі наведеного виразу (2.1) визначаються моменти, що крутять, на валу двигуна для розглянутих значень числа оборотів:

де - крутний момент на валу двигуна, Вт;

Потужність двигуна, Вт;

Число оборотів валу двигуна, що відповідає цій потужності, про/с.

Годинна витрата палива залежить від робочого об'єму двигуна та від кількості обертів валу. Загалом для чотиритактного двигуна:

де G год – годинна витрата палива, кг/год;

Р 0 - Середній тиск у двигуні, кг/см 2 ;

V h - Робочий об'єм двигуна, см 3;

R повіт - газова стала повітря, R повіт = 8,31 Дж/моль К;

Т 0 – температура газів у циліндрі, К;

Коефіцієнт наповнення двигуна;

Число оборотів валу двигуна, що відповідає цій потужності, про/с;

Коефіцієнт надлишку палива;

Вагова кількість повітря.

Для чотиритактних дизельних двигунівтиск і температура мало залежать від ступеня стиснення, тому рекомендується в розрахунках приймати Р0 = 0,85 кгс/см2; Т0 = 700С.

Коефіцієнт наповнення двигуна залежить від навантаження на двигун і кількості обертів колінчастого валу. Для різних двигунів його можна визначити за різними графіками та таблицями. /1/

Значення числа оборотів у розрахунку приймати самі, що й у формулі (2.2). Відношення: рекомендується приймати для карбюраторних двигунів 1:15, дизельних 1:14,5.

Питома витрата палива характеризує ефективність використання палива у двигуні:

Результати розрахунків зовнішньої швидкісної характеристики двигуна слід звести до табл. 2.1. Залежність потужності, моменту та витрат палива від частоти обертання колінчастого валю побудувати у графічній формі.

Приклад розрахунку:

Таблиця 2.1

Результати швидкісної характеристики

Параметр Одиниця виміру
Частота обертання колінчастого валу про/с 7,33 14,66 29,3 36,6
Потужність двигуна кВт 42,31 103,83 170,7 229,04 264,7
Обертаючий момент Н м 918,83 1127,36 1235,54 1243,36 1150,83 957,95
Годинна витрата палива кг/год 25,54 51,08 76,62 102,16 127,7 153,24
Питома витрата палива г/Вт год 0,6 0,49 0,448 0,446 0,48 0,578

Зовнішня швидкісна характеристика двигуна





Висновок: в результаті розрахунків було отримано, що максимальна потужність дорівнює 264,7 кВт досягається при 44 об/с колінчастого валу при витраті витрат палива в кількості 153,24 кг/год; мінімальна питома витрата палива досягається при 7,33, 14,66,22 об/с колінчастого валу; максимальний момент, що крутить, досягається при 22 об/с колінчастого валу.

Потужний баланс

Потужність, що розвивається двигуном, витрачається на подолання внутрішніх і зовнішніх опорів руху. Запас потужності розраховується графоаналітичним способом. Для його визначення необхідно обчислити такі складові балансу потужності: втрати потужності в трансмісії і на привід допоміжних агрегатівдвигуна, на опір коченню коліс автомобіля, на підйом дороги, на опір повітря.

У загальному вигляді потужний баланс автомобіля можна представити у вигляді:

де N f - потужність, що витрачається на подолання опору коченню

де f - коефіцієнт опору коченню, що приймається з табл. 2.6 /1/;

G a – повна масаавтомобіля, кг;

Кут поздовжнього нахилу дороги, град;

V a – швидкість руху автомобіля, км/год.

При швидкості більше 50 км/год коефіцієнт f визначається за такою формулою:

Для автомобіля з причепом приймається коефіцієнт поправки – 1,08.

N w – потужність, що витрачається на подолання опору повітря:

k – коефіцієнт опору повітряного середовища, що приймається для важких

вантажівок 0,64 – 0,74 Н з 2/м 4 , для середніх 0,54 – 0,69 Н із 2 /м 4 , для автобу-

сов 0,24 - 0,49 Н з 2 / м 4 для легкових автомобілів 0,15 - 0,29 Н з 2 / м 4 .

Для автомобілів з причепом приймається коефіцієнт поправки – 1,32.

F – лобова площа автомобіля, м2; визначається за формулою:

де В і H - ширина та висота автомобіля, м.

Na – потужність, що витрачається на подолання опору підйому:

N j - потужність, що витрачається на подолання інерції:

Коефіцієнт інерції приблизно може бути визначений за формулою:

а - умовний коефіцієнт, для легкових автомобілів а = 0,03-0,05; для вантажівок та автобусів а = 0,05-0,07;

i k – передавальне числокоробки передач;

g - прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с2;

j a – прискорення автомобіля, залежно від марки автомобіля

в межах 0,3-1 м/с 2;

Вважаємо, що рух відбувається рівномірно, без зміни швидкості, тому Nj = 0.

Коефіцієнт корисної дії трансмісії: з одинарною головною

передачею 0,85-0,9; з подвійною чи черв'ячною – 0,80-0,85.

Потужний баланс та його складові розраховуються для значень швидкості автомобіля Va, що відповідають частотам обертання колінчастого валу при визначенні швидкісної характеристики двигуна.

де - Радіус колеса, м;

i 0 - передатне число головної передачі;

i кп – передавальне число колісної передачі, за відсутності колісної пере-

дачі i кп = 1;

i р – передавальне число роздавальної коробки, За її відсутності i р =1.

Результати розрахунків балансу потужності занести в табл. 2.2 та побудувати залежності потужнісного балансу у функції швидкості руху транспортного засобу.

Приклад розрахунку:

Таблиця 2.2

Потужний баланс

Параметр Одиниці виміру Показники за розрахунковими точками
1 передача
Va км/год 1,06 2,12 3,18 4,25 5,31 6,37
Nf кВт 1,95 3,91 5,87 7,82 9,78 11,74
Nw кВт 0,09 0,76 2,57 6,11 11,94 20,63
Na кВт 3,59 7,18 11,77 14,36 17,95 21,55
Ne кВт 23,01 46,69 71,73 98,79 128,55 161,68
кВт 19,3 57,13 98,96 130,25 136,44 103,02
2 передача
Va км/год 1,62 3,24 4,86 6,48 8,1 9,72
Nf кВт 2,98 5,97 8,95 11,94 14,92 17,91
Nw кВт 0,33 2,71 9,15 21,7 42,39 73,25
Na кВт 5,47 10,95 16,37 21,91 27,39 32,87
Ne кВт 23,81 50,02 81,02 119,2 166,96 226,68
кВт 18,49 53,81 89,67 109,83 98,03 38,01
3 передача
Va км/год 2,56 4,53 6,8 9,07 11,34 13,61
Nf кВт 4,17 8,35 12,53 16,71 20,89 25,06
Nw кВт 0,92 7,43 25,09 59,49 116,2 200,79
Na кВт 7,66 15,33 30,67 38,33
Ne кВт 27,92 62,4 110,01 177,3 270,85 397,2
кВт 14,39 41,43 60,68 51,73 -5,85 -132,5
4 передача
Va км/год 3,1 6,21 9,32 12,42 15,53 18,64
Nf кВт 5,72 11,44 17,16 22,88 28,6 34,32
Nw кВт 2,38 19,09 64,44 152,76 298,36 515,57
Na кВт 10,5 31,5 52,5
Ne кВт 35,58 88,01 174,14 310,82 514,89 803,2
кВт 6,73 15,82 -3,44 -81,77 -249,89 -538,5
5 передача
Va км/год 4,2 8,41 12,61 16,82 21,03 25,23
Nf кВт 7,74 15,49 23,23 90,98 38,72 46,47
Nw кВт 5,92 47,37 159,89 379,01 740,26 1279,1
Na кВт 14,21 28,42 42,64 56,85 71,07 85,28
Ne кВт 48,55 138,9 312,86 612,23 1078,81 1754,41
кВт
Ng кВт

6 передача
Va км/год
Nf кВт
Nw кВт
Na кВт
Ne кВт
кВт
Ng кВт
7 передача
Va км/год
Nf кВт
Nw кВт
Na кВт
Ne кВт
кВт
Ng кВт
8 передача
Va км/год
Nf кВт
Nw кВт
Na кВт
Ne кВт
кВт
Ng кВт

Потужний баланс автомобіля

(Для 1 передачі)


Потужний баланс автомобіля

(Для 5 передачі)

Висновок: в результаті розрахунку отримано, що максимальна швидкістьруху складає 16,02 км/год для першої передачі та 126,74 км/год для п'ятої передачі.

Поділіться з друзями або збережіть для себе:

Завантаження...