§ 3. Нагрузочные характеристики

В эксплуатации двигатели работают в режимах частичных нагру- зок. Для оценки экономичности данного двигателя снимают нагрузочные характеристики, показывающие изменение расходов топлива в зависи- мости от нагрузки. За величины, характеризующие нагрузку двигателя, принимают эффективную мощность, крутящий момент или среднее эф- фективное давление.

Характеристику снимают при постоянной частоте вращения колен- чатого вала с последовательным увеличением подачи топлива, начиная с режима холостого хода и до нагрузок, соответствующих полной по- даче. Для полноты суждения об экономичности двигателя необходимы несколько нагрузочных характеристик, из которых каждая соответству- ет выбранной постоянной частоте вращения.

Большинство зависимостей G_T~f(P_e) на нагрузочных характерис- тиках протекает прямолинейно почти на всем диапазоне нагрузок, за исключением близких к полным.

У карбюраторных двигателей наблюдается более крутой подъем кривых ge=f(Pe)и G_T=f(P_e), что объясняется значительным обогаще- нием горючей смеси экономайзером карбюратора.

При малых нагрузках удельный расход топлива возрастает из-за ухудшения наполнения, увеличения коэффициента остаточных газов и снижения механического к. п. д. двигателя. На рисунке 201 в качестве примера приведена нагрузочная характеристика двигателя ЯМЗ-240Б, снятая при номинальной частоте вращения п = 1900 об/мин.

18» 275

§ 4. Регулировочные характеристики

Регулировочные характерис- тики определяют зависимость мощностных и экономических по- казателей двигателя от расхода топлива, угла опережения за- жигания или угла опережения впрыска и других регулируе- мых параметров. Значение ре- гулируемого параметра называ- ется оптимальным, если оно соответствует наивыгоднейшим условиям раооты двигателя по мощности и экономичности. Регу- лировочные характеристики снимаются при полных и частичных на- грузках.

Регулировочные характеристики по расходу топлива показывают изменение мощности и удельного расхода топлива в зависимости от рас- хода топлива.

Регулировочная характеристика по расходу топлива карбюратор- ного двигателя (рис. 202, а) снимается при постоянной частоте враще- ния коленчатого вала, полностью открытой дроссельной заслонке и оптимальном угле опережения зажигания. Количество подаваемого топ- лива регулируют, изменяя сечение калиброванного отверстия топливно- го жиклера. Характеристика имеет две характерные точки: на кривой N_e=f(G_T) точка А максимальной мощности Ломаке и точка а минималь- ного удельного расхода топлива gemxa на кривой g_e=/(G_T).

Оптимальная регулировка карбюратора по расходу топлива G_T.₀nT— между абсциссами точек Ломаке и g_eMин-

Рис. 202. Регулировочные характеристики:

9° а — по расходу топлива карбюраторного двигатель.

б—по расходу топлива дизеля; в—по углу опере» жеиия зажигания; г— по установочному углу опере- жения впрыска.

Регулировочную характеристику по расходу топлива дизеля (рис. 202,6) снимают при постоянной частоте вращения вала и опти- мальном угле опережения впрыска топлива. Количество подаваемого топлива изменяют передвижением рейки топливного насоса в сторону

увеличения подачи. Так как частота вращения вала двигателя остается постоянной, то для каждого опыта уменьшается коэффициент избытка воздуха и возрастает мощность.

Отметим на кривой N_e=f(G_т) точки А и В. В точке В мощность двигателя N'_e соответствует минимальному удельному расходу топлива ge мин- По мере увеличения подачи топлива значение коэффициента из- бытка воздуха уменьшается и наступает момент, когда двигатель из-за неполного сгорания начинает работать с дымным выпуском (точка А). Начало дымления двигателя соответствует мощности N"_e.

Вследствие того, что дизель работает с большим коэффициентом избытка воздуха, увеличение подачи топлива за пределами точки А даст некоторое повышение мощности. Однако при этом двигатель рабо- тает с увеличенным удельным расходом топлива и высокой температу- рой отработавших газов. Эта работа сопровождается нагарообразова- нием и может вызвать закоксовывание поршневых колец. Поэтому оп- тимальная регулировка G_T._onт должна лежать в пределах G'_T — G"_r

Характеристика по углу опережения зажигания (карбюраторный двигатель) отражает зависимость мощности и удельного расхода топ- лива от угла опережения зажигания при G_T=const.

На рисунке 202, в по оси абсцисс отложены значения угла опереже- ния зажигания а по оси ординат — значение эффективной мощности N_e и удельного расхода топлива g_e. Характеристику снимают при посто- янной частоте вращения, полностью открытой дроссельной заслонке и принятой регулировке карбюратора. Опыты заключаются в определении показателей N_e и g_e для различных значений угла опережения зажига- ния 0°, получаемых последовательным поворотом прерывателя от одно- го крайнего положения — позднего или раннего зажигания — к другому. Пределом увеличения угла опережения зажигания может явиться дето- нация двигателя, вызывающая падение мощности и увеличение удельно- го расхода топлива. Интервалы изменения угла 0° для каждого опыта составляют 3—5°. Наивыгоднейший угол опережения зажигания опре- деляется оптимальными значениями максимальной мощности Ломаке и минимального удельного расхода топлива g_e мин (точки а, б).

У двигателей, снабженных регулятором для автоматического изме- нения угла опережения зажигания, последовательно снимают несколько характеристик. Это позволяет определить пределы изменения угла опе- режения зажигания для заданного диапазона частот вращения и нагру- зок и проверить установку и действие регулятора опережения зажи- гания.

Регулировочная характеристика по установочному углу опережения впрыска топлива (дизель) отражает зависимость эффективной мощнос- ти N_e и удельного расхода топлива g_e от угла начала подачи топлива 0° при расходе топлива G_T=const (рис. 202,г).

Характеристику снимают при работе на постоянной частоте вра- щения, принятом расходе топлива и других оптимальных регулировках. Рейку топливного насоса закрепляют в положении начала включения корректора подачи топлива, для изменения угла опережения начала по- дачи топлива устанавливают муфту опережения. Последовательность снятия характеристики такая же, как и по углу опережения зажигания.