Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

НАГРУЗОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ

В двигателях с искровым зажиганием (ДзИЗ) изменение мощности достигаются в основном за счет изменение количества горючей смеси (изменением положения ДЗ), поступающей в цилиндры.

Состав смеси на режимах НХ теоретически должен оставляться экономическими α= α_эк при каждом значении N_e, за исключением режима полной нагрузки, когда возможности количественного регулирования будут исчерпаны. В этом случае обеспечение режима N_e= N_max возможно только при обогащении смеси до мощностного состава. В современных ДзИЗ с впрыскиванием бензина алгоритм обогащение заложен в памяти электронного блока управления: обогащение происходит в зависимости от расхода воздуха (или от уровня разрежения во впускном трубопроводе) с учетом положения ДЗ и скоростного режима двигателя. Необходимое обогащение смеси в карбюраторных двигателях реализуется при помощи экономайзера, эконостата или включением вторичной камеры карбюратора (в двухкамерных карбюраторах с последовательным включением камер).

Совместное изменение наполнения цилиндров и обеспечиваемых штатными системами реальных значений α и φ_о.з оказывает сложное воздействие на рабочий процесс и показатели двигателя. Характер изменения основных показателей двигателя определяется совместным влиянием изменения h_i и h_м. Величина h_i по НХ определяется составом смеси, h_v и значением УОЗ, а величина h_м практически зависит только от нагрузки двигателя, изменяясь от нуля на режиме ХХ до максимального значения на режиме N_emax.

При полном открытии ДЗ из-за химической неполноты сгорания (α<1) уменьшается h_i и увеличивается g_e, несмотря на максимальное значение h_м.

Прикрытие ДЗ переводит работу системы топливоподачи на обеспечение близкого к экономичному составу смеси (α=1,1….1,2), что повышает h_i. Минимальный удельный эффективный расход топлива определяется максимальной величиной произведения h_e=h_ih_м и соответствует, как правило, значению N_e =(0,8….0,9) N_emax.

Однако прикрытие ДЗ по ряду причин приводит к ухудшению условий воспламенения и сгорания горючей смеси. В результате этого α необходимо несколько уменьшить, что особенно важно на режимах малых нагрузок и холостого хода, где для обеспечения хорошей экономичности необходимо обогатить смесь до α=0,90…0,95. По этой же причине необходимо увеличивать УОЗ, чтобы компенсировать увеличение длительности первой фазы сгорания.

Ухудшение условий сгорания и обогащения смеси по мере прикрытия ДЗ приводят к некоторому уменьшению h_i, что увеличивает g_e. Но более сильное влияния на зависимость g_e=ʄ(N_e) оказывает изменение h_м. Мощность механических потерь незначительно изменяется с уменьшением N_e. Но вследствие уменьшения индикаторной мощности быстро снижается h_м, достигая нулевого значения на режиме холостого хода. Это приводит к интенсивному увеличению g_e с уменьшением нагрузки, так как все большая часть теплоты расходуется не на полезную работу, а на преодоление внутренних (механических) потерь, что указывает на нецелесообразность использования двигателя на режимах очень малых нагрузок.

В широком диапазоне нагрузок, в котором h_i и α изменяются в сравнительно узких диапазонах, G_в, h_v, давление во впускном трубопроводе p_k, а также G_T практически линейно связаны с N_e. Лишь в зоне вблизи полной нагрузки, когда фактически начинается качественно регулирование, линейный характер нарастания этих параметров с ростом N_e нарушается: темп нарастания G_T увеличивается, а интенсивность роста G_в и h_v, напротив, замедляется.

Характер изменения температуры ОГ (t_r) определяется количеством сжигаемой смеси и ее составом. С увеличением нагрузки возрастает масса заряда, приходящая на единицу площади поверхности цилиндра, что приводит к повышению t_r. При больших нагрузках (в зоне включения экономайзерных устройств) решающим фактором может оказаться обогащение смеси, что может привести к снижению t_r.

Содержание токсичных компонентов ОГ по нагрузочной характеристики определяется совместным влиянием α, h_v и φ_о.з.

Содержание СО в отработавших по нагрузочной характеристике газах определяется составом смеси: его содержание увеличивается как на полной нагрузке, так и на режимах малых нагрузок. Аналогичным образом изменяется содержание CH: на режиме полной нагрузки определяющим фактором является состав смеси, а на режимах малых нагрузок и ХХ – состав смеси и низкая скорость сгорания.

Максимальное содержание NO_x в ОГ, как правило, имеет место на режимах максимальной экономичности, предшествующих переходу на мощностной состав смеси. На режиме NO_x уменьшается из-за отсутствия избыточного кислорода, а на режимах малых нагрузок- из-за снижения максимальной температуры цикла вследствие разбавления смеси остаточными газами и снижения скорости сгорания. Но даже в том случае, если содержание CO и CH в отработавших газах на режиме холостого хода и полной нагрузки будет примерно одинаковым, в последнем случае их массовый выброс будет выше из-за больших расходов смеси.