Устройство автомобилей
Характеристики двигателей
Оценить мощностные и экономические возможности двигателя внутреннего сгорания при работе его в различных эксплуатационных условиях можно по техническим и технологическим характеристикам, получаемым в результате различных испытаний – стендовых, дорожных, полигонных, эксплуатационных и т. п.
Характеристикой двигателя называется зависимость основных показателей его работы (мощности, вращающего момента на выходном валу, расхода топлива) от одного из параметров режима работы (частоты вращения коленчатого вала, внешней нагрузки и т. п.). Характеристики двигателя определяют его эксплуатационные качества, уровень технического совершенства, правильность регулировок, а также его назначение.
Основные характеристики автомобильных двигателей определяются ГОСТ 14846-81 «Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний»:
скоростная характеристика – зависимость основных эффективных показателей работы двигателя от частоты вращения его коленчатого вала;
коэффициент приспособляемости – способность двигателя преодолевать кратковременные перегрузки;
нагрузочные характеристики – зависимости удельного и часового расхода топлива от мощности, развиваемой двигателем;
характеристика холостого хода – зависимость часового расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала при работе двигателя без нагрузки;
регулировочные характеристики – зависимость мощностных и экономических показателей работы от состава рабочей смеси, воспламеняемой в цилиндрах двигателя, угла опережения зажигания или впрыска, температуры двигателя и других регулируемых факторов.
Нагрузочная характеристика
Нагрузочной характеристикой называется изменение часового и удельного расхода топлива в зависимости от величины нагрузки. Работа на режимах нагрузочной характеристики наиболее характерна для двигателей, которые используются для привода электрических агрегатов, насосов, компрессоров, тракторов. В частности, нагрузочная характеристика имитирует работу двигателя на автомобиле, при его движении с постоянной скоростью на одной из передач в условиях переменного сопротивления со стороны дороги.
Цель получения нагрузочной характеристики – определение топливной экономичности двигателя.
Условия получения нагрузочной характеристики:
- независимая переменная величина – нагрузка на двигатель (так как с увеличением нагрузки для ее преодоления двигатель должен увеличивать мощность Nе , среднее эффективное давление ре и крутящий момент Мк , то нагрузку выражают в процентах относительно одного из этих параметров;
- постоянная величина – частота вращения коленчатого вала;
- зависимые переменные величины – удельный расход топлива gе и часовой расход топлива Gt .
Скоростная характеристика
Скоростная характеристика двигателя представляет собой зависимость основных эффективных показателей его работы (эффективная мощность, вращающий момент на выходном валу, удельный и часовой расход топлива) от частоты вращения коленчатого вала при постоянной подаче топлива в цилиндры в установившемся тепловом режиме.
Различают внешнюю и частичные скоростные характеристики.
Скоростная характеристика, полученная при полной подаче топлива (полностью открытой дроссельной заслонке или соответствующем положении рейки топливного насоса дизеля) и при углах опережения зажигания или начала впрыскивания топлива по техническим условиям на двигатель, называется внешней скоростной характеристикой двигателя .
Внешняя скоростная характеристика позволяет определить максимальные мощностные показатели двигателя и оценить его экономичность при полных нагрузках.
Характеристики, соответствующие постоянным промежуточным положениям дроссельной заслонки или рейки топливного насоса, называются частичными скоростными характеристиками двигателя . Иными словами, любая характеристика, полученная при неполном открытии регулирующего органа двигателя, называется частичной скоростной характеристикой.
Скоростную характеристику реального двигателя строят по результатам стендовых испытаний.
Вал работающего двигателя нагружают с помощью тормоза, обеспечивая фиксирование частоты вращения от минимально устойчивой до максимально допустимой. При этом на каждой частоте замеряют тормозной момент Мт в (Н×м) и часовой расход топлива в кг/ч.
По результатам испытаний строят кривые зависимости эффективного вращающего момента и часового расхода топлива от частоты вращения вала двигателя.
Затем, используя формулы:
находят эффективную мощность и удельный расход топлива, после чего отображают их графические зависимости.
В зависимости от укомплектованности двигателя вспомогательными устройствами и оборудованием определяют мощность нетто (полная комплектация) или мощность брутто (неполная комплектация).
Различают следующие характерные частоты вращения коленчатого вала:
- минимальная частота вращения, при которой возможна устойчивая работа двигателя при полной подаче топлива;
- частота вращения, соответствующая наибольшему вращающему моменту;
- частота вращения, соответствующая наибольшей мощности двигателя;
- наибольшая возможная частота вращения коленчатого вала, устанавливаемая ограничителем частоты вращения.
Характеристика холостого хода является частным случаем скоростной характеристики двигателя.
Внешнюю скоростную характеристику вновь проектируемого двигателя можно построить по эмпирическим зависимостям, где максимальная мощность и соответствующие ей удельный расход топлива и частота вращения берутся из данных теплового расчета двигателя при его конструировании.
Приемистость и приспособляемость двигателя
Способность двигателя с ростом частоты вращения коленчатого вала наращивать мощность называется его приемистостью .
Приемистость двигателя непосредственно влияет на приемистость автомобиля, т. е. его способности ускоряться и разгоняться. Скоростная характеристика во многом отражает степень приемистости двигателя: чем круче кривая Nе , тем приемистость двигателя больше.
Если сравнить скоростные характеристики карбюраторного двигателя и дизеля, то можно заметить, что кривая мощности Nе у дизеля круче, т. е. дизель обладает большей приемистостью.
Способность двигателя с ростом внешней нагрузки сохранять частоту вращения коленчатого вала называется его приспособляемостью (самоприспособляемостью или эластичностью).
Например, затяжной подъем один из автомобилей может преодолеть без переключения КПП на пониженную передачу, а другой при таких же условиях заглохнет. Следовательно, в первом случае приспособляемость двигателя автомобиля выше, чем во втором.
Приспособляемость автомобиля к изменению внешней нагрузки оценивается коэффициентом приспособляемости (коэффициентом самоприспособляемости). Чем больше значение этого коэффициента, тем лучше приспособляемость автомобиля к увеличению внешней нагрузки.
Устойчивость режима автомобильного двигателя к увеличению внешней нагрузки оценивают по запасу крутящего момента, который определяется отношением максимального крутящего момента Мкmax к крутящему моменту Мкном , развиваемому двигателем на номинальном режиме; это отношение и называют коэффициентом приспособляемости k .
Коэффициент приспособляемости k , характеризующий приспособляемость двигателя к изменению внешней нагрузки, может быть определен по формуле:
В бензиновых двигателях средний коэффициент приспособляемости k = 1,25. 1,35, в дизельных k = 1,05. 1,2.
Поскольку коэффициент приспособляемости характеризует способность двигателя преодолевать кратковременные перегрузки без переключения передач, можно сделать вывод, что дизельные двигатели переносят изменение внешней нагрузки хуже, чем карбюраторные. Чтобы преодолеть этот недостаток дизелей увеличивают размеры цилиндров, что приводит к увеличению крутящего момента, а также применяют всережимные регуляторы частоты вращения коленчатого вала.
Источник статьи: http://k-a-t.ru/PM.01_mdk.01.01/4_dvs_ispytanie_obkatka3/index.shtml
Эксплуатационные показатели двигателя
Эксплуатационные показатели двигателя дают практически полное представление о «характере» двигателя и его «возможностях».
К таким показателям относятся мощность и крутящий момент.
Эти показатели зависят от оборотов двигателя, поэтому их легко представить в графическом виде.
Мощность двигателя – величина, показывающая какую работу он совершает за единицу времени.
Мощность измеряется в кВт или л.с. (h.p.)
1 л.с. = 1 кВт х 0,74
1 кВт = 1 л.с. х 1,36
Чем выше обороты двигателя, тем больше происходит циклов сгорания за единицу времени. Мощность становится больше!
Чаще всего двигатель характеризуют значением максимальной мощности с указанием оборотов двигателя, при которых эта мощность развивается.
Например, 85 кВт при 5700 об/мин
Одна лошадиная сила соответствует перемещению груза массой 75 кг на расстояние 1 м за 1 секунду.
После достижения максимального значения мощность начинает падать. Это происходит вследствие значительного повышения механических и аэродинамических потерь.
Крутящий момент определяет силу тяги. Чем он больше, тем лучше разгонная динамика автомобиля. Максимальный крутящий момент двигатель развивает при определённых оборотах.
Момент – это сила, умноженная на плечо!
Крутящий момент измеряется в Нм (Nm)
Откуда берется крутящий момент:
Сгорает топливо (Т↑) (температура растет)
Газ (смесь) расширяется (Р↑) (растет давление)
Газ давит на поршень F=(P х S) (сила = давление х площадь поршня)
Поршень через шатун давит на шатунную шейку, и на коленчатом валу возникает крутящий момент (Мкр=FхR) (момент = сила х радиус кривошипа)
Увеличивая давление газов, ход поршня или диаметр цилиндра, можно увеличить крутящий момент.
Зная мощность при определённых оборотах, можно вычислить крутящий момент на этих оборотах!
Мощность и крутящий момент связаны следующей зависимостью.
На рисунке изображена зависимость мощности и крутящего момента от частоты вращения коленвала. Эти характеристики разные у разных двигателей, но, как правило, максимальный момент развивается при частоте вращения 3000 – 4000 об/мин. Для того чтобы обеспечить быстрый разгон, нужно поддерживать максимальный крутящий момент при трогании и переключении передач.
Максимальный момент двигателя ограничивается многими параметрами (вес автомобиля, коэффициент сцепления между колесом и дорожным покрытием…). Избыточный момент не позволит нормально эксплуатировать автомобиль (он просто будет часто буксовать на месте и легко «уходить» в занос). В задачу конструкторов входит получение больших моментов от двигателей меньшего объема и получение лучшей характеристики двигателя, то есть чтобы двигатель имел хорошие показатели уже на малых частотах вращения коленвала.
Более пологая характеристика момента позволяет поддерживать момент в широком диапазоне частот вращения, что сглаживает ошибки водителя при переключении передач и уменьшает необходимость их частого переключения, повышая комфортность вождения. Момент определяет динамику автомобиля, а мощность определяет максимальную скорость движения.
Мощность продает автомобиль, а момент выигрывает гонки!
Мощность продает автомобиль, а момент всю жизнь его возит!
Источник статьи: http://salecar.pro/ekspluatacionnye_pokazateli_dvs/
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Эксплуатационное свойство — двигатель
Эксплуатационные свойства двигателей определяются их энергетическими показателями, расходами на эксплуатацию и надежностью. При выборе электродвигателей необходимо, чтобы их электромеханические свойства соответствовали характеристикам и технологическим требованиям производственных механизмов. К электромеханическим свойствам относятся механические характеристики двигателей в различных режимах работы, а также пусковые и тормозные свойства двигателей. [2]
Эксплуатационные свойства двигателей определяются их энергетическими показателями, расходами на эксплуатацию и надежностью. [3]
Эксплуатационные свойства двигателей определяются их энергетическими показателями ( КПД и коэффициентом мощности), расходами на эксплуатацию и надежностью. [4]
Эксплуатационные свойства двигателя характеризуются зависимостями между изменением отдельных его величин, которые даются в виде кривых, называемых характеристиками двигателя. [5]
Эксплуатационные свойства двигателей определяются и энергетическими показателями ( КПД и коэффициентом моц ности), расходами на эксплуатацию и надежностью. [6]
Повышение напряжения сверх номинального в общем улучшает эксплуатационные свойства двигателя , однако излишнее повышение может привести к перегреву стали статора и преждевременному износу изоляции обмоток двигателя. [7]
Повышение напряжения сверх номинального в общем улучшает эксплуатационные свойства двигателя , однако излишнее повышение напряжения может привести к перегреву стали статора и преждевременному износу изоляции обмоток двигателя. [8]
Повышение напряжения сверх номинального в общем улучшает эксплуатационные свойства двигателя , однако излишнее повышение напряжения может привести к перегреву стали статора и Преждевременному износу изоляции обмоток двигателя. [9]
Ряд последующих длительных стендовых и летных испытаний позволяет выявить надежность и эксплуатационные свойства двигателя до его серийного выпуска. [10]
Скоростная характеристика топливной системы, как зависимость цикловой подачи топлива от числа оборотов или числа подач в мин при постоянном положении регулирующего органа, существенно влияет на эксплуатационные свойства двигателей . [11]
Рабочие характеристики двигателей представляют собой зависимости основных параметров от тока якоря / Л ( или Р2) при ( 7 const и / в const. Они определяют эксплуатационные свойства двигателей . [12]
Для герметизации картеров двухтактных двигателей применяются формуемые на месте прокладки. Картеры, изготовленные из литого алюминия, состоят из двух частей, прикрепленных друг к другу. Хотя их поверхности близко подогнаны, но незначительные протечки масла в камеру все же возможны и могут серьезно повлиять на эксплуатационные свойства двигателя . Для этой цели применяют силиконовые клей-герметики. Двигатели гоночных автомобилей могут эксплуатироваться через час после нанесения герметика. Клей-герметики применяются также для заделки — окон, дверных рам автомобилей, в измерительных устройствах и в других узлах, подверженных протечкам воды. [13]
Источник статьи: http://www.ngpedia.ru/id413355p1.html
