Материал: 2409
Лабораторная работа №3
РЕГУЛИРОВОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО УГЛУ ОПЕРЕЖЕНИЯ ЗАЖИГАНИЯ
СЦели лабораторной работы: закрепление знаний по разделу «Характеристики дв гателя», сследование влияния угла опережения зажигания на мощность, эконом ческие и экологические показатели двигателя.
личныхЗадача: найти опт мальное значение угла опережения зажигания для различных реж мов работы двигателя.
Оборудован е оснащение: имитационная (виртуальная) экспериментальная установка по определению параметров работы двигателя на раз режбытьмах. 3.2. Введение
Регул ровочная характеристика карбюраторного (бензинового) двигателя по углу опережен я зажигания (УОЗ) устанавливает зависимость мощности и экономичности двигателя от угла опережения зажигания φоз,
которая может |
получена, если изменять φоз при постоянных частоте |
|
вращения, положении дроссельной заслонки и составе смеси (часовом |
||
расходе топлива) [23]. |
Д |
|
|
|
|
Такие характеристики используются: |
||
• для нахождения оптимальныхАзначений УОЗ на различных скоростных и |
||
нагрузочных режимах работы двигателя при заданной регулировке топли- |
||
воподающей системы; |
|
|
• дляопределенияпредельныхзначениймощностииэкономических показа- |
||
телей двигателя; |
|
И |
|
|
|
• для выбора регулировок автоматов управления УОЗ;
• для оценки требований к октановому числу топлива.
Как следует из анализа регулировочной характеристики, изображенной на рис. 3.1, изменение Nе и gе в зависимости от φоз имеет обратный характер, что объясняется постоянством величины Gт. По этой причине максимум мощности и минимум удельного расхода топлива достигают при одном и том же угле опережения зажигания, который называют оптимальным φопт. Его величина определяется периодом задержки воспламенения смеси топлива с воздухом, а также временем, отводимым на сгорание.
При оптимальном опережении зажигания использование теплоты оказывается наилучшим. Зажигание называют поздним, если φоз < φопт.
131
В этом случае сгорание происходит слишком поздно, на такте расширения, в результате уменьшается степень расширения и возрастают потери теплоты в систему охлаждения и с отработавшими газами. Чрезмерно позднее зажигание может привести к перегреву двигателя. При излишне большом угле φоз сгорание смеси начинается слишком рано, создаётся большое противодавление ходу поршня к ВМТ (раннее зажигание φоз > φопт), скорость нарастания и максимальное давление оказываются чрезмерно большими, двигатель перегружается газовыми силами.
В результате это пр водит к росту максимального давления и темпе-
ратуры ц кла, что влечет за собой увеличение потерь теплоты в систему |
|
чески |
|
охлажден я, на трен е в двигателе и с утечками газа через поршневые |
|
Скольца. увел чен ем φоз сильно возрастает образование окислов азота |
|
(NOx), углеводородов (CH) (несгоревшего топлива). Значение окиси угле- |
|
рода ( О) практ |
не изменяется. При полном открытии дроссельной |
бА |
|
заслонки раннее заж ган е может вызывать детонацию (взрывное сгора- |
|
ние топл ва). |
|
|
Д |
|
И |
Рис. 3.1. Регулировочная характеристика карбюраторного (бензинового) двигателя по углу опережения зажигания
132
С увеличением частоты вращения общая длительность сгорания возрастает, что требует соответствующего увеличения φопт. Затягивание (увеличение времени) процесса сгорания по мере уменьшения нагрузки при неизменной частоте вращения также требует увеличения φопт.
СПосле прогрева дв гателя, изменяя нагрузку тормозом, устанавливают необход мую частоту вращения коленчатого вала двигателя при определенном положен дросселя (чаще при полном его открытии). Затем уве-
3.3. Методика снятия регулировочных характеристик по углу опережения зажигания и по углу опережения впрыска топлива
нят е регул ровочной характеристики по углу опережения зажига-
личиваютвращенияугол опережен я зажигания до перебоев в его работе и небольшим уменьшен ем опережения до иваются устойчивой работы. При этом
ния осуществляют следующим образом.
гания и проведениюбАочередных подобных замеров. алее вновь уменьшают угол опережения зажигания и испытания продолжают до четкого выявления максимума мощности Ne и минимума удельного расхода ge. Необходимо учитывать, что чрезмерно большие углы опережения могут вызвать появление детонации (работа двигателя при этом не допускается),
проверяют частоту коленчатого вала и после достижения устойчивого опт мального теплового состояния двигателя производят по сигналу замеры показаний весовой головки тормоза P*, времени расхода t
опытного количества топлива (ΔGт или Vт), температуры охлаждающей
жидкости Tж, отработавших газов Тог.
После этого переходят к установке меньшего угла опережения зажи-
поэтому в процессе снятия этой характеристики следует особое внимание
обращать на работу двигателя. |
Д |
В современных бензиновых двигателях угол опережения зажигания |
|
устанавливается автоматически. Система изменения угла опережения за- |
|
жигания связана с датчиком детонации. При работе двигателя с детонаци- |
|
онным (взрывным) сгоранием бензина угол опережения зажигания авто-
матически уменьшается. |
И |
|
133
3.4. Методика снятия регулировочной характеристики карбюраторного двигателя по углу опережения зажигания с помощью программы «Моделирование лабораторного практикума по ДВС»
Лабораторная работа выполняется на IВМ-cовместимом компьютере в среде операционной системы Windows 3.1 и выше. Для проведения работы необходимо запустить программу «Моделирование лабораторного
практикума по |
». Для этого необходимо: |
|
1) |
выбрать тему 3; |
|
ДВС |
||
2) |
и |
|
помест ть курсор мыши на вы ор варианта, после этого нажать кнопку |
||
«Перейти к экспер менту»; |
||
|
бА |
|
3) |
нажать кнопку «Пуск и прогрев двигателя»; |
|
|
|
Д |
|
|
И |
134
4) нажать кнопку «Перейти к вводу n» и ввести значения частоты вращения коленчатого вала n = (0,6 – 0,8)nном и нажать кнопку перейти к испытаниям,
С |
|
|
далее следовать указан ям программы до тех пор, пока не будет заполне- |
||
на табл. 3.1. |
бА |
|
иПротокол испытаний |
Таблица 3.1 |
|
|
||
Д После окончания процесса снятия характеристикиИпо данным
табл. 3.1, а также по расчетным данным, полученным при использовании соответствующих формул, заполняется протокол испытаний. По данным протокола испытаний строится регулировочная характеристика карбюраторного двигателя по углу опережения зажигания. При этом обычно по оси абсцисс откладываются значения угла поворота коленчатого вала при рассматриваемой частоте вращения на полном дросселе, а по оси ординат значения эффективной мощности Nе , кВт, удельного qе, г/(кВт· ч), и часового Gт , кг/ч, расходов топлива.
135