WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 |
ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ • ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ • МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Лабораторные работы по теории автомобильных и тракторных двигателей для студентов 4 и 5 курсов специальностей 311300, 311900 дневной и заочной форм обучения Тамбов • Издательство ТГТУ • 2004 УДК 626.114 ББК 033-011 я 73-5 М41 Утверждено Редакционно-издательским советом университета Рецензент Кандидат технических наук, доцент В.Н. Грошев Составители:

В.М. Мелисаров, П.П. Беспалько М41 Характеристики автомобильных и тракторных двигателей: Лаб. работы / Сост.: В.М. Мелисаров, П.П. Беспалько. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. 24 с.

Даны лабораторные работы по дисциплине «Тракторы и автомобили».

Предназначены для студентов 4 и 5 курсов специальностей 311300 и 311900 дневной и заочной форм обучения.

УДК 626.114 ББК 033-011 я 73-5 © Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ), 2004 Учебное издание ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Лабораторные работы Составители: МЕЛИСАРОВ Валерий Михайлович, БЕСПАЛЬКО Павел Павлович Редактор В.Н. Митрофанова Инженер по компьютерному макетированию Т.А. Сынкова Подписано к печати 10.02.2004.

Формат 60 84/16. Гарнитура Times. Бумага газетная. Печать офсетная.

Объем: 1,4 усл. печ. л.; 1,3 уч.-изд. л.

Тираж 100 экз. С. 91 Издательско-полиграфический центр Тамбовского государственного технического университета 392000, Тамбов, ул. Советская, 106, к. 14 Общие методические указания ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 1 Пол в лаборатории должен быть сухим, рабочие места необходимо содержать в чистоте.

2 Включение оборудования производить в присутствии преподавателя.

3 Инструмент должен обеспечивать безопасную работу, быть штатным и исправным.

4 Работая с оборудованием нужно остерегаться травм.

5 В случае возникновения пожара необходимо применять только порошковые и углекислотные огнетушители.

После выполнения лабораторной работы необходимо составить отчет по следующей форме.

1 Наименование, цель и краткое содержание работы.

2 Схема прибора или кинематическая схема стенда (по указанию преподавателя).

3 Заключение по результатам работы.

Лабораторная работа РЕГУЛИРОВОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО УГЛУ ОПЕРЕЖЕНИЯ ЗАЖИГАНИЯ Цель работы: установить зависимость эффективной мощности, удельного расхода топлива и других показателей двигателя от угла опережения зажигания; определить максимальный угол опережения зажигания.

Оборудование: карбюраторный двигатель, плакаты, схемы.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1 Изучить принцип определения угла опережения зажигания и определить условия испытаний.

2 Подготовить двигатель для испытаний.

3 Произвести анализ характеристики.

4 Составить отчет о проделанной работе.

5 Ответить на контрольные вопросы.

Характеристику снимают при постоянной частоте вращения коленчатого вала и фиксированном положении дроссельной заслонки, а также при постоянном расходе топлива.

Угол опережения зажигания для каждого режима изменяют поворачиванием корпуса прерывателя – распределителя с помощью винтового регулировочного устройства.

Испытания двигателя необходимо производить на бензине, рекомендованном заводом производителем.

В связи с тем, что при чрезмерно ранних углах опережения зажигания возможно нарушение нормального процесса сгорания топлива в виде детонации (самовоспламенение последней части рабочего заряда, до которого фронт пламени от свечи доходит в последнюю очередь), испытания начинают с установки поздних углов опережения зажигания.

В первом опыте поворотом корпуса прерывателя-распределителя примерно определяют угол опережения зажигания, при котором наблюдается наибольшее показание весов тормоза. Затем поворотом корпуса прерывателя-распределителя уменьшают угол опережения зажигания до тех пор, пока усилие на весах тормоза не снизиться на 10…15 %. После чего проводят измерения.

Второй и последующие опыты проводят после увеличения угла опережения зажигания примерно на 5° поворотом коленчатого вала (п.к.в).

Заданная частота вращения коленчатого вала поддерживается изменением нагрузки тормоза. Последний опыт проводят при угле опережения зажигания, соответствующем уменьшению усилия на тормозе примерно на 5…10 % от максимального значения.

При работе двигателя на ранних углах опережения зажигания возможно появление детонации. В этом случае в протоколе и на графике регулировочной характеристике отмечают начало возникновения стуков двигателя.

При работе двигателя с интенсивными стуками опыты следует прекратить.

По результатам испытаний строят регулировочную характеристику по углу опережения зажигания (рис. 1) Ne, Gt, ge = f (з).

Анализ характеристики Характеристика снимается при постоянном расходе топлива, поэтому величина удельного расхода топлива обратно пропорциональна эффективной мощности Gт ge = = const, Ne Ne т.е. экстремальные значения мощности и удельного расхода топлива обеспечиваются при одном и том же оптимальном угле опережения зажигания з. При отклонении угла опережения зажигания от оптимального значения показатели двигателя ухудшаться.

Теоретически наилучшие показатели двигателя могли бы быть получены при мгновенном выделении теплоты в ВМТ, что обеспечило бы максимальную степень расширения продуктов сгорания и максимальный кпд цикла.



Ne, В действительности для сгорания рабочей смеси требуется некоторое время, за которое поршень проходит G, / определенный путь. Это при- водит к снижению полезной работы газов и росту теплоge, вых потерь в стенки камеры / сгорания и потерь с отработавшими газами. Характер влияния угла опережения зажигания на процесс сгорания ° °,..

может быть показан на раз0 10 20 30 вернутой индикаторной диаграмме, представляющей соРИС. бой диаграмму измерения давления газов в цилиндре I II II двигателя в функции угла поворота коленчатого вала. В карбюраторном двигателе усz ловно выделяются три основные фазы процесса сгорания (рис. 2). Первая фаза I начинается от момента электричеC ского разряда между электро, °..

дами свечи и заканчивается в точке отрыва линии сгорания РИС. от линии компрессорного цикла. В первой фазе происходит воспламенение заряда от искры и развитие начального очага пламени. Ввиду малого количества сгоревшего заряда ощутимого повышения давления в цилиндре не наблюдается. Вторая фаза II начинается в точке отрыва линии сгорания от линии компрессорного цикла и заканчивается в момент достижения максимального давления цикла (Pz). Во второй фазе происходит распространение пламени по всей камере сгорания и выгорание основной массы заряда с наибольшими скоростями. Третья фаза III начинается в точке Pz и не имеет четко выраженного окончания. В третьей фазе происходит догорание оставшегося заряда.

Оптимальным углом опережения зажигания будет такой угол, при котором выгорание основной массы заряда за период II происходит при положении поршня вблизи ВМТ. На индикаторной диаграмме это обычно соответствует достижению максимального давления сгорания Pz при 12…15° п.к.в после ВМТ (кривая 1 на рис. 3). В этом случае быстрое горение заряда, высокая степень рас, ширения продуктов сгорания в сочетании с минимальными потерями на сжатие заряда, а также на отвод теплоты в стенки камеры сгорания и с отработавшими газами обес > печивает наилучшие мощно < стные и экономические пока затели.

, °..

С уменьшением угла опережения зажигания (позднее РИС. зажигание) процесс воспламенения топливновоздушного заряда приближается к ВМТ, а процесс сгорания основного заряда смещается на такт расширения и происходит при значительно увеличивающемся объеме над поршнем (рис. 3, кривая 2). В результате увеличиваются тепловые потери в стенки цилиндра и с отработавшими газами. Уменьшается действительная степень расширения продуктов сгорания и возможность перехода выделяющейся теплоты в работу. Максимальное значение и температура сгорания уменьшается. Все это приводит к снижению мощности двигателя и уменьшению индикаторного кпд цикла. Вследствие уменьшения развиваемой двигателем мощности возрастает относительный уровень механических потерь, т.е. уменьшается механический кпд м = 1 – Nmin/Ni. В целом уменьшается эффективность цикла (e = i м), возрастает удельный расход топлива ge ~ 1/e.

При работе двигателя с поздним углом опережения зажигания увеличение тепловых потерь в стенки цилиндра и с отработавшими газами является причиной перегрева двигателя.

С увеличением угла опережения зажигания (раннее зажигание – кривая 1 на рис. 3) возрастает количество заряда, которое выгорает на такте сжатия до ВМТ при уменьшающемся объеме над поршнем, что увеличивает отрицательную работу сжатия. Максимальное давление и температура цикла возрастает. В результате увеличиваются тепловые потери в стенки цилиндра, утечки газа через зазоры поршневых колец. Количество теплоты, затраченной на совершение полезной работы, и эффективная мощность двигателя уменьшается.

Снижение эффективности выделения теплоты и увеличение тепловых потерь характеризуется уменьшением индикаторного кпд цикла. Возрастание работы сжатия заряда увеличивает отрицательную работу, т.е. механические потери и уменьшают механический кпд. Поэтому эффективный кпд уменьшается, а удельный расход топлива возрастает.

При работе двигателя с ранним углом опережения зажигания рост давления и температуры могут быть причиной возникновения детонационного сгорания топлива.

Работа двигателя с детонационным сгоранием недопустима.

В карбюраторном двигателе значение оптимального угла опережения зажигания корректируется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя.

С ростом частоты вращения коленчатого вала двигателя сокращается время цикла. Сгорание основной массы заряда успевает произойти за тот же, практически неизменный период второй фазы II, ° п.к.в (выраженный в градусах поворота коленчатого вала). Это связано с тем, что вследствие повышения турбулизации заряда скорость сгорания основной массы заряда возрастает почти пропорционально частоте вращения. Кроме того, за счет уменьшения времени цикла уменьшается теплоотдача от заряда в стенки цилиндра, снижаются массовые потери через зазоры цилиндропоршневой группы. Однако длительность первой фазы I (выраженный в градусах поворота коленчатого вала) обычно возрастает, так как скорости сгорания начальных порций заряда невелики. Это должно привести к смещению участка основной фазы горения на такт расширения и ухудшить показатели двигателя, чтобы компенсировать увеличение длительности первой фазы и сжигать основную массу топлива вблизи ВМТ, надо увеличивать угол опережения зажигания. В эксплуатации это обеспечивается работой центробежного автомата зажигания, установленного в прерывателе-распределителе.





Оптимальный угол опережения зажигания изменяется и в функции нагрузки двигателя. Наименьшее значение соответствует хорошим условиям воспламенения и сгорания при работе двигателя на полной нагрузке. С уменьшением нагрузки оптимальный угол опережения зажигания возрастает. Объясняется это тем, что по мере снижения нагрузки и прикрытия дроссельной заслонки снижается коэффициент наполнения и возрастает коэффициент остаточных газов, уменьшается турбулизация заряда, снижается давления и температуры цикла. Эти факторы ухудшают условия воспламенения, уменьшают скорости сгорания топливовоздушного заряда, приводят к увеличению длительности всех фаз сгорания и определяют необходимость увеличения оптимального угла опережения зажигания. Это обеспечивается вакуумным автоматом опережения зажигания прерывателя-распределителя, реагирующим на изменение разряжения во впускной трубе при изменении положения дроссельной заслонки карбюратора, т.е.

нагрузки двигателя.

Использование топлива с недостаточным октановым числом для данного двигателя приводит к нарушению сгорания в виде детонации. В эксплуатации устранить детонацию из-за несоответствия сорта топлива можно с помощью специального устройства прерывателя-распределителя, называемого октан корректором. Октан-корректор позволяет вручную изменять угол опережения зажигания. Например, сделать углы опережения зажигания на всех режимах более поздним. Однако следует учитывать, что значительное уменьшение октан корректором углов опережения зажигания по сравнению с оптимальным приводит к ухудшению мощностных, экономических показателей, снижению долговечности двигателя.

Применение топлива с более высоким октановым числом и соответственно, меньшей реакционной способностью приводит к тому, что процесс сгорания растягивается, эффективность использования введенного топлива снижается, температура деталей двигателя возрастает.

Выбор оптимальной регулировки угла опережения зажигания. Для данного скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя оптимальным является такой угол опережения зажигания, при котором двигатель одновременно развивает максимальную мощность и имеет минимальный расход топлива.

Контрольные вопросы 1 При каких условиях проводят испытания для определения угла опережения зажигания 2 Расскажите порядок проведения опытов на стенде.

3 Что называется оптимальным углом опережения зажигания 4 Какое влияние оказывает уменьшение или увеличение угла опережения зажигания на мощность двигателя, расход топлива и кпд цикла 5 Что может стать причиной детонационного сгорания топлива 6 Каким устройством в прерывателе-распределителе устраняется детонация топлива при эксплуатации двигателя 7 Какую особенность оказывает оптимальный угол опережения зажигания на эксплуатацию двигателя Литература: [3, с. 201 – 206; 4, с. 5 – 25; 6, с. 30 – 54].

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА РЕГУЛИРОВОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО СОСТАВУ СМЕСИ (ПО РАСХОДУ ТОПЛИВА) Цель работы: установить зависимость эффективной мощности, удельного расхода топлива и токсических показателей двигателя от состава смеси – коэффициента избытка воздуха или часового расхода топлива;

определить наибольшую мощность и минимальный удельный расход топлива двигателя для заданной частоты вращения (в карбюраторном двигателе еще и при фиксированном положении дроссельной заслонки);

выбрать режимы работы, регулировки топливоподающей аппаратуры (часовой расход топлива и коэффициент избытка воздуха), соответствующие наибольшей мощности и наилучшей топливной экономичности.

Условия испытаний Характеристика снимается при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя и фиксированном положении дроссельной заслонки карбюратора. Угол опережения зажигания должен устанавливаться для каждого режима работы, т.е. для каждой новой регулировки часового расхода топлива.

Однако в учебных опытах для упрощения снятия характеристики угол опережения зажигания сохраняется постоянным. Состав смеси регулируется за счет изменения расхода топлива с помощью конусной иглы, установленной в отверстии главного топливного жиклера карбюратора, отворачивая или заворачивая иглу, можно менять проходное сечение жиклера и, следовательно, расход топлива.

Порядок выполнения работы При проведении испытаний дроссельную заслонку карбюратора фиксируют в определенном положении, подбирая величину коэффициента наполнения и обеспечивая работу двигателя с требуемой нагрузкой (25, 75, 100 % Ne max и т.д.). Для определения максимальной мощности двигателя, испытания проводят при полностью открытой заслонке.

Характеристику начинают снимать с обогащенных смесей, так как в этом случае легко обеспечить устойчивую работу двигателя. В первом опыте обогащение смеси осуществляется за счет выворачивания регулировочной иглы в главном топливном жиклере до упора. Оптимальный угол опережения зажигания регулируется посредством поворота прерывателя-распределителя в ту или иную сторону, добиваясь максимума крутящего момента, развиваемого двигателем на данном режиме.

Для упрощения снятия характеристики угол опережения зажигания регулируется оптимальным только один раз – на богатой смеси, и в дальнейших опытах сохраняется постоянным.

Второй опыт проводят после обеднения смеси посредством заворачивания иглы в главном топливном жиклере на определенную величину (обычно 0,5 оборота).

Последующие опыты проводят аналогичным образом, постепенно уменьшая расход топлива и обедняя смесь вплоть до нарушения устойчивой работы двигателя.

Pages:     || 2 | 3 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.