Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

    144 4 152k
    30 0 40k

Рассмотрим 5 популярных способа как вычислить мощность двигателя автомобиля используя такие данные как:

  • обороты двигателя,
  • объем мотора,
  • крутящий момент,
  • эффективное давление в камере сгорания,
  • расход топлива,
  • производительность форсунок,
  • вес машины
  • время разгона до 100 км.

Каждая из формул, по которой будет производиться расчет мощности двигателя автомобиля довольно относительная и не может со 100% точностью определить реальную лошадиную силу движущую машину. Но произведя подсчеты каждым из приведенных гаражных вариантов, опираясь на те или иные показатели, можно рассчитать, по крайней мене, среднее значение будь-то стоковый или тюнингованный движок, буквально с 10-ти процентной погрешностью.

Мощность — энергия, вырабатываемая двигателем, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС. Это не постоянная величина. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, при которых можно её достигнуть. Точкой максимума достигается при наибольшем среднее эффективном давлении в цилиндре (зависит от качества наполнения свежей топливной смесью, полноты сгорания и тепловых потерь). Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5500–6500 об/мин. В автомобильной сфере измерять мощность двигателя принято в лошадиных силах. Поэтому поскольку большинство результатов выводятся в киловаттах вам понадобится калькулятор перевода кВт в л.с.

Как рассчитать мощность через крутящий момент

Самый простой расчет мощности двигателя авто можно определить по зависимости крутящего момента и оборотов.

Крутящий момент

Сила, умноженная на плечо ее приложения, которую может выдать двигатель для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Определяет быстроту достижения мотором максимальной мощности. Расчетная формула крутящего момента от объема двигателя:

Мкр = VHхPE/0,12566, где

  • VH – рабочий объем двигателя (л),
  • PE – среднее эффективное давление в камере сгорания (бар).
Обороты двигателя

Скорость вращения коленчатого вала.

Формула для расчета мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля имеет следующий вид:

P = Mкр * n/9549 [кВт], где:

  • Mкр – крутящий момент двигателя (Нм),
  • n – обороты коленчатого вала (об./мин.),
  • 9549 – коэффициент, дабы обороты подставлять именно в об/мин, а не косинусами альфа.

Поскольку по формуле, результат получим у кВт, то при надобности также можно конвертировать в лошадиные силы или попросту умножать на коэффициент 1,36.

Использование данных формул — это самый простой способ перевести крутящий момент в мощность.

А дабы не вдаваться во все эти подробности быстрый расчет мощности ДВС онлайн, можно произвести, используя наш калькулятор.

Но, к сожалению, данная формула отражает лишь эффективную мощность мотора которая не вся доходит именно до колес автомобиля. Ведь идут потери в трансмиссии, раздаточной коробке, на паразитные потребители (кондиционер, генератор, ГУР и т.п.) и это без учета таких сил как сопротивление качению, сопротивление подъему, аэродинамическое сопротивление.

Как рассчитать мощность по объему двигателя

Если же вы не знаете крутящий момент двигателя своего автомобиля, то для определения его мощности в киловаттах также можно воспользоваться формулой такого вида:

Ne = Vh * pe * n/120 (кВт), где:

  • Vh — объём двигателя, см³
  • n — частота вращения, об/мин
  • pe — среднее эффективное давление, МПа (на обычных бензиновых моторах составляет порядка 0,82 — 0,85 МПа, форсированных — 0,9 МПа, а для дизеля от 0,9 и до 2,5 МПа соответственно).

Для получения мощности движка в «лошадках», а не киловаттах, результат следует разделить на 0,735.

Расчет мощности двигателя по расходу воздуха

Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.

Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так:

Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.

Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни

Еще один интересный способ как рассчитать мощность двигателя на любом виде топлива, будь-то бензин, дизель или газ – по динамике разгона. Для этого используя вес автомобиля (включая пилота) и время разгона до 100 км. А чтобы Формула подсчета мощности была максимально приближена к истине нужно учесть также потери на пробуксовку в зависимости от типа привода и быстроту реакции разных коробок передач. Приблизительные потери при старте для переднеприводных составит 0,5 сек. и 0,3-0,4 у заднеприводных авто.

Используя этот калькулятор мощности ДВС, который поможет определить мощность двигателя исходя из динамики разгона и массы, вы сможете быстро и достаточно точно узнать мощь своего железного коня не вникая в технические характеристики.

Расчет мощности ДВС по производительности форсунок

Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:

Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0.4-0.52, для турбо — 0.6-0.75).

Узнав все необходимые данные, вводите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом.

Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.

Часто задаваемые вопросы

Как рассчитать мощность двигателя внутреннего сгорания?

Мощность двигателя в кВт можно рассчитать по объему двигателя и оборотах коленвала. Формула расчета мощности двигателя имеет вид:
Ne = Vh * Pe * n / 120 (кВт), где:
Vh — объём двигателя, см³
n — количество оборотов коленчатого вала за минуту
Pe — среднее эффективное давление, Мпа

Какой коэффициент учитывать при расчете мощности двигателя?

Коэффициент мощности (cosϕ) для расчета мощности электродвигателя принимают равным 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью свыше 15 кВт.

Как рассчитать мощность двигателя по крутящему моменту?

Для определения мощности двигателя в киловаттах, когда известен крутящий момент, можно по формуле такого вида: P = Mкр * n/9549, где:
Mкр – крутящий момент (Нм),
n – обороты коленвала (об./мин.),
9549 – коэффициент для перевода оборотов в об/мин.

Как рассчитать мощность двигателя по расходу воздуха?

Рассчитать мощность двигателя в кВт зная его потребления воздуха (при наличии бортового компьютера) можно используя простую схему. Необходимо раскрутить двигатель на третьей передаче до 5500 об/мин (пик крутящего момента) и по показаниям, на тот момент, зафиксировать расход воздуха, а затем разделить то значение на три. В результате такого математического вычисления можно узнать приблизительную мощность двигателя с небольшой погрешностью.

Читать еще:  Что такое параметр нагрузки двигателя

Выбор двигателя в продолжительном режиме работы

В продолжительном режиме нагрузка на двигатель может быть постоянной и переменной.

При постоянной нагрузке, когда известен постоянный момент механизма нагрузки ММ и частота вращения nM вала нагрузки, задается КПД редуктора ηР,, мощность двигателя Р определяют по формуле:

где ωМ = 2πnM/60 – угловая скорость вала нагрузки; ηР – КПД редуктора, ηР = 0,850,95.

По каталогу двигателей для продолжительного режима выбирают двигатель, номинальная мощность которого РНОМР. По номинальной частоте вращения двигателя nНОМ определяют общее передаточное отношение редуктора iP = nНОМ/nM, составляют кинематическую схему редуктора и оценивают его КПД. Если КПД отличается от того, каким задались в начале расчёта, то следует уточнить мощность по формуле (6.2).

Если нагрузка не остается постоянной, то можно определить мощность двигателя с помощью нагрузочной диаграммы (рис.6.3), представляющей зависимость нагрузочного момента ММ от времени. При этом есть отличие при выборе мощности двигателей типа асинхронных и синхронных, с одной стороны, и постоянного тока, с другой.

У первых угловую скорость при изменении ММ можно считать постоянной. Тогда, используя метод эквивалентного момента, требуемую мощность двигателя определяют по формуле:

,

где МЭКВ — эквивалентный момент по тепловой нагрузке двигателя,

(6.3)

здесь М1, М2,…, Мn и t1, t2,… tn – значения нагрузочного момента и длительности интервалов времени, на которых они прилагаются.

Частота вращения двигателя постоянного тока существенно меняется с изменением нагрузочного момента. Поэтому требуемая мощность двигателя

, (6.4)

где wЭКВ — среднеквадратичная угловая скорость вала нагрузки,

Значения ω1ωn определяют на механической характеристике двигателя по известным значениям М1 … Мn.

Выбрав двигатель, проверяют в состоянии ли он преодолеть наибольший момент сопротивления на валуМС.МАКС = ММ.МАКС /i, учитывая, что максимальный момент двигателя ММАКС связан с его номинальным моментом МНОМкоэффициентом перегрузки по моменту λММАКСНОМ. Условие λММНОМС.МАКС должно выполняться. Для АД λМ= 2,53 и для ДПТ λМ =25.

6.3 Выбор двигателя для кратковременного и повторно–кратковременного режимов работы

Промышленность серийно не выпускает двигатели для кратковременного режима работы. Как правило, в этом случае используются двигатели для продолжительного режима, которые на интервале tВКЛ могут быть перегружены. Если в течение времени tВКЛ (рис. 45) двигатель должен развивать в нагрузке вращающий момент М, то эквивалентный по теплу момент двигателя продолжительного режимаМЭКВ= ММ/(РТ ihр), где РТ коэффициент термической перегрузки, определяемый выражением [2]:

. (6.5)

С другой стороны, эквивалентный момент, по которому выбирают двигатель, следует оценить по перегрузочной способности двигателя МЭКВМ/(λМ ihр). Кроме того .

Из этих двух значений МЭКВ принимают большее и по нему выбирают двигатель, удовлетворяющий условию МНОМЭКВ. АД следует также проверить по его пусковому моменту, т.е. выполнению условия МПМ/(ihр).

Двигатель, работающий в повторно-кратковременном режиме, выбирают по каталогу ПКВ–режима по вращающему моменту М, который он должен развивать за время tВКЛ (рис.6.2) и по продолжительности включения ПВ согласно формуле (6.1). Если вычисленное фактическое значение ПВФ отличается от стандартного ПВСТ, то

(6.6)

Двигатель выбирают из условия МНОМЭКВ.

Если двигатель ПКВ–режима выбирают по каталогу двигателей, рассчитанных на продолжительный режим работы, то эквивалентный момент находят из соотношения МЭКВ=М/РТ с помощью коэффициента термической перегрузки:

(6.7)

Как и в кратковременном режиме, двигатель проверяют на перегрузку по моменту нагрузки и пусковому моменту.

Понятия полной, снаряжённой и максимально допустимой масс автомобиля

Одними из ключевых характеристик автомобиля являются показатели его массы. Вес транспортного средства непосредственно влияет на расход топлива и работу множества систем, предусмотренных в машине.

Выбирая себе новый автомобиль, многие покупатели задумываются над вопросом его снаряжённой, полной и предельно допустимой масс. Ведь достаточно часто транспортные средства применяются для перевозки пассажиров и больших грузов. Если машина не рассчитана на необходимые нагрузки, она будет непригодной для запланированного режима эксплуатации.

Банально водитель должен понимать, как много пассажиров и багажа он может взять на борт, чтобы при этом не навредить своему авто, не спровоцировать поломку подвески или иных узлов по причине перегрузки.

Об основных понятиях характеристик массы ТС рассказывают на теоретических занятиях в автошколе. Многие не считают такую информацию полезной, но сталкиваются с ней спустя некоторое время. Из-за этого у автомобилистов возникают сложности при изучении этого вопроса.

Понятие снаряжённой массы

Это наиболее распространённое понятие, на котором акцентируют внимание автопроизводители, официальные дилеры и на которое смотрят сами водители.

Снаряжённая масса любого автомобиля – это вес или масса транспортного средства, в которую входит вес всего стандартного оборудования, эксплуатационных материалов, но при этом не принимается во внимание вес груза, пассажиров и водителя.

К стандартному оборудованию обычно относят запасное количество и инструменты. Что же касается эксплуатационных материалов, то здесь рассматривают топливо, моторное и трансмиссионное масло, охлаждающие жидкости и прочие компоненты.

Можно несколько иначе описать, что такое снаряжённая масса в любом заводском автомобиле. Это общий вес компонентов пустого в плане груза, водителя и пассажиров транспортного средства, но с заправленным топливным баком, со всеми стандартными инструментами, оборудованием и рабочими жидкостями. Фактически это машина в том виде, которая поставляется в автосалоны. В ней собрано всё самое необходимое, но нет ничего лишнего, что постепенно будет накапливать уже сам автовладелец.

Определить значение этой характеристики не сложно. Это обусловлено тем, что снаряжённая масса, как и полная масса автомобиля, зачастую прописывается в документации. Но означают они разные параметры. Потому для начала следует заглянуть в технический паспорт. Также подобные сведения доступны ещё до покупки машины, поскольку производители и продавцы обязательно прописывают эти параметры в перечне технических характеристик.

Важно добавить, что в ЕС приняли несколько иную норму, согласно которого вес водителя включают в суммарную снаряжённую массу. При этом учитывается стандартный вес 75 килограмм.

Решение вполне обоснованное и имеет логическое объяснение. Дело всё в том, что движение транспортного средства будет невозможным при отсутствии в нём человека, то есть водителя. Его считают значимым компонентом машины, из-за чего автопроизводители считают неправильным причислять водителей к полезным нагрузкам.

У снаряжённой массы есть другое название. Это масса без нагрузки. Что же касается полной массы транспортного средства, то тут всё обстоит несколько иначе.

Читать еще:  Двигатель hxda технические характеристики

Именно в понятие полной массы включают дополнительно вес оборудования, расходников, водителя, груза и пассажиров. Отсюда не сложно определить разницу между этими двумя понятиями. Она заключается в весовых характеристиках находящихся в авто пассажиров, самого водителя и груза, расположенного в салоне или багажном отсеке.

Ещё одной важной характеристикой считают сухую массу автотранспортного средства. К ней относят чистый вес самой машины, её конструкции. В этом случае из снаряжённой массы следует вычесть вес стандартного оборудования, топлива, расходных жидкостей. Тогда мы получаем ту самую сухую массу.

Особенности расчёта

Каждая страна имеет право использовать собственную формулу, чтобы определить снаряжённую массу конкретного транспортного средства. Это не удивительно, поскольку такой критерий является ключевым для пропуска автомашин на участки, где есть ограничения по весу. Это в первую очередь касается мостов, а также плотин и иных подобных конструкций.

Как уже отмечалось, в Европе дополнительно добавляют усреднённый вес автомобилиста, то есть показатель средней массы человека. Так можно лучше сформировать данные о весе авто.

Если говорить о правилах для РФ, то при расчётах снаряжённой массы принимаются во внимание следующие моменты:

  • 75 килограммов. Как и в случае с Европейским союзом, в России действует правило добавления усреднённого показателя веса человека к снаряжённой масса. Оно основано на простом понятии того, что водитель выступает как обязательный компонент для движения транспортного средства;
  • если это грузовики или автобусы, предназначенные для дальних поездок, при конструктивно предусмотренном месте для члена экипажа также добавляют 75 килограмм;
  • инструменты. В снаряжённую массу обязательно включают перечень необходимых автомобилисту инструментов;
  • 90%. Именно такой объём заправленного топливного бака включают в снаряжённую массу. Если взять стандартный объём бака в 60 литров и грубо посчитать массу топлива, то получится, что в расчёт берут около 55 килограммов как надбавку к снаряжённой массе;
  • запаска. Обязательным составляющим выступает запасное колесо;
  • домкрат, огнетушитель и пр.

Суммируя все эти параметры с сухой массой, получается окончательное значение, которое указывается в технической документации автомобиля.

Стоит отметить и факт существования специальных формул, позволяющих индивидуально рассчитать снаряжённую массу. Это особенно актуально для грузовых транспортных средств, которые проходят через специальные пункты для процедуры взвешивания. Если вычесть из показателей весов снаряжённую массу, можно узнать про точный вес груза, максимальную массу и прочие характеристики.

Потому в определённых ситуациях контролирующие службы применяют расчётные формулы для определения этого параметра.

Почему её важно знать

Есть целый ряд жизненных ситуаций автомобилиста, когда ему нужно или просто необходимо точно знать параметры снаряжённой массы своего транспортного средства.

Каждая машина обладает определённым пределом по весу перевозимого и буксируемого груза. Если вы застрянете и попросите отбуксировать вас водителя машины, которая технически не способна справиться с такими нагрузками, последствия будут негативными для обеих сторон.

Также про снаряжённую массу нужно помнить при прохождении сложных участков, мостов, опасных мест и пр. На дорогах встречаются специальные предупреждающие знаки, показывающие, с каким максимальным весом здесь можно проехать.

Понятие массы полезной нагрузки

Разобравшись с понятиями массы автомашины без нагрузки, нас интересует теперь несколько иная масса автомобиля. Специалисты и простые автомобилисты считают, что наиболее значимой с позиции эксплуатации транспортного средства является такая характеристика как грузоподъёмность. Также её называют массой полезной нагрузки. Но понятие грузоподъёмности более понятное и простое. От этого суть никак не поменяется.

Под грузоподъёмностью автомобиля понимают общий вес всего перевозимого транспортным средством груза, который отвечает эксплуатационным и общетехническим характеристикам машин.

Тут важно учитывать разделение массы полезной нагрузки на номинальную и расчётную.

В случае с расчётной во внимание принимается только тот вес, который максимально способно перевозить конкретное транспортное средство. В случае с номинальной обязательно берётся в расчёт качество дорожного покрытия, по которому осуществляется грузоперевозка. Если это твёрдое покрытие, то легковые машины способны перевозить от 500 кг. груза и более. В случае с грузовыми машинами и самосвалами фигурируют цифры в районе 25-30 тонн.

Автовладельцам стоит внимательнее изучить конструкцию и имеющиеся обозначения на собственном транспортном средстве. Дело всё в том, что на некоторых машинах с завода предусмотрено наличие сертификационных табличек на дверной раме. На ней указываются технические параметры, в числе которых есть показатели массы предельной нагрузки на каждый отдельный мост. Как вы понимаете, здесь речь идёт преимущественно о грузовых и коммерческих автомашинах.

Понятие полной массы

Далее разберёмся в том, что по правилам называется разрешённой максимальной или полной массой транспортного средства. Многие отождествляют такие понятия как снаряжённая и полная масса легкового или грузового автомобиля. Но это не совсем правильно.

Между этими значениями есть существенная разница, упускать из внимания которую нельзя. Это будет серьёзной ошибкой.

Если говорить о том, что значит полная или максимально допустимая масса автомобиля, то здесь подразумевается вес снаряжённого и предельно нагруженного транспортного средства, которая заложена ещё на этапе проектирования модели. Дополнительно принимают во внимание вес самого водителя и его пассажиров.

Каждая отдельная марка и конкретная модель транспортного средства имеют собственные показатели допустимой или полной массы. Во многом эта характеристика зависит от того, какие материалы применялись при производстве кузовных деталей, элементов салона и прочих компонентов.

Чтобы рассчитать предельную или максимально разрешённую нагрузку (массу), можно воспользоваться достаточно простой формулой:

Мм (максимальная масса) = Мсн. (снаряжённая) + Мгр.п. (груз и пассажиры) + Мв. (водитель)

Крайне не рекомендуется нарушать требования по максимальной загрузке автотранспортного средства. Если на борту окажется слишком много груза и людей, что превысит прописанные в технической документации нагрузки, это приведёт к серьёзным проблемам. В первую очередь пострадает подвеска. Также повышается риск столкнуться с деформациями самого кузова.

Отличия между полной и снаряжённой

Чтобы окончательно разобраться в этих понятиях, следует внести определённую ясность относительно снаряжённой и полной массы. Многие знают, что понятия эти разные, но чем именно они отличаются, сказать точно не могут.

Тут всё дело в том, что конкретно входит в общие показатели двух характеристик. Если сравнивать с параметрами снаряжённой массы, то в полной будет дополнительно учитываться вес самого автомобилиста, то есть водителя, находящихся на борту пассажиров и перевозимых грузов.

Нельзя отрицать тот факт, что не все люди соответствуют заложенным в технические параметры стандартам. Вес в 75 килограммов считается усреднённым, поскольку водитель может весить как 50 кг., так и 150 килограммов. Люди разные, и отсюда возникает разница в их весе.

Аналогично дела обстоят с перевозимым багажом и грузов. Кто-то практически не использует багажный отсек, и максимум перевозит пару раз в неделю несколько пакетов из супермаркета. Другие же регулярно максимально заполняют багажник разными предметами, вещами и товарами. Доходит до того, что задняя подвеска опускается от такой нагрузки, а машина еле трогается с места.

Читать еще:  Что такое сухарики в двигателе

Такая разбежность в характеристиках привела к активному применению понятия допустимой полной массы. Каждое отдельно взятое транспортное средство имеет предельную отметку по загруженности, переходить которую не позволяет конструкция. Это ещё на этапе проектирования и производства предусмотрели автопроизводители.

Чем больше загружено автотранспортное средство, тем интенсивнее потребляется топливо, растёт расход не только бензина, но и масла, быстрее изнашиваются шины, ускоряется износ элементов подвески и самого двигателя.

Это вовсе не означает, что машину нельзя использовать как средство для перевозки багажа или пассажиров. Запрещать кому-либо кроме водителя садиться в авто нет необходимости. Но придерживаться установленных производителем предельных нагрузок нужно. В противном случае вы рискуете столкнуться с серьёзными поломками, деформацией кузова и прочими неприятностями.

В действительности все рассмотренные понятия достаточно простые. Разобраться в них и определить разницу не составит большого труда.

Нагрузочная характеристика двигателя

Нагрузочная характеристика представляет собойзависимость часового и удельного эффективного расходов топлива от нагрузки (мощности, крутящего момента, среднего эффективного давления) двигателя при постоянной частоте вращения коленчатого вала. Она позволяет оценить экономичность двигателя на различных нагрузках при данной частоте вращения вала.

Условия снятия характеристики:

— нормальное тепловое состояние двигателя;

— постоянная частота вращения коленчатого вала;

— установившийся температурный режим двигателя;

— исправные системы зажигания и питания двигателя.

Общий вид нагрузочной характеристики двигателя показан на рис.18.

Теоретическая часть

Особенности работы двигателя на режимах холостого хода и малых
нагрузок.

Работа двигателя на режимах холостого хода и малых нагрузок имеет ряд характерных особенностей. Так, например, к моменту открытия выпускного клапана давление в цилиндре может быть ниже давления в выпускной трубе. Тогда после открытия выпускного клапана происходит перетекание газа из выпускной трубы в цилиндр до выравнивания давлений и лишь затем начинается выталкивание газа из цилиндра в выпускную трубу (рис. 19).

В момент открытия впускного клапана давление газов в цилиндре превышает давление во впускной трубе. Поэтому происходит заброс продуктов сгорания из цилиндра во впускной трубопровод.

Положение усугубляется в период перекрытия клапанов, когда может происходить достаточно интенсивное перетекание газов из выпускной трубы в полость цилиндра и из цилиндра во впускную трубу. Все это приводит к заметному увеличению коэффициента остаточных газов и значительно повышает вероятность пропуска воспламенения.

Отличие режимов холостого хода и малых нагрузок от режимов полной и средней нагрузок — это не только уже отмеченная в несколько раз большая доля остаточных газов, но и непосредственная зависимость состава заряда от полноты сгорания топлива в предшествующем цикле. Так, при пропуске воспламенения и неполном сгорании топлива остаточные газы содержат неокисленное топливо, свободный кислород и химически активные продукты неполного сгорания.

С этим связана характерная для режимов глубокого дросселирования двигателя цикловая неидентичность процесса сгорания смеси. Как правило, после циклов с более полным сгоранием в рабочем заряде последующего цикла увеличивается инертная составляющая, что приводит к ухудшению процесса сгорания в этом цикле.

Рис. 19 Развернутая индикаторная диаграмма при работе двигателя на холостом ходу

Следствием плохого сгорания на режимах холостого хода и малых нагрузок является повышенный выброс вредных веществ, уменьшение индикаторного КПД двигателя. Низкое давление во впускном трубопроводе, обусловленное сильно прикрытой дроссельной заслонкой, означает большие насосные потери. Механические потери двигателя, абсолютная величина которых не зависит от нагрузки, при малой нагрузке относительно нее то же становятся большими. Все это приводит к увеличению удельного эффективного расхода топлива. Улучшить эти показатели позволяет использование переменных фаз газораспределения (уменьшение продолжительности перекрытия клапанов), повышение степени сжатия двигателя, увеличение угла опережения зажигания и обогащение горючей смеси.

Сохранение частоты вращения вала при повышении нагрузки двигателя осуществляется за счет открытия дроссельной заслонки и, соответственно, увеличения наполнения цилиндров свежим зарядом. При этом повышаются давление в цилиндре и качество процесса сгорания, уменьшаются насосные, относительные механические потери и удельный эффективный расход топлива. Часовой расход топлива при этом плавно возрастает.

Наилучшая топливная экономичность должна наблюдаться при полной нагрузке.

Однако на практике горючую смесь на нагрузках, близких к полной, обычно обогащают для получения максимально возможной мощности при данной частоте вращения вала. Обогащение смеси обусловливает химическую неполноту сгорания топлива и, соответственно, снижение экономичности двигателя. В этом случае минимальный удельный эффективный расход топлива имеет место при нагрузках, составляющих 85…90% от полной. Обогащение смеси ведет и к более быстрому росту часового расхода топлива на больших нагрузках.

Экспериментальная часть

Нагрузочную характеристику снимают при постоянной частоте вращения коленчатого вала, изменяя положение дросселя от минимального открытия его, соответствующего холостому ходу, до полного открытия. Поскольку автомобильный двигатель работает в широком диапазоне частот вращения, то для выявления его топливной экономичности необходимо снять несколько нагрузочных характеристик при различных значениях частоты вращения вала. Нагрузку при испытаниях варьируют с помощью тормозной установки, а изменением степени открытия дроссельной заслонки поддерживают постоянной частоту вращения вала.

Регулировки состава горючей смеси и угла опережения зажигания при снятии нагрузочной характеристики обеспечиваются автоматической работой соответствующих систем двигателя. Стенд оснащен устройством, позволяющим фиксировать дроссельную заслонку в произвольном положении, начиная от положения на упоре при работе на холостом ходу и до ее полного открытия.

Первый опыт проводят при наименьшем открытии дроссельной заслонки, обеспечивающем устойчивую работу двигателя в режиме холостого хода на заданной частоте вращения коленчатого вала.

Во втором и последующих опытах увеличивают нагрузку двигателя, приоткрывая дроссельную заслонку на 10…12°. Последний опыт проводят при полностью открытой дроссельной заслонке. Для более точного определения показателей в зоне минимальных удельных расходов топлива, (при нагрузке более 70 % от максимальной) желательно проводить опыты более часто.

По результатам испытаний строят графики нагрузочной характеристики.

Графически определяют показатели и регулировки двигателя в характерных точках:

• часовой расход топлива на режиме холостого хода;

• часовой и удельный расход топлива, соответствующие максимальной мощности при полном открытии дроссельной заслонки;

• минимальный удельный расход топлива и соответствующую степень нагрузки двигателя;

• коэффициенты избытка воздуха при работе двигателя на холостом ходу, максимальной нагрузке и при минимальном удельном расходе топлива.

Контрольные вопросы

1. Каковы условия снятия нагрузочной характеристики?

2. Почему при увеличении нагрузки на двигатель удельный эффективный расход топлива уменьшается?

3. Почему при открытии дросселя, больше чем на 85 – 95%, расходы топлива могут резко возрасти?

4. Чему равен удельный эффективный расход топлива на холостом ходу?

5. Как будет выглядеть кривая удельного эффективного расхода топлива, если на всех нагрузках использовать обогащенную смесь?

6. Как зависит давление во впускном трубопроводе от нагрузки на двигатель?

7. Что такое мощностной и экономичный составы горючей смеси?

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector