Avtoargon.ru

АвтоАргон
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что отображает механическая характеристика двигателя

Что отображает механическая характеристика двигателя

Основные показатели двигателя и его общее устройство. К основным показателям двигателей внутреннего сгорания относятся тип двигателя, число тактов, расположение цилиндров, порядок работы цилиндров, направление вращения коленчатого вала, диаметр цилиндра и ход поршня, рабочий объем (литраж), степень сжатия, эффективная мощность, максимальный крутящий момент, минимально устойчивая частота вращения коленчатого вала на холостом ходу, минимальный удельный расход топлива. Для понимания этих показателей рассмотрим общее устройство и работу одноцилиндрового карбюраторного двигателя (рис. 2.1).

Четырехтактные поршневые двигатели имеют следующие механизмы и системы: кривошипно-шатунный механизм, механизм газораспределения, систему охлаждения, смазочную систему, систему питания и систему зажигания (для двигателей с искровым зажиганием).

Кривошипно-шатунный механизм Служит для осуществления рабочего цикла двигателя и преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. В кри-

Вошипно-шатунный механизм двигателя входят цилиндр 2, закрытый сверху головкой 7, поршень 3 С поршневыми кольцами, поршневой палец 4, шатун 5 и коленчатый вал Р. Механизм установлен в картере 7, закрытом снизу масляным поддоном 77. На конце коленчатого вала закреплен маховик 8. Поршень 3, представляющий собой металлический стакан, установлен в цилиндре 2 С небольшим зазором и уплотнен поршневыми кольцами.

Поршень, перемещающийся внутри цилиндра, при помощи пальца 4 Шарнирно соединен с верхней головкой шатуна 5. Нижняя головка шатуна шарнирно соединена с шатунной шейкой коленчатого вала Р. Коренными шейками вал лежит в подшипниках, установленных в картере 7, и может в них свободно вращаться.

Механизм газораспределения Служит для впуска в цилиндр горючей смеси и выпуска отработавших газов. В верхней части ци-

Рис. 2.1. Устройство одноцилиндрового карбюраторного двигателя:

1 — головка цилиндра; 2 — Цилиндр; 3 — Поршень; 4 — Поршневой палец; 5 — шатун; 6 — Жидкостный насос системы охлаждения; 7 — картер; 8 — Маховик; 9 — Коленчатый вал; 10— Маслопровод; 11 — Масляный поддон; 12 — Масляный насос системы смазки; 13 — Шестерни привода кулачкового вала; 14 — Распределительный вал; 15 — Толкатель; 16 — Карбюратор; 17 — Пружина; 18 — Впускной трубопровод; 19 — Впускной клапан; 20 — Выпускной клапан; 21 — Свеча зажигания

Линдра установлены в направляющих втулках клапаны 19 и 20 с Пружинами 17, Удерживающими их в закрытом положении. Клапаны управляются с помощью кулачков распределительного вала 14 Через толкатели 15.

Распределительный вал приводится в движение от коленчатого вала распределительными шестернями 13. Через впускной клапан 19 В цилиндр поступает горючая смесь, через выпускной клапан 20 Отработавшие газы выходят в атмосферу.

Система охлаждения Служит для отвода теплоты от стенок и головки цилиндра, сильно нагревающихся при работе двигателя. Цилиндр 2 И головка 1 Имеют двойные стенки, образующие рубашку охлаждения, в которой циркулирует с помощью жидкостного насоса 6 Охлаждающая цилиндр жидкость. Нагретая в рубашке охлаждения двигателя жидкость охлаждается в радиаторе, через который с помощью вентилятора протягивается воздух. При воздушном охлаждении цилиндры охлаждаются непосредственно омывающим их потоком воздуха.

Смазочная система Обеспечивает подачу масла ко всем трущимся деталям двигателя, в результате чего уменьшаются трение между деталями и их изнашивание. Масло наливается в поддон 11 Картера двигателя до определенного уровня и при помощи масляного насоса 12, Приводимого в действие от распределительного вала, по маслопроводу 10 И каналам подводится ко всем трущимся деталям и разбрызгивается внутри двигателя. Для очистки масла в смазочную систему включены масляные фильтры.

Система питания Служит для приготовления горючей смеси, которая подается внутрь цилиндра. Горючая смесь получается в карбюраторе 16 (или в смесителе), укрепленном на впускном трубопроводе 18. К карбюратору топливо подается из топливного бака насосом. Воздух в карбюратор поступает через воздухоочиститель.

Система питания дизеля отличается по устройству и принципу действия от системы питания карбюраторного двигателя. Остальные механизмы и системы дизеля по устройству аналогичны механизмам и системам карбюраторного двигателя.

Система зажигания Служит для воспламенения смеси, находящейся в цилиндре двигателя. Воспламенение смеси производится электрической искрой от свечи зажигания 21. Электрический ток, необходимый для зажигания смеси, вырабатывается приборами, входящими в систему зажигания.

В четырехтактном дизеле нет системы зажигания, так как смесь воспламеняется вследствие нагревания воздуха при его сжатии.

При перемещении поршня вверх смесь сжимается и воспламеняется от постороннего источника теплоты. При сгорании смеси выделяется большое количество теплоты, вследствие чего газы, образовавшиеся при сгорании смеси, нагреваются и давление их

Сильно возрастает. Под действием давления газов поршень 3 Перемещается в цилиндре вниз и с помощью шатуна 5 Вращает коленчатый вал 9, Совершая при этом полезную работу. При обратном ходе поршня вверх отработавшие газы удаляются из цилиндра через выпускной клапан 20. Рассмотренный процесс непрерывно повторяется, чем обеспечиваются работа двигателя и получение на коленчатом валу необходимого для движения автомобиля усилия.

При вращении коленчатого вала его шатунная шейка вместе с нижней головкой шатуна описывает окружность. Верхняя головка шатуна вместе с поршнем при этом перемещается в цилиндре прямолинейно вверх и вниз (возвратно-поступательно). При одном обороте колена (кривошипа) коленчатого вала поршень делает один ход вниз и один ход вверх. Изменение направления движения поршня происходит в нижней и верхней мертвых точках.

Верхней мертвой точкой (ВМТ) называют самое верхнее положение поршня и кривошипа.

Нижней мертвой т о чк о й (НМТ) называют самое нижнее положение поршня и кривошипа.

При положении поршня в мертвых точках давление газов на поршень не может вызвать поворота коленчатого вала, так как шатун и кривошип коленчатого вала располагаются в одну линию.

Ходом поршня Называется расстояние между крайними положениями поршня (от ВМТ до НМТ). По величине ход поршня равен двум радиусам кривошипа. При повороте кривошипа от мертвых точек на одинаковые углы поршень проходит разные расстояния. Это означает, что при равномерном вращении коленчатого вала поршень в цилиндре движется неравномерно с ускорениями и замедлениями, вследствие чего в работающем двигателе появляются силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс.

Тактом Называется процесс, происходящий в цилиндре при движении поршня от одной мертвой точки к другой. При перемещении поршня вниз от ВМТ к НМТ объем внутренней полости цилиндра над поршнем изменяется от минимального (объем камеры сгорания) до максимального (полный объем цилиндра).

Камерой сгорания Называется пространство в цилиндре над поршнем при положении его в ВМТ.

Рабочим объемом цилиндра Называется пространство, освобождаемое поршнем в цилиндре при перемещении поршня от ВМТ к НМТ.

Полным объемом цилиндра Называется сумма его рабочего объема и объема камеры сгорания.

Рабочим объемом, Или Литраж ом, Двигателя называется рабочий объем всех цилиндров двигателя, выраженный в литрах.

Степенью сжатия Двигателя называется отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается поступившая в цилиндр смесь (заряд) при перемещении поршня от НМТ к ВМТ. Чем выше степень сжатия двигателя, тем больше его экономичность, т. е. меньше расход топлива.

Устройство и работа карбюраторного двигателя. В четырехтактном карбюраторном двигателе рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала, или четыре хода поршня, и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочий ход) и выпуска.

Во время Такта впуска (рис 2.2, А) Цилиндр заполняется горючей смесью. При этом кривошип коленчатого вала поворачивается на пол-оборота, а поршень перемещается от ВМТ к НМТ; впускной клапан 1 Открыт, выпускной 2 Закрыт. При движении поршня вниз объем над ним увеличивается, и в цилиндре создается разрежение, вследствие чего в цилиндр поступает по впускному трубопроводу приготовленная в карбюраторе или смесителе горючая смесь. Горючая смесь, поступающая в цилиндр двигателя, смешивается с отработавшими газами, оставшимися в небольшом количестве в камере сгорания от предыдущего цикла. Получившаяся смесь называется рабочей смесью.

Читать еще:  Что создает давление в системе охлаждения двигателя

Когда кривошип приходит в нижнее положение, а поршень доходит до НМТ, впускной клапан закрывается, и цилиндр оказывается заполненным горючей смесью. Из-за сопротивления впускной системы и нагревания потока смеси в конце впуска дав-

Рис 2.2. Рабочие циклы четырехтактного двигателя:

А — впуск; Б — сжатие; В — рабочий ход; Г — выпуск; 7 — впускной клапан; 2 —

Ление в цилиндре не достигает атмосферного и равно примерно 7. 8 МПа. При увеличении числа оборотов двигателя это давление еще более снижается, что уменьшает плотность заполнения цилиндра горючей смесью. Температура смеси в конце впуска равна 100. 130 °С.

Степень заполнения цилиндра горючей смесью характеризуется так называемым Коэффициентом наполнения, Представляющим собой отношение массы действительного заряда, поступившего в цилиндр, к массе заряда, который имел бы цилиндр при атмосферном давлении и нормальной температуре (15 °С). Для современных высокооборотных автомобильных двигателей коэффициент наполнения равен примерно 0,65. 0,80.

При Такте сжатия (рис. 2.2, Б) Происходит сжатие рабочей смеси, что необходимо для ее более быстрого сгорания и получения большого давления газов в цилиндре. При сжатии смеси поршень перемещается от НМТ к ВМТ. Впускной и выпускной клапаны при этом закрыты. В конце такта сжатия смесь сжимается до объема камеры сгорания, в которой смесь размещается. Чем больше степень сжатия двигателя, тем сильнее сжимается рабочая смесь и тем выше при сгорании давление газов на поршень и экономичнее работа двигателя.

Однако, предельные значения степени сжатия для карбюраторных двигателей ограничиваются свойствами применяемого топлива (бензина), например его антидетонационной стойкостью, характеризуемой Октановым числом. Чем выше октановое число (изменяющееся для автомобильных бензинов примерно от 80 до 98), тем большей антидетонационной стойкостью обладает топливо.

Чрезмерно высокая степень сжатия может привести к особому детонационному воспламенению смеси и нарушению нормального процесса ее сгорания, которое будет происходить с очень большими скоростями и резкими местными повышениями давления в цилиндре. В результате этого нарушается нормальная работа двигателя, появляются резкие металлические стуки вследствие вибрации деталей под действием повышенного давления и дымный искристый выпуск в результате неполного сгорания топлива. Это приводит к перегреву двигателя, снижению мощности и экономичности и увеличению износа его деталей.

Во избежание нарушения нормальных условий сгорания рабочей смеси в карбюраторных двигателях при использовании существующих сортов бензина смесь сжимают не более чем в 7 —10 раз, т. е. степень сжатия карбюраторных двигателей не должна быть выше 7. 10. При этом для двигателей с более высокими степенями сжатия требуется применение топлива с хорошими антидетонационными свойствами, т. е. с высоким октановым числом. К концу такта сжатия давление в цилиндре возрастает примерно до 80. 120 МПа, а температура смеси достигает 450. 500°С.

При Такте расширения, или рабочем ходе (рис. 2.2, В), Поршень в цилиндре перемещается вниз под действием давления газов, приводя через шатун во вращение коленчатый вал двигателя. В конце такта сжатия, когда поршень приходит в ВМТ, в цилиндр подается электрическая искра, воспламеняющая сжатую рабочую смесь. Смесь сгорает очень быстро с выделением большого количества теплоты. Из-за сильного нагрева газов, образовавшихся при сгорании, давление в цилиндре резко возрастает, и поршень под действием этого давления с большой скоростью перемещается вниз от ВМТ к НМТ, приводя во вращение через шатун коленчатый вал. Впускной и выпускной клапаны при этом закрыты. В момент сгорания рабочей смеси температура газов в цилиндре повышается до 1 800. 2 ООО °С, а давление — до 250. 300 МПа. При движении поршня к НМТ газы расширяются, и их давление и температура в цилиндре постепенно уменьшаются. В конце рабочего хода давление в цилиндре падает до 30. 40 МПа, а температура снижается до 800. 1 100 °С.

При Такте выпуска (рис. 2.2, Г) Происходит очищение цилиндра от отработавших газов. При этом впускной клапан 1 Закрыт, выпускной 2 Открыт, а поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При движении поршня к ВМТ оставшиеся в цилиндре после сгорания смеси отработавшие газы выталкиваются через выпускной клапан в атмосферу.

Так как удалить полностью отработавшие газы из цилиндра не представляется возможным вследствие сопротивления потоку газов выпускной системы (клапан, выпускной трубопровод, глушитель), давление в конце такта выпуска составляет примерно 0,105 . 0,115 МПа. Температура отработавших газов в начале выпуска равна 700. 800 °С, к концу выпуска она понижается до 300. 400°С

Степень очистки цилиндра от отработавших газов характеризуется Коэффициентом остаточных газов, Представляющим собой отношение массы остаточных газов к массе свежего заряда. Для современных высокооборотных карбюраторных автомобильных двигателей коэффициент остаточных газов составляет примерно 0,08 . 0,20, возрастая при увеличении частоты вращения коленчатого вала. При дальнейшем вращении коленчатого вала (работе двигателя) снова происходит такт впуска, затем такт сжатия, рабочий ход и такт выпуска и т. д.

Таким образом, в четырехтактном одноцилиндровом двигателе коленчатый вал вращается под действием давления газов только при рабочем ходе. При совершении вспомогательных тактов (выпуске, впуске и сжатии рабочей смеси) противодавление действующих на поршень газов создает сопротивление вращению вала, для преодоления которого необходимо к валу приложить внешний момент. Для повышения равномерности вращения коленчатого вала

И осуществления вспомогательных тактов на коленчатом валу устанавливают маховик of your page —>

Механические характеристики рабочих машин и электродвигателей

1. Механические характеристики рабочих машин (зависимость угловой скорости механизма от момента сопротивления на его валу) :

1 – не зависящая от скорости;

2 – линейно зависящая;

3 – нелинейно зависящая (вентиляторная);

2. Механические характеристики ЭД (зависимость угловой скорости двигателя от момента сопротивления на его валу) :

1 – синхронный двигатель (СД);

2 – двигатель постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТ с НВ) и вентильный двигатель (ВД);

3 – трехфазный асинхронный двигатель (АД);

4 – двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением (ДПТ с ПВ);

При выборе привода согласование механических характеристик двигателя и рабочей машины происходит по следующим параметрам:

а) по диапазону регулирования скорости ;

б) по нагрузке ( , );

в) по энергетическим показателям ( ).

Механические характеристики ДПТ

1) Механические характеристики ДПТ с независимым возбуждением

Уравнение механической характеристики ;

где — конструктивная постоянная двигателя, — число пар полюсов; — число активных стержней; — число пар параллельных ветвей (количество обмоток в секции); — сопротивление якорной цепи.

1 – Естественная характеристика при всех номинальных параметрах ( )

1′ – Инверсная (реверсная) характеристика. Для реверса ДПТ с НВ

2 – Управление напряжением якоря (1-я зона управления)

3 – Управление магнитным потоком (2-я зона управления)

4 – Управление сопротивлением

Наиболее экономичный способ регулирования скорости ДПТ связан с изменением напряжения, подводимого к якорю, а не сопротивлений цепи якоря или обмотки возбуждения. Для регулирования напряжения необходимы специальные силовые преобразователи (управляемые выпрямители).

5 – Динамическое торможение: двигатель отключается от сети, якорь закорачивается на сопротивление, ;

6 – Торможение противотоком;

7 – Рекуперация (отдача энергии двигателем обратно в сеть). Условия рекуперации: , реверс момента. Реализуется с помощью управляемого преобразователя, включенного в цепь якоря двигателя.

2) Механические характеристики ДПТ с последовательным возбуждением

; ; ;

т.е. механическая характеристика нелинейная.

1 – естественная характеристика;

2 — — ввод добавочного сопротивления;

3 – динамическое торможение;

4 – режим противотока.

У данных ДПТ , т.е. двигатель нельзя включать без нагрузки и применять ременные передачи. По этой же причине рекуперация невозможна. Применяется в подъемных и транспортных машинах.

Механические характеристики асинхронных двигателей (АД)

1) Механические характеристики 3-фазных АД

Асинхронный электродвигатель имеет трехфазную обмотку статора. При подаче на неё трехфазного напряжения частотой , образуется магнитное поле, вращающееся с угловой скоростью , где — число10

Читать еще:  Шкода октавия проблемы с запуском двигателя на горячую

пар полюсов статора (определяется укладкой обмотки).

Ротор АД чаще всего выполняется короткозамкнутым («беличья клетка»). В подъёмных и транспортных машинах применяют фазный ротор, где обмотка ротора через контакные кольца выводится на неподвижное основание и соединяется с добавочными сопротивлениями.

В настоящее время АД по умолчанию применяют для привода большинства объектов.

При описании АД электрические параметры двигателя имеют индексы: 1 – статор; 2 – ротор.

При R1=0 механическая характеристика описывается формулой

, где — критический момент; — скольжение.

1 – естественная ( );

1′ – реверс (меняются местами две из трех фаз);

2 — , ;

3 — или ;

4 – АД с фазным ротором , .

5 – динамическое торможение: на обмотку статора подается постоянный ток, тогда раскручиваемый ротор будет тормозиться;

6 – противоток (реверс): (меняются местами две фазы);

7 – рекуперация , реверс момента. Для торможения до нуля требуется ПЧ, который непрерывно снижает .

Пуск АД: Для ограничения пусковых токов АД большой мощности или получения плавного пуска асинхронного привода применяют:

1) включение активных или индуктивных сопротивлений в цепи статора, которые выводятся в конце пуска;

2) «частотный» пуск через преобразователь, плавно изменяющий частоту питания двигателя ;

3) пуск с фазным ротором;

4) реакторный пуск – включение индуктивных сопротивлений в цепь ротора. Вначале пуска частота тока в роторе близка к частоте сети, индуктивное сопротивление велико и ограничивает пусковой ток.

2) Механические характеристики двухфазных АД

Выпускаются на мощность до 1 кВт. Могут выполняться со сплошным или полым ротором. ОВ, ОУ – соответственно обмотки возбуждения и управления; Для сдвига фаз в цепь ОВ последовательно включают конденсатор емкостью 1-2 мкФ на каждые 100 Вт.

, при однофазном включении .

Примечание: при частотном управлении характеристики станут линейными и параллельными друг другу, при фазовом – только линейными.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Механическая характеристика — исполнительный двигатель

Механическая характеристика исполнительного двигателя зависит от его устройства и может иметь весьма разнообразный вид. Во многих практически важных случаях аналитическое выражение для механической харак теристики вообще не может быть получено и основой расчета являются экспериментально снятые механические характеристики двигателя. [1]

Механические характеристики исполнительного двигателя с полым немагнитным ротором при различных способах управления ( рис. 10.6) похожи друг на друга. При увеличении скорости вращения момент постепенно уменьшается и при некоторой скорости — скорости холостого хода становится равным нулю. При уменьшении коэффициента сигнала наблюдается смещение механических характеристик в сторону меньших скоростей и вращающих моментов. [3]

Механическая характеристика исполнительного двигателя зависит от его устройства и может иметь, вообще говоря, весьма разнообразный вид. Во многих практически важных случаях аналитическое выражение для механической характеристики вообще не может быть получено и основой расчета являются экспериментально снятые механические характеристики двигателя. [4]

Механические характеристики исполнительных двигателей постоянного тока могут быть определены и несколько другим путем, используя не только кривую нарастания скорости по времени, но и кривую изменения тока в якоре двигателя. [6]

Если механическая характеристика исполнительного двигателя имеет произвольный вид и функция соответствия аналитически не выражается, то точечное преобразование может быть построено графически с помощью шаблона, соответствующего преобразующей траектории. Время запаздывания отсчитывается по шкале времени, нанесенной вдоль контура шаблона. Следует отметить, что графический метод построения линии переключения применим во всех случаях и требует минимальной затраты времени. [7]

Если механическая характеристика исполнительного двигателя имеет произвольный вид и функция соответствия аналитически не выражается, то точечное преобразование может быть построено графически. Следует отметить, что графические методы построения линий переключения применимы во всех случаях и требуют минимальной затраты времени. [8]

Если механическую характеристику исполнительного двигателя можно достаточно точно аппроксимировать небольшим числом прямых, то фазовая траектория имеет простое аналитическое выражение. Такую механическую характеристику имеет, в частности, двигатель постоянного тока с независимым возбуждением. [9]

При произвольном виде механической характеристики исполнительного двигателя шаблон строится графически по методике, описанной выше. В этом случае масштабы вдоль осей 6 и б получаются вынужденными, зависящими от масштабов, в которых построена приведенная механическая характеристика. [11]

При произвольном виде механической характеристики исполнительного двигателя шаблон строится графически по методике, описанной выше. В этом случае масштабы вдоль осей 8 и 8 получаются вынужденными, зависящими от масштабов, в которых построена приведенная механическая характеристика. [13]

Таким образом, при произвольной механической характеристике исполнительного двигателя движение может быть отображено на фазовую плоскость, состоящую из трех листов. Траектории, заполняющие каждую область, могут быть легко определены описанными графическими методами. [15]

Основные параметры двигателей.

Основные параметры двигателей

На большинстве автомобилей установлен двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Устройство его достаточно сложно даже для специалиста, тем более для рядового водителя-непрофессионала. Однако при покупке машины всегда всегда идёт речь о характеристиках двигателя. Неспециалист обычно теряется перед выбором автомобиля вообще или конкретной его версии в частности. Попробуем разобраться в основных технических характеристиках двигателя внутреннего сгорания.

В современных автомобилях от 2 до 16. Этот достаточно серьезный показатель. Так, два двигателя с одинаковым объемом и мощностью могут сильно различаться по другим параметрам.

Два типа: рядное (последовательное) и V-образное (двухрядное), когда на одном коленчатом валу цилиндры расположены с обеих сторон. В этом случае важную роль играет угол развала цилиндров. Большой угол развала понижает центр тяжести, облегчает охлаждение и подачу масла, но при этом снижаются динамические характеристики и увеличивается инерционность. Малый угол позволяет снизить вес и инерционность, но ведёт к более быстрому перегреву.

Радикальная разновидность — оппозитный двигатель с углом развала в 180°. В этом случае все его преимущества и недостатки максимальны. Еще одна разновидность — W-образный (четырёхрядный; два синхронизированных и включенных в общую систему привода V-образных двигателя).

Весьма редкий тип двигателя — рядно-V-образный, являющийся синтезом этих двух разновидностей. Цилиндры расположены последовательно, но с отклонением по обе стороны, что способствует лучшему охлаждению.

Вообще говоря, между два основных типа двигателей различаются массой и габаритами. НОднако важно, что наименьший уровень шума и вибраций достигается, когда в одном ряду четное количество цилиндров.

✔ Объем камер сгорания

Иначе говоря, объем двигателя. Он напрямую влияет абсолютно на все остальные характеристики ДВС. В большинстве случаев увеличение объема ведет к увеличению мощности и, естественно, расхода топлива.

Обычно три варианта — чугун или другие ферросплавы (наибольшая прочность, но большой вес);. алюминий и его сплавы (малый вес и средняя прочность); магниевые сплавы (наименьший вес, высокая прочность, но очень высокая цена).

Эти характеристики, вообще говоря, говорят лишь о ресурсе и шумах и вибрации двигателя.

✔ На практике более важны выходные характеристики:

• Мощность. Она измеряется в лошадиных силах (л.с. — традиционная единица измерения) или киловаттах (кВт). Именно она определяет скорость и время разгона автомобиля.

• Крутящий момент Создаваемое двигателем максимальное тяговое усилие. Измеряется в Ньютон-метрах (Н·м). Косвенно влияет на скорость и разгон и прямо — на «эластичность» двигателя т. е. способность ускоряться на низких оборотах.

• Максимально допустимое число оборотов коленчатого вала в минуту (об/мин) Показывает, сколько оборотов коленвала в минуту сможет выдержать двигатель без потери в ресурсной прочности. Чем больше число оборотов, тем более резкий и динамичный характер имеет автомобиль.

✔ Однако не менее важны расходные характеристики:

• Расход топлива. Обычно измеряется в литрах на 100 километров. Расход в городском, загородном и смешанном вариантах различен.

• Тип топлива. Марка потребляемого бензина или дизельного топлива (ДТ). В современных автомобилях возможно использование любых марок, но при снижении октанового числа падают ресурсная прочность и мощность, а при повышении сверх нормы — повышается мощность, но снижается ресурс. Также при повышении октанового числа увеличивается теплоотдача, что может привести к раннему перегреву. Пример марок топлива: А-76, А-92, АИ-98, А-95Евро, ДТ, ДТ Евро, ДТ Супер.

Читать еще:  Влияние качества электроэнергии на работу асинхронного двигателя

• Расход масла. Измеряется в литрах, но на 1000 км. Максимальный показатель — 1л/1000км для исправной машины.

• Марка потребляемого масла. Обычно обозначется ххWхх. Первое число — густота масла, второе — его вязкость. Например — 0W40 и 5W40 — синтетические масла, 10W40 — полусинтетическое масло, 15W40 и 20W40 — минеральные масла. Более густые и вязкие масла улучшают прочность и надежность двигателя, менее густые — улучшают динамические выходные характеристики.

Внимание! Масла типа 70W90 или 95W100 являются трансмиссионными и ни в коем случае не могут быть использованы в двигателе — это гарантированно приведет к неисправности двигателя!

• Ресурсная прочность, т. е. как часто двигателю необходимо техническое обслуживание. Обычно в пределах 5 000—30 000 км пробега. Предельный пробег позволяет примерно определить полный срок службы, после гарантийного пробега прекращаются гарантийные обязательства.

Это основные потребительские характеристики.

✔ Однако надо отметить широкий ряд более сложных характеристик:

• Тип топливной системы — бензиновые и дизельные двигатели. Бензиновые обычно имеют большую мощность, но дизельные отличаются более низким расходом и большим крутящим моментом.

• Тип бензиновой системы впуска. У современных автомобилей электронная система впрыска (инжекции) топлива, которая позволяет добиться большего КПД. У более старых в большинстве карбюраторная система впуска топлива. Карбюратор не распыляет, как инжектор, топливо в камере сгорания, а вбрасывает в нее струю, что увеличивает расход топлива, снижает КПД и делает управление, менее удобным.
Обычно карбюратор устанавливается на двигатель один, многокарбюраторные двигатели более характерны для тюнинговых и спортивных моделей.

• Тип бензиновой системы впрыска — с одноточечным и многоточечным впрыском. Одноточечная система уже практически не используется, поскольку падение мощности намного превышает снижение расхода топлива.Многоточечный — распределенный и прямой впрыск. При распределенном впрыске в камере сгорания создается равномерная смесь, что обеспечивает стабильность работы на любых режимах и неприхотливость.
Прямой (непосредственный) впрыск, как это ни парадоксально, повышает и мощность, и ресурсную прочность, снижает расход топлива. Но в этом случае высока стоимость, требуется топливо высокого качества и наблюдается нестабильность работы на малых оборотах и при холодном старте.
Недостатки обеих систем компенсируются комбинированным (двойным) впрыском. Он заключается в применении обеих систем раздельно — при изменении режимов работы электроника «выбирает» нужную.

• Дизельная система впрыска.Хотя дизельный двигатель проще бензинового, система его впрыска сложнее, построены по другому принципу:
ТНВД — наиболее простая система дизельного впрыска с невысокими достоинствами. Система с насос-форсунками. В этом случае каждая форсунка впрыска является еще и насосом, подающим топливо в камеру сгорания. Характеристики в этом случае получше, но стабильная работы двигателя также проблематична. Обе системы по отдельности почти не используются.
Комбинация ТНВД и насос-форсунок — общая топливная рампа высокого давления Common Rail. ТНВД подает топливо в рампу, где оно подвергается компрессии и под высоким давлением впрыскивается в камеру сгорания. Это лучшая сейчас система, так как она обеспечивает высокие мощностные характеристики и низкий расход топлива.
Совершенствование предыдущей — аккумуляторно-возвратная рампа Common Rail второго поколения. Сжатие в рампе происходит за счет накопления топлива, а излишки поступают обратно в ТНВД — это уменьшает насосные потери мощности и расход топлива.

• Форсунки впрыска — механические или пьезотронные. Они не влияют на характеристики двигателя, но пьезотронные дают более плавный рабочий цикл и они легче в настройке.

• Клапанов на впуске/выпуске от 2 до 5 на цилиндр. Чем больше клапанов, тем плавнее работа и больше мощность, хотя при этом незначительно увеличивается расход топлива.

✔ Компрессор. Его роль — сжатие впускной смеси.

• Атмосферные двигатели — компрессора не имеют.
Двигатели с компрессией — компрессорные (с механическим компрессором) и турбонаддувные, различающиеся типом привода.

• Механический компрессор приводится непосредственно от коленвала двигателя, что создает некоторые потери в мощности и увеличивает расход топлива, турбонаддув имеет крыльчатку турбины, которая раскручивается от давления выхлопных газов. Это надежнее и не дает потерь, но прирост крутящего момента меньше, особенно на малых оборотах.

Иногда на двигатель ставят несколько компрессоров -последовательно (улучшается стабильность работы) либо параллельно (повышаются характеристики в пиковых режимах).

Система газораспределения — механизм газораспределения, распределительные валы и привод. Количество распред. валов может изменяться, но чаще по одному на каждые 8 клапанов.

Привод механизма газораспределения — цепь или ремень. Ремень проще, но требует регулярной замены. Цепь надежнее, но издаёт больше шума (металлический лязг) и дороже.

Простейший — статический механизм. Динамические — с изменяемой высотой подъема клапанов или изменяемыми фазами газораспределения.
Изменение высоты подъёма клапанов позволяет переключаться между двумя режимами движения — например экономичным и скоростным. Изменение фаз газораспределения обеспечивает более ровную работу во всем диапазоне рабочих оборотов коленвала.

Есть немало и других особенностей двигателей, но они меньше влияют на их характеристики.

Что отображает механическая характеристика двигателя

Большое значение для характеристики работы электродви­гателей имеет вращающий момент М, число оборотов n и ток в основной обмотке I, которые, как видно из выражений (4) и (5) , определенным образом взаимосвязаны и зависят друг от друга. Эти величины изменяются при различных режимах ра­боты электродвигателя.

Принято графическую зависимость п = f(М) называть механической характеристикой, а зависимость п = f(I) — скоростной. Различают естественную и искусст­венную характеристики электродвигателей.

Под естественной или автоматической понимается такая механическая или скоростная характеристика, которую имеет электродвигатель при номинальных магнитном потоке и напряжении на зажимах якоря для машины постоянного тока и номинальном напряжении на статоре и замкнутой накоротко обмотке ротора для машин переменного тока и при отсутствии в цепи якоря (или ротора) дополнительных сопротивлений. Во всех остальных случаях (изменение сопротивления в цепи якоря,

уменьшение или увеличение ра­бочего напряжения и т. д.) ха­рактеристики принято называть искусственными.

Механические характеристи­ки электродвигателей принято изображать в системе коорди­нат п, М, а скоростные — в си­стеме координат п, I. При при­нятых выше условиях о положи­тельных направлениях I и III квадранты соответствуют двигательному режиму работы элек­тродвигателя, II и IV — тормоз­ным режимам (рис. 2).

Как известно, у большинст­ва электродвигателей вращающий момент и ток в обмотке якоря (или ротора) являются ве­личинами взаимопропорциональными. Это позволяет совмещать в ряде случаев на одном чертеже при соответствующем выборе масштабов механическую и скоростную характеристики.

Говоря о механических характеристиках различных электро­двигателей постоянного тока, следует помнить, что скоростные характеристики ничем от них по виду не отличаются.

У большинства электродвигателей при увеличении момента (пли тока) скорость уменьшается. В зависимости от степени изменения скорости при изменении момента различают абсо­лютно жесткие, жесткие и мягкие механические характеристи­ки (рис. 3). Если скорость электродвигателя при изменении момента остается постоянной, то механическая характеристика является абсолютно жесткой (рис. 3, а). В тех случаях, когда при изменении момента скорость изменяется незначитель­но, характеристика двигателя считается жесткой (рис. 3,б). Если же при изменении момента скорость изменяется значи­тельно, характеристику называют мягкой (рис. 3, в).

Абсолютно жесткую механическую характеристику имеют синхронные электродвигатели, которые для привода механиз­мов подъемно-транспортных машин, как правило, не использу­ются. У электродвигателей постоянного тока с параллельным и смешанным возбуждением, а также у асинхронных электро­двигателей механическая характеристика является жесткой. Электродвигатели постоянного тока с последовательным воз­буждением обладают мягкой механической характеристикой.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector