Четверг, 02.05.2024, 03:07 Приветствую Вас Гость | RSS
			Главная | Регистрация | Вход
			ТО и ремонт автомобилей Узнай всё про автомобиль

Характеристики двигателей внутреннего сгорания. 

В ДВС газы, образующиеся при сгорании смеси, перемещая поршни, совершают полезную работу, вследствие чего двигатель развивает определенную мощность.

         Мощность — это работа, производимая в единицу времени (в 1 с).

Мощность, равная 750 Н м /с (75 кгс м /с), называется лошадиной силой (л.с.).

Мощность ДВС измеряется так же в киловаттах, 1 кВт равен 1,36 л. с.

Мощность, развиваемая газами внутри цилиндров двигателя, называется индикаторной мощностью.

Мощность, которая может быть снята с коленчатого вала двигателя и использована для осуществления движения автомобиля, называется эффективной.

     Часть давления, создаваемого газами внутри цилиндров, затрачивается на трение между деталями (в основном поршней о стенки цилиндров и подшипников коленчатого вала) и на приведение в действие ряда механизмов двигателя (вентилятора, жидкостного насоса и т .п .). Поэтому эффективная мощность, снимаемая с коленчатого вала двигателя, всегда будет меньше индикаторной мощности, развиваемой газами внутри цилиндров, на величину указанных внутренних потерь.

Величина этих потерь оценивается механическим козффициентом полезного действия (КПД), представляющим собой отношение эффективной мощности двигателя к индикаторной. Для современных высокооборотных автомобильных двигателей значение этого коэффициента равно 0,7...0,8 , а для дизелей — 0,6...0,7. 

         Эффективная мощность двигателя зависит от давления газов внутри цилиндров. При увеличении давления газов мощность возрастает.

Давление газов в цилиндре при рабочем ходе является переменной величиной. Например, в карбюраторных двигателях давление газов изменяется от наибольшего значения (250...300 МПа) в начале рабочего хода до наименьшего значения (30...40 МПа) в его конце.

При подсчете мощности двигателя принимается некоторое среднее постоянное значение давления газов, которое производит ту же работу за цикл, что и переменное действительное давление газов. Значение этого давления зависит от количества горючей смеси, поступающей в цилиндры, ее состава и других характеристик, т.е. от режима работы двигателя.

      Среднее давление газов с учетом внутренних потерь при полной подаче горючей смеси составляет для автомобильных карбюраторных двигателей примерно 70...90 МПа, а для дизелей без турбонаддува — 60...70 МПа, с турбонаддувом — до 100 МПа. Это давление называется средним эффективным давлением.

Работа, производимая газами, а следовательно, и мощность двигателя зависят от площади поршня и его хода, т.е. от рабочего объема цилиндра, а также от числа цилиндров и частоты вращения коленчатого вала в минуту.

Кроме того, мощность двигателя зависит от его тактности: в четырехтактном двигателе рабочий ход в каждом цилиндре совершается через каждые два оборота коленчатого вала, а в двухтактном — через каждый его оборот.

Зависимость эффективной мощности двигателя, кВт, от всех перечисленных параметров может быть выражена формулой:

где:     р_е — среднее эффективное давление газов, Н /м²;

           ic — число цилиндров;

           V_h — рабочий объем одного цилиндра, м³;

           n — частота вращения коленчатого вала, мин^-1;

           1000 — переводной коэффициент;

            z — коэффициент тактности двигателя (для четырехтактного процесса z= 4).

Из рассмотренных параметров постоянными, т.е. зависящими только от конструкции двигателя, являются размеры цилиндра, число цилиндров и тактность двигателя.Остальные параметры переменные и зависят от режима работы двигателя и его состояния, а следовательно, от его правильной эксплуатации и технического обслуживания.

При грамотной эксплуатации двигателя, его тщательном регулировании можно получить наибольшую мощность.

Очень важным параметром, характеризующим работоспособность двигателя, является крутящий момент, развиваемый на его валу.

Крутящим моментом называется произведение силы на плечо ее действия. Таким образом, крутящий момент М измеряется в ньютонах на метр (Нм).

При работе двигателя на его валу развивается определенный крутящий момент, который через трансмиссию передается ведущим колесам и приводит автомобиль в движение. Крутящий момент двигателя зависит от величины силы Т, приложенной к кривошипам вала, и от радиуса кривошипа.

Между эффективной мощностью N_e, кВт, развиваемой двигателем, частотой вращения двигателя n, мин^-1, и крутящим моментом М_к, Нм, существует следующее соотношение: 

Экономичность работы автомобильного двигателя измеряется количеством топлива в граммах, израсходованного на каждую единицу мощности (1 кВт) за 1 ч. Эта величина называется удельным расходом топлива g_e, она измеряется в граммах на киловатт-час.

Удельный расход топлива зависит от совершенства конструкции двигателя, его обслуживающих систем и в значительной мере от состояния двигателя, качества его технического обслуживания и регулировки.

При хорошем состоянии двигателя можно значительно повысить экономичность его работы.

Суммарный (общий) расход топлива двигателем характеризуется расходом топлива в килограммах за 1 ч работы.

Эта величина называется часовым расходом топлива Gт и измеряется в килограммах в час.

Эффективная мощность двигателя, развиваемая им при работе, изменяется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. По мере увеличения частоты вращения коленчатого вала мощность двигателя возрастает, но до известного предела, определенного для каждого двигателя. При дальнейшем повышении частоты вращения мощность начинает уменьшаться вследствие того, что цилиндры не успевают за все более сокращающиеся промеж утки времени наполняться достаточным количеством горючей смеси или воздуха, а также из-за ухудшения процесса сгорания топлива и увеличения потерь на трение в самом двигателе.

Поэтому при указании максимальной мощности двигателя всегда приводится частота вращения коленчатого вала, которой эта мощность соответствует.

С изменением частоты вращения коленчатого вала двигателя кроме мощности соответственно изменяются крутящий момент М_к и удельный расход топлива g_e .

Зависимость всех этих параметров от частоты вращения коленчатого вала при работе двигателя с полной подачей топлива (дизель) или при полностью открытой дроссельной заслонке (карбюраторный двигатель) представляют в виде графика, который называется внешней скоростной характеристикой двигателя.

Эта характеристика получается путем соответствующих испытаний двигателя и является основной характеристикой, определяющей все параметры двигателя: мощность, крутящий момент и топливную экономичность.

Важным удельным параметром, характеризующим совершенство поршневого ДВС, является литровая мощность N_л, т. е. наибольшая мощность двигателя, приходящаяся на 1 л его рабочего объема. Чтобы определить литровую мощность, нужно наибольшую мощность двигателя N_e, кВт, разделить на рабочий объем Vл, л: