Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
docx

Студенческий документ № 040057 из МАДИ

18.9. Многопараметровые характеристики.

В практике часто возникает необходимость изучения изменения параметров и показателей двигателя в зависимости от двух переменных и более, что можно выполнить с использованием

многопараметровых характеристик. Наиболее часто исследуемый показатель изображается в координатах крутящий момент- частота вращения в виде линий постоянных значений

исследуемого показателя, что позволяет анализировать его изменение во всем поле нагрузочных и скоростных режимов двигателя.

На рис. 7.19 показана многопараметровая характеристика двигателя в координатах Мк - n, характеризующая его топливную экономичность.

Поле этой характеристики с линиями постоянного значения ge или ?_e сверху ограничено кривой

крутящего момента по внешней скоростной характеристике, снизу - осью абсцисс, соответствующей режимам холостого хода, а справа и слева - максимальной и минимальной

частотам вращения вала.

Анализ такой характеристики помогает быстро оценить зоны наиболее экономичных режимов работы двигателя, сравнить между собой несколько двигателей или результаты модификации данного двигателя, выбрать наивыгоднейший режим работы.

Многопараметровые характеристики удобны для выбора экономичного режима работы двигателей стационарных установок или при определении передаточных отношений трансмиссии автомобиля.

Построение многопараметровых характеристик в координатах Мк - n ведется на основании серии нагрузочных или скоростных характеристик. В случае недостаточного числа исходных характеристик промежуточные точки изолиний могут быть найдены графической интерполяцией.

Многопараметровые характеристики используют не только

при анализе топливной экономичности, токсичности, механического КПД, но и при рассмотрении протекания других параметров, и они могут быть построены в других координатах.

В связи с внедрением микропроцессорных систем управления на многопараметровых характеристиках часто изображают линии постоянных значений таких параметров, как ?, ?_(о.з.), что позволяет затем построить соответствующие матрицы значений управляемых параметров для систем с программным управлением.

18.10. Понятие о неустановившихся режимах. Характеристики отдельных разновидностей неустановившихся режимов и их классификация. Факторы, определяющие неустановившиеся режимы. Критерии оценки режимов.

В условиях эксплуатации двигатель автомобиля часто работает на неустановившихся режимах (НУР). Из числа НУР наиболее значимы режимы разгона. Возможны НУР при постоянной частоте вращения, поддержание которой при изменении внешней нагрузки осуществляется либо непосредственно водителем, либо с помощью автоматического регулятора.

Неблагоприятными в экологическом отношении являются неустановившиеся режимы пуска и прогрева двигателя, режимы принудительного холостого хода (ПХХ), которые,также бывают неустановившимися.

Признаком НУР является неравенство (дисбаланс) энергии, отдаваемой двигателем, и энергии, израсходованной потребителем. Если энергию характеризовать крутящими моментами двигателя и потребителя (Мс), то это условие примет вид M_к ?-M?_с=±J d?/d?

J - приведенный к оси коленчатого вала суммарный полярный момент инерции вращающихся и возвратно-поступательно движущихся масс системы двигатель - потребитель. Такие НУР связаны с изменением скоростного режима двигателя.

Но более общим признаком НУР является изменение во времени хотя бы одного из параметров, характеризующих состояние двигателя.

Изменение режима работы двигателя, представляющее собой последовательность НУР, называется переходным процессом. Переходный процесс является множеством НУР, упорядоченным по времени. Переходный процесс называется квазистационарным, если на всех НУР, составляющих данный переходный процесс, значения всех параметров, характеризующих состояние двигателя, совпадают с их значениями на сходственных УР. Под сходственными понимаются режимы двигателя при одинаковых значениях частоты вращения вала и положения органа управления двигателем (ОУД).

Причиной возникновения переходного процесса является внешнее воздействие либо в форме изменения положения ОУД, либо в виде изменения внешней нагрузки. Показатели двигателя в переходном процессе зависят от времени, прошедшего после начала воздействия, и от вида воздействия.

Квазиэффективный крутящий момент на НУР, включающий в себя затраты на разгон указанных масс двигателя. Тогда разность М_к^у ?-М?_к^н' всецело связана с различиями в рабочих процессах двигателя и в соответствующих составляющих внутренних потерь на сходственных УР и НУР.

Несовпадение теплового состояния деталей двигателя на НУР с их тепловым состоянием на сходственных УР называется тепловой инерцией двигателя. Характерной ее особенностью является большая длительность по сравнению с переходными процессами в системах топливоподачи и газообмена. Тепловая инерция может увеличивать наполнение двигателя при его разгоне с малых нагрузок, что характерно для двигателей с газовым подогревом впускного трубопровода, двигателей воздушного охлаждения и дизелей. В двигателях с жидкостным подогревом впускного трубопровода влияние тепловой инерции на наполнение цилиндров незначительно. Более заметно тепловая инерция влияет на процессы смесеобразования и сгорания.

Изменение подачи топлива в цилиндры карбюраторных двигателей в переходных процессах, вызванных быстрым открытием или закрытием ДЗ, частично связано с явлениями в карбюраторе,

а частично- с явлениями во впускном трубопроводе. Перед разгоном подача топлива осуществляется через систему холостого хода, что уменьшает уровень топлива в каналах главной

дозирующей системы. При быстром открытии ДЗ поток топлива меняет свое направление в сторону диффузора, но до момента выхода из распылителя топливо должно заполнить каналы главной

дозирующей системы. Длительность этой транспортной задержки лежит в пределах 0,4...0,7 с и зависит от скорости воздушного потока в диффузоре и от особенностей карбюратора.

Эффективным средством уменьшения этой задержки является применение двухкамерных карбюраторов с пневматическим управлением вторичными камерами.

Экономичность двигателей на НУР оценивается за весь переходный процесс. Это связано, во первых, с отсутствием надежных средств измерения мгновенного расхода топлива, а во-вторых, с разрывом во времени между подачей топлива и ее реализацией в цилиндрах двигателя, что делает некорректным использование понятия мгновенного удельного эффективного расхода.

Экономичность дизелей на НУР существенно зависит от типа регулятора. В условиях городского движения лучшую экономичность (на 4...6%) обеспечивает применение двухрежимного

регулятора. Это достигается вследствие меньшего числа выходов рейки ТНВД на упор.

18.11. Сравнительная оценка параметров рабочих процессов на установившихся и неустановившихся режимах.

В дизелях изменение цикловой подачи топлива на НУР по сравнению со сходственными УР связано с зависимостью остаточного давления в топливопроводе высокого давления от активного

хода плунжера топливного насоса высокого давления (ТНВД). При быстром перемещении рейки насоса от исходного положения до положения, соответствующего максимальной подаче, остаточное давление в топливопроводе перед следующим циклом (циклом максимальной подачи) будет равно остаточному давлению предыдущего цикла (цикла исходного режима), протекавшего

при малом активном ходе плунжера. При малых частотах вращения это остаточное давление больше соответствующего значения при максимальном активном ходе плунжера, что приводит к увеличению цикловой подачи при разгоне в нескольких первых рабочих циклах. В ряде случаев это может повысить дымность ОГ.

Влияние тепловой инерции сильнее проявляется при разгоне дизелей, особенно с пристеночным смесеобразованием. Тепловая инерция увеличивает период задержки воспламенения и повышает

жесткость работы дизеля.

Оценку влияния НУР на показатели двигателя производят их сравнением с соответствующими показателями на сходственных УР.

Показатели дизелей без наддува в основной фазе разгона (после перемещения рейки топливного насоса и завершения переходных процессов в системе топливоподачи) совпадают с соответствующими значениями на сходственных УР.

Изменение энергетических показателей таких дизелей в начальной фазе разгона и при выходе на регуляторную ветвь зависит от конструкции регулятора и определяется его динамическими качествами.

При разгоне дизеля с турбонаддувом отставание увеличения массового наполнения от частоты вращения коленчатого вала вследствие механической инерционности ротора турбокомпрессора

приводит к длительным (до 4...5 с) и значительным (до 20%) снижениям энергетических показателей (по сравнению со сходственными УР).

Показать полностью…
127 Кб, 22 июня 2017 в 19:04 - Россия, Москва, МАДИ, 2017 г., docx
Рекомендуемые документы в приложении