Регуляторні характеристики

Карбюраторний двигун

Одним з різновидів навантажувальних характеристик двигунів, обладнаних регуляторами, є регуляторні характеристики.

Регуляторна характеристика карбюраторного двигуна являє собою графічну залежність зміни крутного моменту, ефективної потужності, годинної і питомої витрат палива від частоти обертання при роботі двигуна з регулятором частоти обертання, тобто М_к; N_e; G_T; g_e = f (n). Іноді ця характеристика розглядається як наступна функціональна залежність:

М_к; G_T; g_e; n = f (N_e).

При знятті регуляторної характеристики визначаються динамічні й економічні показники двигуна при різних навантаженнях та перевантаженнях, а також визначається правильність роботи регулятора.

Зняття характеристики виконується на навантаженнях, починаючи з частоти обертання холостого ходу, далі до максимальної потужності і закінчуючи перевантаженнями двигуна. На всіх навантажувальних режимах підтримується постійна температура охолодження двигуна. Особливо ретельно знімаються показники двигуна в зоні номінальної частоти обертання.

Загальний вид регулярної характеристики карбюраторного двигуна представлений на рис. 19, де суцільні лінії – криві регуляторної характеристики; пунктирні лінії – криві зовнішньої характеристики; ділянка 1-2 – регуляторна вітка характеристики; ділянка 2-3 – перевантажувальна вітка; n_ХХ і n_н – частоти обертання двигуна, що відповідають холостому ходу і номінальному режиму.

Рис. 19. Регуляторна характеристика карбюраторного двигуна

Регуляторні вітки характеристики являють собою геометричне місце точок кривих часткових характеристик карбюраторного двигуна. Вони підкоряються закономірностям, що були обговорені при розгляді цих характеристик.

Перевантажувальні вітки характеристики є однією з ділянок кривих зовнішньої характеристики карбюраторного двигуна. Криві перемінних параметрів змінюються по залежностях, на яких ми зупинялися при аналізі зовнішньої характеристики карбюраторного двигуна.

Одержавши цю характеристику, можна зробити необхідні висновки про роботу двигуна з регулятором на різних навантажувальних режимах.

За даними цієї характеристики визначають також і ступінь нерівномірності регулятора , який підраховується за наступною формулою:

.

Дизельний двигун

Призначення, формулювання й умови зняття регуляторної характеристики дизеля є аналогічними карбюраторному двигуні, але загальний вид характеристики дещо інший (рис. 20). Позначення на даній характеристиці ті ж, що і на рис. 19. На рис. 21 представлена характеристика в залежності від навантаження М_к; n; G_T; g_e = f (N_e).

Регуляторні вітки характеристики 1 - 2 являють собою також геометричне місце точок кривих часткових характеристик дизельного двигуна і підкоряються протіканню їхніх закономірностей.

Рис. 20. Регуляторна характеристика дизеля N_е = f (n)

Рис. 21. Регуляторна характеристика дизеля n = f (N_е)

Перевантажувальні вітки регуляторної характеристики проходять по-іншому, чим криві зовнішньої характеристики дизеля. Більш круте зростання крутного момента двигуна на перевантаженнях – це вимога, необхідна для покращення динамічних показників і пристосованості дизелів, досягається шляхом виправлення характеру протікання кривих М_к і N_е, що здійснюється шляхом додаткової подачі палива на перевантаженнях.

В рівнянні зменшенням значення  впливаємо на збільшення відношення , і в зв’язку з цим на деяке зростання коефіцієнта _м, що в остаточному підсумку підвищує величину крутного моменту.

Все це можна простежити по зміні параметрів, що впливають на величину М_к (рис. 22).

Рис. 22. Характер зміни , q,  від n на перевантаженні дизеля

Зі зменшенням частоти обертання збільшується коефіцієнт наповнення, а циклова подача палива знижується, внаслідок відомої особливості паливних насосів, що приводить до наявності надлишкової кількості повітря і дозволяє спалювати підвищені дози палива. Для коректування характеристики паливних насосів вдаються до застосування коректорів, які збільшують крутний момент дизеля до 25 %, а коефіцієнт пристосування зростає до 1,3.

Збільшення циклової подачі на перевантаженні дизеля також змінює убік підвищення криві G_Т і N_е.

Питомі витрати палива при зменшенні частоти обертання нижче номінальних майже не змінюються в зв’язку з тим, що відношення залишається постійним, тому що чисельник і знаменник цього відношення зростають практично пропорційно. Отже, подібне поліпшення динамічних якостей дизельного двигуна зовсім не позначається на економіці дизеля.

Знявши і проаналізувавши регуляторну характеристику, роблять необхідні висновки про роботу дизеля з регулятором на різних навантажувальних режимах.

За даними цієї характеристики визначаємо ступінь нерівномірності регулятора по формулі, як для карбюраторного двигуна.