Obciążenie

Charakterystyki w funkcji obciążenia

Charakterystyki w funkcji obciążenia służą głównie do oceny tych silników, które cechuje stałość prędkości obrotowej (np. silniki stacjonarne do napędu prądnic, silniki lokomotyw o przekładniach elektrycznych) lub zmienność prędkości obrotowej w dość wąskim zakresie zależnym od właściwości zastosowanego regulatora (np. silniki ciągników, silniki samochodów ciężarowych). Wielkościami odkładanymi na osi odciętych, tj. określającymi obciążenie, są moc użyteczna Ne lub średnie ciśnienie użyteczne pe. Charakterystyki w funkcji Ne służą do oceny danego silnika w ściśle określonych warunkach pracy, a charakterystyki w funkcji pe – do wzajemnego porównywania właściwości różnych silników. Niekiedy zamiast wartości bezwzględnych Ne lub pe odkłada się wartości procentowe odniesione do wartości otrzymywanej w warunkach znamionowych lub w warunkach charakterystyki zewnętrznej i odpowiadającej danej prędkości obrotowej. Charakterystyka obciążeniowa przedstawia wykreślnie zależność jednostkowego zużycia paliwa od mocy użytecznej lub średniego ciśnienia użytecznego, przy stałej prędkości obrotowej.

Charakterystyki obciążeniowe

W celu umożliwienia bardziej dokładnej oceny silnika, zależnie od potrzeby charakterystyki obciążeniowe uzupełnia się różnymi innymi krzywymi a mianowicie: godzinowego zużycia paliwa, sprawności mechanicznej, temperatury spalin, najwyższego ciśnienia spalania itp. Charakterystyki obciążeniowe silników trakcyjnych sporządza się dla kilku wartości prędkości obrotowej, obejmujących cały zakres pracy silnika. Przebieg zasadniczej krzywej charakterystyki obciążeniowej silnika z zapłonem samoczynnym można wytłumaczyć w oparciu o wzór z książki Niewiarowskiego pt.: :Tłokowe silniki spalinowe” – tom pierwszy. Podczas jałowego biegu silnika Ne = 0 oraz rjm = 0, a więc ge – co, co nie oznacza jednak, że silnik pracując na biegu jałowym zużywa nieskończenie duże ilości paliwa. Ze wzrostem obciążenia rośnie i a maleje ge, przy czym wpływ t]c na tym odcinku nie ma dużego znaczenia. Na odcinku 2-3 wielkość ge zmienia się w wąskich granicach, a g uzyskuje się przy obciążeniu odpowiadającym największej wartości iloczynu 7).

Zwiększenia obciążenia

W miarę dalszego zwiększania obciążenia (odcinek 2-3) jednostkowe zużycie paliwa wzrasta wskutek spadku współczynnika nadmiaru powietrza X, co powoduje niecałkowite spalanie (zakres dymienia), dopalanie podczas rozprężania i wzrost strat na chłodzenie, a więc ogólnie spadek % większy niż wzrost i\m. Punkt 4 odpowiada największej osiągalnej mocy Ne przy danej prędkości obrotowej. Dalsze zwiększenie dawki paliwa prowadzi do dalszego pogorszenia warunków spalania i pociąga za sobą szybki wzrost ge (odcinek 4-5) z jednoczesnym obniżeniem Ne. Płaski przebieg krzywej ge = f(pe) na rysunku 6-16 jest wynikiem tego, że w silniku z zapłonem samoczynnym wraz ze spadkiem obciążenia wzrasta A, czemu towarzyszy wzrost yjc. W silnikach z zapłonem iskrowym natomiast urządzenia zasilające (gaźnik lub mieszalnik) są tak skonstruowane i regulowane, aby w przeważającym zakresie obciążeń silnika był zachowany w przybliżeniu stały współczynnik nadmiaru powietrza, odpowiadający oczywiście bardzo dużej sprawności.

Tags: obciążenie, samochód, silnik

Kategoria: obciążenie, regulacja silnika

Elastyczność prędkości

Wskaźnik prof. Flossela

Wskaźnik elastyczności prędkości obrotowej wyraża się stosunkiem prędkości obrotowej odpowiadającej największej mocy (lub n” w silniku z regulatorem) do prędkości obrotowej odpowiadającej największemu momentowi obrotowemu. Silnik odznaczający się większą wartością wskaźnika en ma większy, możliwy do wykorzystania, zakres prędkości obrotowej i dzięki temu bardziej nadaje się do celów trakcyjnych. Zwykle e” zawiera się w zakresie od 1,3 do 2,0. Wskaźnik elastyczności całkowitej jest iloczynem obu wymienionych poprzednio wskaźników. Wskaźnik ten został wprowadzony przez prof. Flossela w celu scharakteryzowania całkowitej elastyczności silnika za pomocą jednej tylko wielkości. Przeciętnie wartości E zawierają się w granicach od 1,5 do 2,5. Wśród silników z zapłonem iskrowym większą elastycznością cechują się modele samochodowe, mniejszą zaś motocykle. W silnikach z zapłonem samoczynnym większe wartości em odpowiadają silnikom wyposażonym w korektory wydatku paliwa (patrz w podobnym artykule).

Silnik o regulacji szybkoobrotowej

Silnik o regulacji szybkoobrotowej jest przystosowany do pracy w dość wąskim przedziale prędkości obrotowych bliskich prędkości znamionowej. Taką regulację stosuje się w silnikach samochodów wyścigowych i sportowych, w silnikach niektórych samochodów ciężarowych oraz w silnikach lotniczych i okrętowych. Charakterystyka silnika o regulacji wolnoobrotowej odznacza się tym, że krzywa pe ma swoje maksimum w zakresie n = (0,4-r0,5)/zn i opada stromo w miarę zwiększania prędkości obrotowej (duża elastyczność silnika). Krzywa Ne takiego silnika natomiast jest bardziej wypukła, ma większy promień zaokrąglenia i osiąga wartość Nemax mniejszą niż przy regulacji szybkoobrotowej. Silniki o regulacji wolnoobrotowej są stosowane wówczas, gdy zależy nie tyle na dobrym wykorzystaniu objętości skokowej, ile na łatwym rozruchu, zdolności szybkiego przystosowania się silnika do zmian obciążenia w czasie pracy, łatwym przyspieszaniu pojazdu i małym zużyciu paliwa w szerokim zakresie prędkości obrotowych, a więc w większości samochodów osobowych znacznej części samochodów ciężarowych i w większości innych użytkowych pojazdów drogowych.

Tags: flossel, moc, paliwo, prędkość, samochód, silnik

Kategoria: elastyczność prędkości