3.4. Топливные характеристики

Наглядное представление о влиянии режима работы на экономичность работы двигателя дают скоростные, нагрузочные и универсальные топливные характеристики.

Скоростные топливные характеристики карбюраторного двигателя показывают взаимосвязь секундного расхода топлива с частотой вращения коленвала при различных положениях дроссельной заслонки.

Рис. 15. Скоростные топливные характеристики карбюраторного двигателя грузового автомобиля

С увеличением открытия дроссельной заслонки и с повышением частоты вращения вала секундный расход топлива возрастает.

Нагрузочные характеристики двигателя отражают взаимосвязь удельного эффективного расхода топлива с величиной загрузки (развиваемой мощности) при различных частотах вращения коленвала (рис. 16).

Форма и расположение кривых свидетельствуют о том, что повышение нагрузки двигателя (т.е. развиваемой мощности, крутящего момента или среднего эффективного давления) способствует повышению его топливной экономичности.

Рис. 16. Нагрузочные топливные характеристики дизельного двигателя грузового автомобиля

Наиболее полное представление об экономичности работы двигателя при различных режимах дает универсальная характеристика (рис. 17). Универсальная характеристика представляет собой систему кривых, относящихся к постоянным значениям того или иного параметра, которые наглядно отражают тенденции его изменения в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и среднего эффективного давления. Такая характеристика может быть построена для любого параметра двигателя, что позволяет получить почти полное представление о работе двигателя при различных скоростных и нагрузочных режимах. Так, например, топливную экономичность двигателя характеризуют линии постоянного удельного эффективного расхода топлива, которые в наглядной форме отражают экономичность его работы при различных режимах, т.е. при разных сочетаниях частоты и среднего эффективного давления. Линии постоянного открытия дросселя показывают, какое сочетание частоты и давления можно получить при том или ином положении дросселя, а линии постоянной мощности - при каком сочетании частоты и давления достигается та или иная мощность и т.д.

Рис. 17. Универсальная топливная характеристика карбюраторного

двигателя

Из расположения кривых видно, что наиболее экономичным является такой режим работы двигателя, когда частота вращения коленвала находится в диапазоне от 1800 до 2700 об/мин, а среднее эффективное давление достигает значений 0,75 - 0,85 МПа. Всякое удаление от указанной зоны приводит к возрастанию удельного эффективного расхода топлива, т.е. к ухудшению экономичности работы двигателя. Анализ показывает, что как у карбюраторных, так и дизельных двигателей повышение удельного эффективного расхода топлива связано, прежде всего, с уменьшением его механического к.п.д.. Кроме того, у карбюраторных двигателей происходит при этом некоторое снижение индикаторного к.п.д., обусловленное неполнотой сгорания топлива (из-за обогащения смеси карбюратором и повышения доли остаточных газов в рабочем заряде). Поэтому у карбюраторных двигателей возрастание удельного эффективного расхода топлива при снижении нагрузки особенно велико. У дизелей снижение нагрузки (следовательно, и количества впрыскиваемого топлива) приводит к увеличению коэффициента избытка воздуха и некоторому возрастанию индикаторного к.п.д. Однако это не компенсирует снижения механического к.п.д., а лишь снижает степень ухудшения топливной экономичности. Снижение механического к.п.д. двигателя (_м) при снижении нагрузки обусловлено возрастанием доли механических потерь (_мп).