3.1. Режим работы двигателя

Режим работы двигателя - это временная последовательность его состояний, характеризуемых совокупностью показателей его работы и параметров рабочего процесса.

К основным показателям работы двигателя, влияющим на режим движения автомобиля, относятся: индикаторный крутящий момент (M_i, Нм); частота вращения коленвала (n_е, об/мин); расход топлива (G, г/c).

К параметрам рабочего процесса двигателя относят: температуру охлаждающей жидкости, давление масла в системе смазки, интенсивность изнашивания, коэффициент наполнения, индикаторный к.п.д. и т.п. Общее число параметров работы двигателя достигает нескольких десятков. Если все показатели и параметры работы в заданном интервале времени остаются неизменными, то такой режим работы двигателя называется установившимся (или равновесным). На практике под установившимся понимается такой режим, когда основные показатели его работы являются стабильными, т.е.

M_i = const; n_е = const; G = const. (78)

Если стабильным остается только один из показателей работы, например, частота вращения вала (n_е = const), то говорят об установившемся скоростном режиме. При M_i = const имеет место установившийся нагрузочный режим.

Условием установившегося режима работы является стабильность и равенство индикаторного крутящего момента двигателя и момента сил сопротивления движению автомобиля, приведенного к коленчатому валу двигателя:

M_i = M_с = const. (79)

где M_с - суммарный момент, создаваемый силами сопротивления движению (трансмиссии, качению, подъему, воздуха и прицепа), приведенный к коленчатому валу двигателя.

При равенстве и стабильности моментов устанавливается постоянная частота вращения вала и постоянный расход топлива.

В процессе движения автомобиля установившийся режим движения постоянно нарушается. При этом двигатель работает в неустановившемся режиме, т.е. таком режиме, при котором показатели работы меняются во времени. Причинами перехода двигателя к неустановившемуся режиму работы является изменение момента сил сопротивления движению (из-за изменения продольного уклона дороги, типа покрытия, скорости и направления ветра и др.) или крутящего момента самого двигателя вследствие изменения подачи топлива (топливно-воздушной смеси).В результате изменяется частота вращения вала и скорость движения автомобиля. Ускоренное вращение вала описывается уравнением:

J_д(d_е/d) = M_i() - М_с(), (80)

где J_д - суммарный приведенный к коленчатому валу двигателя момент инерции вращающихся масс автомобиля;

_е - угловая скорость вращения вала.

Таким образом, неустановившийся режим - это такой режим, в течение которого двигатель переходит от одного равновесного состояния к другому. Поэтому говорят, что неустановившийся режим работы соответствует фазе "переходного процесса".