Скоростные и нагрузочные режимы работы автомобильных двигателей

Эти режимы характеризуются изменением нагрузки (подачи топливо-воздушной смеси в цилиндры) и изменением ЧВКВ двигателя (n, мин-¹). Вели­чину нагрузки принято характеризовать величиной среднего эффективного давления в цилиндрах (Р_е, кПа).

Скоростной режим работы ДВС характеризуется постоянством нагрузки (Р_е, кПа) и изменением ЧВКВ двигателя (n, мин-¹). С увеличением ЧВКВ повышаются износы поверхностей трущихся деталей двигателей. Зави­симости между износом (И, мкм) некоторых деталей двигателей и частотой вращения коленчатого вала (п, мин-¹) представлены на рис. 3.10.

Из рис. 3.10, очевидно, что чем выше п, тем больше износы деталей, при­чем в зоне больших оборотов малое увеличение (Dn) вызывает весьма сущест­венное увеличение износов (DИ) большинства деталей двигателей.

Р_е,

Рис. 3,10. Влияние ЧВКВ двигателя п и среднего эффективного давления Р_е на интенсивность изнашивания И деталей двигателей.

1- цилиндры; 2 - поршневые кольца; 3 - шейки коленчатого вала; 4 - стержни клапанов и направляющие втулки

Некоторое увеличение износов деталей при малых п связано со сниже­нием давления в системе смазки двигателей, т.е. с ухудшением гидродинами­ческого режима работы деталей. Это в большей степени проявляется на двига­телях, имеющих большую наработку, т.е. режим малых оборотов на таких дви­гателях нежелателен.

Нагрузочный режим работы двигателей характеризуется, наоборот, по­стоянством ЧВКВ двигателя (n, мин-¹) и изменением нагрузки (P_tt кПа). При

увеличении нагрузки (повышении подачи топливовоздушной смеси) интен­сивность изнашивания деталей ДВС увеличивается. Практически прямо про­порционально, т.е. проценты возрастания Р_е и вызванных этим износов по­верхностей деталей цилиндропоршневой группы и всего кривошипно-шатунного механизма, одинаковы. Рост интенсивности изнашивания деталей при увеличении Р_е связан с увеличением количества рабочих газов в цилинд­рах (больше сгорает топлива), а значит, возрастают механические нагрузки на детали ЦПГ. Одновременно повышаются температуры трущихся поверхно­стей. Зависимости между износами (И, мкм) некоторых деталей двигателей нагрузками (Р_е, кПа) представлены на рис.З.11.

Рис. 3.11. Влияние ЧВКВ двигателя и среднего эффективного давления Р_е

на интенсивность И изнашивания деталей при п = const:

1 - цилиндры; 2 - поршневые кольца; 3 — шейки коленчатого вала;

4 - стержни клапанов и направляющие втулки

Таким образом, повышенный скоростной режим вызывает большее уве­личение износов деталей ЦПГ и всего КШМ ДВС, чем повышенный нагрузоч­ный режим. Это значит, что для обеспечения определенной скорости движения автомобиля на одном и том же участке дороги предпочтительнее двигаться на повышенной передаче (не на третьей, а на четвертой или, если есть, на пятой передаче).

Повышенной ЧВКВ двигателя необходимо всячески избегать. На всех ав­томобильных двигателях конструктивно предусмотрены ограничители ЧВКВ. В дизельных двигателях они, как правило, конструктивно располагаются в то­пливном насосе высокого давления (ТНВД) и работают по центробежному принципу, автоматически прикрывая топливорегулирующий орган (рейку) при "перекрутке" двигателя. В карбюраторных двигателад грузовых автомо­билей подобного рода ограничители, работая по пневматическому, пневмо-инерционному, инерцион­ному принципу, обеспечи­вают прикрытие дроссель­ной заслонки при дости­жении критических с точ­ки зрения долговечности двигателя, значения п.

В любом случае с двигателей снимается не максимально возможная мощность (N_ema), а так называемая «номинальная».

мощность (Л^), по внешней скоростной характеристике двигателя (рис.3.12). С точки зрения долговечности автомобильного двигателя и безотказно­сти его работы предпочтительнее движение на повышенных передачах (при пониженной ЧВКВ двигателя).