ЛПЗ 5 Характеристика по углу опережения

ЛПЗ 5 Характеристика по углу опережения зажигания
1 Теоретические основы. Цель работы: выявить зависимость изменения
мощностных и топливно-экономических показателей двигателя при
регулировании угла опережения зажигания.
Теоретический анализ рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания
показывает, что наиболее полного превращения теплоты в механическую
работу можно получить при мгновенном подводе теплоты и положении
поршня ВМТ. Этим обеспечивается максимальная степень расширения
рабочего тела и максимальный к.п.д. цикла.
В реальном цикле процесс сгорания и подвода теплоты занимает
определенный промежуток времени, 40-60° п.к.в. Оптимальное
расположение участка сгорания позволяет достигнуть повышения
эффективности теплоиспользования, максимальной мощности и топливной
экономичности. Изменить расположение участка сгорания относительно
ВМТ можно путем смещения момента подачи электрической искры
зажигания для воспламенения рабочей смеси. Значение угла поворота
коленчатого вала с момента подачи искрового разряда до ВМТ называется
углом опережения зажигания (о п.к.в.).
Характер изменения мощностных и топливно-экономических
показателей двигателя при регулировании угла опережения зажигания
называется регулировочной характеристикой двигателя по углу опережения
зажигания.
2 Условия проведения испытаний
а) Сохранять постоянным степень открытия дроссельной заслонки;
б) Поддерживать постоянным значение частоты вращения коленчатого
вала, путем изменения тормозной нагрузки (изменением положения
пластин-электродов регулировочного реостата нагрузки);
в) Поддерживать постоянным оптимальный тепловой режим двигателя;
г) Сохранять постоянными установленные регулировки карбюратора;
д)Изменение угла опережения зажигания выполняется путем
изменения положения прерывателя распределителя.
3 Методика снятия характеристики по углу опережения зажигания
При снятии регулировочной характеристики по углу опережения
зажигания стендовая установка дополнительно оборудуется специальным
устройством для регистрации угла опережения зажигания. Схема его
показана на рисунке 10. На специальном хвостовике переднего конца
коленчатого вала устанавливается металлический или текстолитовый диск 1
со шкалой отсчета в градусах поворота коленчатого вала. На корпусных деталях стендовой установки крепится стрелка отсчета 2 и неоновая лампа 3.
Диск и положение стрелки устанавливаются таким образом, чтобы нулевая
отметка диска точно совпадала с указателем стрелки при достижении
поршнем ВМТ. Сигнал о подаче электрической искры передается от
прерывателя-распределителя 4 через специальную дополнительную катушку
5 на неоновую лампу. Момент подачи сигнала регистрируется вспышкой
неоновой лампы, а стрелка указывает угол опережения зажигания до ВМТ.
Рисунок 10 – Схема регистрации угла опережения зажигания
1 – градуированный диск; 2 – указательная стрелка; 3 – неоновая лампа;
4 – прерыватель; 5 – дополнительная катушка; И.К. – индукционная катушка;
Св – свеча зажигания; Б – аккумуляторная батарея; К – кнопочный
включатель. С – конденсатор;
Перед проведением испытаний необходимо провести полный объем
контрольно-поверочных работ по оценке готовности двигателя стендового
комплекса. Определиться с параметрами режима работы двигателя и
зафиксировать в протоколе испытаний (частота вращения, нагрузка, при
необходимости выполнить регулировочные работы по системе питания).
Подключить системы обеспечения работоспособности стендовой установки,
запустить двигатель. Дать возможность двигателю проработать 5-10 мин на
режиме холостого хода и перевести на режим средней нагрузки с установкой
частоты вращения принятой согласно протоколу испытаний. Проверьте
исправность и работоспособность измерительных систем. После прогрева
двигателя до нормального теплового режима 80-85°С, вывести положение
дроссельной заслонки в соответствие с положением принятым по протоколу.
Положение дроссельной заслонки жестко зафиксировать.
Изменяя внешнюю тормозную нагрузку установить прежний
скоростной режим. Поворачивая корпус прерывателя-распределителя,
подбираем угол опережения зажигания, который обеспечивает наиболее
высокие показания весового механизма или тензометрического устройства.
После смещаем положение прерывателя-распределителя в сторону
увеличения угла опережения зажигания до заметного падения крутящего
момента и мощности двигателя, восстанавливаем скоростной режим, даем
возможность стабилизироваться работе всех систем двигателя. Подаем
сигнал о начале выполнения замеров для первой контрольной точки.
Результаты замеров занесите в протокол испытаний.
Изменив
положение
прерывателя-распределителя
в
сторону
уменьшения угла опережения зажигания на 5-6°п.к.в. переходим к
выполнению замеров для второй контрольной точки. И так далее, проходя
момент достижения максимальных значений крутящего момента и
мощности, с последующим уменьшением их значений на 10-15 %. Измерения
для каждой контрольной точки выполняются после корректировки
тормозной нагрузки, частоты вращения и стабилизации теплового режима.
Количество точек должно быть не менее 6-ти ... 8-ми, с хорошо
просматривающим максимумом на 4-ой, 5-ой или 6-ой точках.
Все полученные результаты измерений заносятся в протокол испытаний. Выполняются все необходимые расчеты
в соответствии с
поставленной задачей.
Полученные данные выносятся на графики регулировочной характеристики по углу опережения зажигания и подвергаются анализу.
На рисунке 11 приведена регулировочная характеристика по углу
опережения зажигания для заданного режима работы двигателя.
4 Анализ характеристики по углу опережения зажигания
Характеристика по углу опережения зажигания позволяет определить
оптимальный диапазон значений угла опережения зажигания о п.к.в., при
установке которого удается получить максимальные значения мощности и
минимальные значения удельного расхода топлива.
Максимальных значений мощности можно получить только при
оптимальном расположении основной фазы сгорания относительно ВМТ,
правильно выбрав момент подачи электрической искры путем коррекции
угла опережения зажигания.
При малых значениях угла опережения зажигания, что соответствует
позднему зажиганию, происходит снижение мощности развиваемой
двигателем и, соответственно, ухудшение топливной экономичности.
Ne
Ne, êÂò 24
22
20
18
gå
ã
êÂò Ä
÷
350
gå
325
300
55
45
35
25
0
15 
ï .ê.â.
Рисунок 11 – Регулировочная характеристика по углу опережения зажигания
Двигатель ВАЗ-21081, n=2800мин-1. Нагрузка 70%. Состав смеси  = 1.
Основной причиной такого характера изменения мощностных и
экономических показателей является ухудшение коэффициента использования подведенной теплоты. При недостаточном промежутке времени до
ВМТ, необходимого для формирования первичного очага пламени, весь
основной процесс сгорания переносится на такт расширения.
Пропорционально снижается возможность перехода теплоты в механическую
работу, увеличивается доля теплоты отдаваемой в стенки цилиндра и
большая его часть после открытия выпускного клапана уносится с
отработавшими газами.
По мере смещения угла опережения зажигания, мы определяем его
оптимальное значение, при котором достигается максимальная мощность и
наименьший удельный расход топлива. Такой угол опережения зажигания
является оптимальным для заданного режима работы двигателя.
При дальнейшем увеличении угла опережения зажигания снижается
мощность и ухудшается топливная экономичность работы двигателя.
Значительная доля теплоты теперь выделяется до ВМТ. Преждевременное
выделение теплоты приводит к повышенным значениям давления и
температуры, что в конечном итоге увеличивает потери теплоты и затраты
на диссоциацию продуктов сгорания.
Правильная и своевременная корректировка угла опережения зажигания положительно отражается на индикаторные, эффективные
показатели рабочего цикла и токсичность отработавших газов.
.
Теор. Часовой
расх Gв.т.=кг/час
Дейсй час расход
Gв.д.=кг/час
Измерения воздуха
Показ. счетчика
nсч=имп.
Уд расг/кВт.час
Час расдGT=кг/час
Вр расда топа т, сек
Измерения топлива
Навка топваg, гр
Мощность двигателя
Ne=Квт
Крутящий момент
МКР=Нм
Показания тормоза
РТ=кг
Част. враще к.вала
n=об/мин
.
Дата
Характеристика испытаний
Изменение угла опережения зажигания
Двигатель ВАЗ -- 21081
Карбюратор ДААЗ
Степень сжатия  = 8,5 . Литраж двигателя iVh = 1,1 л
Число
цилиндров I = 4
Топливо Аи -- 93 .
Условия испытаний: Барометрическое давление B=
Температура
ОС t0=
Плотность воздуха в= .
№ замера №/п
5
Коэфиц наполненя
ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ №