Dvigatelning xarakteristikasi

Dvigatelning xarakteristikasi
1-§ Umumiy malumotlar
Dvigatelning ishi foydali quvvat N_e,o’rtacha bosim P_e,tirsakli val burovchi momenti M_k,yo’qilg’I sarfi G_t va solishtrma yoqilg’I sarfi g_e bilan ifodalanadi.Dvigatelning bu va bazi boshqa ko’rsatkichlarini baxolash uchun,shuningdek ishlash sharoiti xamda konstruktiv xususiyatlariga bog’liq bo’lgan turlicha omillarning ularga tasir etishini aniqlash uchun grafikalar- dvigatelning xarakteristikalaridan foydalanadi.Xarakteristikalar tajriba asosida yani labarotoriyada dvigatelni stentda ГОСТ 18509-73(traktor va kombayn dizellari) va ГОСТ 14846-69(avtomobil karburyatorli dvigatel va dizellari) da sinab olingan malumotlar asosida quriladi.
Bu standartlar dvigatelning boshqa muhim ko’rsatkichlarini aniqlash maqsadida ularning stentda sinab ko’rilishini ham nazarda tutadi.Bu ko’rsatkichlarni aniqlash uchun xarakteristikalar ko’rish talab qilinmaydi,chunki ular son qiymatida beriladi va amaldagi normalarga taqqoslanadi.Masalan,karter moyining kuyindiga sarf bo’lishi,dvigatelning shovqini va tebranishi va boshqalar shunday ko’rsatkichlarga kiradi.
Avtomobil va dvigatellarning tezlik,nagruzka va rostlashxarakteristikalari asosiy xarakteristikalardir.
Dvigatel ishlaganda asosan ish barajgan gaz bilan,shuningdek karter gazi va taminlash sistemasi asboblaridan bug’lanadigan benzin bilan zaharli moddalar ajralib chiqadi.Bularga is gazi CO,uglevodorodlar C_mH_n,azot oksidi NO_x,aldeginlar R-COH,qorg’oshin brikmalari,benz-a-piren,kurum kiradi.
Zararli moddalar ajralib chiqishini cheklash maqsadida avtomobillar serqatnov bo’lgan ko’chalari uchun korburyatorli dvigatellarning ish bajargan gazi va karter gazida CO,C_mH_n,NO_x larning va dizellarning ish barajgan kurumning yo’l qo’yishi mumkin bo’lgan sanitariya normalari belgilangan.Tezlik, nagruzka va rostlash xarakteristikalarini olishda ish gazlari tarkibida zararli gazlar bo’lishi ham aniqlanganligi uchun quvvat,burovchi moment,yonilg’I sarfi,yonilg’ini ilgarilatish burchagining ozgarishi va boshqalarning ozgarishi egri chiziqlari bilan birgalikda ish bajargan gazdagi zararli moddalar miqdorining o’zgarishini ko’rsatuvchi grafiklar ham chiziladi va bunday xarakteristikalar muvofiq xolda tezlik zaharligi,nagruzka zaharligi, rostlash zaharligi xarakteristikalari deyiladi.
Dvigatelning foydali quvvati va tejamkorligi uning yordamchi agregatlari bilan jihozlanishiga bog’liq.
Nominal va ekspulatatsion quvvatlari farq qilinadi.
NOMINAL QUVVAT.Kerakli agregatlar bilan jihozlangan(ventilyator,xavo tozalagich,kiritish va chiqarish shovqinlar so’ndirgich,generator,gidronosos va kompressor uzib ajratib qoyilgan va chiqarish trubasi bundan mustasino),zavodda rostlangan,chiniqtrishdan chiqqan nominal aylanishlar nominal chostatasida olingan effektiv quvvati.
EXPULATATSION QUVVATI nominal kuvvatdan shu bilan farq qiladiki,buni aniqlashda dvigatel nominal kuvvatni aniqlashda istisno qilingan agregatlar bilan jihozlanadi.Generator,gidranasos va kompressordan foydalanish sharoitlari bir xil bo’ladi.
Dvigatelning sinash turlari va programmalari maqsad va vazifalariga muvofiq ГОСТ da belgilangan.Chunonchi avtomobil dvigatellari kabul qilish,kantrol explotatsiyasi,ilmiy tadqiqot va texnologik sinashlardan o’tkaziladi.
Dvigatelning qabul sinovi uni ishlab chiqarish masalasini hal qilish maqsadida ishlatiladi.Kontrol sinovda ko’plab chiqariladigan dvigatellarningtexnikaviy xujjatlaridagi ko’rsatkichlari,standart va sanitariya-gigiyena normalariga kelish kelmasligi tekshiriladi.
EXPULATATSION SINOVDA dvigatelning expulatatsiya sharoitlari va talablariga mos kelish kelmasligini tekshiradi.
ILMIY TADQIQOT SINOVI dvigatelning yangi yoki modifikatsiya turlarini yaratish ishlarini tugallash progressida o’tkaziladi.TEXNIK SINOV dvigatelni yoki uning ayrim detallarini tayyorlash progressida o’tkaziladi.
2-§ Tezlik xarakteristikasi
Tezlik xarakteristikasi dvigatelning quvvat va tejamkorlik ko’rsatkichlarini tirsakli vali aylanishlar chastoasiga bog’liqligining grafik tasviridir.Tezlik xarakteristikalari rostlagichli tarmoqli tashqi xususiy va salt yurish xarakteristikalariga bo’linadi.
T a s h q i t e z l i k x a r a k t e r i s t i k a s i drossel zaslonkasi to’la ochiq xolda ishlashida yoki yonilg’I to’liq uzatilganda(yoqilg’i nasosi reykasi vaziyati korrektorning yonilg’ini ulash paytiga mos keladi),dvigatel rostlagichsiz ishlashida

Olinadi.Bu xarakteristika tirsakli valning turli aylanishlar chostatasida,belgilangan yonilg’i sarfida yondirishni ilgarilatish yoki yoqilg’i purkashni ilgarilatish burchagida dvigatelning eng katta quvvatida ishlashini aniqlashga imkon beradi.Tajribalar karburyatorli dvigatellar uchun tirsakli val minimal aylanishlar chostatasidan nominal aylanishlar chostatasi 1.1 gacha dizel uchun tirsakli valning minimal aylanishlar chostatasidan maksimalgacha o’zgarib o’tkaziladi.

Tashqi tezlik xaraktristikalarida (200-rasm, a,b da)xarakterli nuqtalarini belgilaymiz; N_nom-dvigatelning nominal quvvati,yani tayyorlovchi zavodning yuqorida keltirilgan shartlariga muvofiq kafillik bergan foydali quvvati (A nuqta),kBt;N_{e maks} –maksimal foydali quvvat (A’ nuqta ),kBt maksimal quvvat nominal quvvatga teng (200-rasm ,a) yoki undan ortiq bo’lishi mumkin(200-rasm,b), M_nN-maksimal quvvatdagi moment (C’ nuqta),N*m;M.k.n-nominal quvvatga mos keluvchi moment (C nuqta),N*m;Mk_maxs,maksimal burovchi moment (B nuqta),N*m; N_nom-tirsakli valning tayyorlovchi zavod belgilagan nominal quvvat nominal aylanishlar chostatasi ayl/min.Bunda N_nom=N_{e maks}*n_nom=n_max; B, B’ nuqtalar-yoqilg’i sarfi G_t,g/sek va E,E’-nominal va maksimal quvvatlarga mos yoqilg’ining solishtirma sarfi,g_e,r/kBt*s;g_{e min}-yokilg’ining minimal solishtirma sarfi(g nuqta),g/(kBt*e).
Dizelning N_{e maks} quvvatdagi tashqi tezlik xarakteristikasida shtrix chiziqlar bilan dizelning tutun chiqarib ishlay boshlashi ko’rsatilgan.Tirsakli val aylanishlar chostotasining yanada oshirilishida ko’proq N_{e max} xosil qilish mumkin,biroq dizel ishlaganida tutun kuchayadi,ish bajargan gazning vibratsiyasi va tebranishi ortadi.Slinder porshen gruppalari detallarida ko’p qiyindi xosil bolishi va issiqlikdan o’ta zoriqishi tufayli dizelni ishlatib bo’lmaydi.Shu nuqtai nazardan dizel uchun N_nome max deb Kabul qilingan.Dizelda M_k=f(n) egri chiziqning ancha yotiq bolishi yoqilgi nasosi konstruksiyasi xususiyatlariga bog’liq.Bu kamchilik dizelning o’ta yuklanishga moslashish imkoniyatlarini pasaytiradi,uni yo’qotish uchun yoqilg’I nasoslarining rostlagichlari o’ta yuklanish rejimida har siklda yoqilg’i uzatishni kuchaytiradigan korrektor bn jihozlanadi.
Rostlagichli tarmoqli tezlik xarakteristikasi rostlagich xarakteristikasi deyiladi.Rostlagichli xarakteristika tezlik rostlagichini boshqarish organining rostlagich ulanganida (dizelda)yoqilgini to’liq uzatish baziyati bilan aninqlanadi.
Bu xarakteristika dvigatelning nagruzkasini asta sekin oshira borib,yani uni salt ishlashdan boshlab to maksimal quvvatgacha keyin maksimal olinadi.Rostlagichli xarakteristika rostlagich bilan jihozlangan dvigatelning quvvat va tejamkorlik sifatlarini baxolashga imkon beradi.
R o s t l a g i c h l i x a r a k t e r i s t i k a M_k,n,G_T,g_e=f(N_e) quvvat funksiyalari N_e,M_i, G_Tg_e=f(n) aylanishlar chostatasi yoki N_e,n,G_T,g_e=f(M_k) burovchi momentlar asosida kuriladi.
Rostlagichli xarakteristika ko’pincha foydali quvvat asosida quriladi,chunki u dvigatelning asosiy (rostlagichli) rejimda ishlashini aniqlashga imkon beradi,Rostlagichli xarakteristikaning egri chizig’i (200-rasm v)ikki qismdan iborat:ab qismi dvigatelni ishlashiga rostlagich tasir qilmasligini ifodalaydi.Bu qismda (b c qismida) nagruzka ortishi bilan aylanishlar chostatasi keskin kamayadi va korrektor ishlashi xisobiga yoqilg’I ishlatilishi ortadi.Xarakteristikaning ab qismi rostlagichli tarmog’i,bc qismi esa rostlagichsiz tarmog’i deyiladi.Bazan bu qismlar o’rtasida malum bir chegara ham bolmasligi mumkin,bu narsa korrektroning tuzilish xususiyatiga bog’liq.
Tezlik xarakteristikasi bo’yicha burovchi momentning jamgarma(zapas)koeyfitsiyenti aniqlanadi.Bu koeyfitsiyent dvigatelning qisqa vaqtli zo’raygan tashqi qarshilikni traktor(avtomobil)ga past uzatmaga o’tmasdan yengishi xususiyatini xarakterlaydi.
Burovchi momentning karrektor va nominal zapaslari farq qilinadi.
Burovchi momentning korrektor zapas koeyfitsiyenti:
µ=(M_{k max}- M_kN )/M_Kn *100%
formula bo’yicha topiladi(200-rasm a).
Burovchi momentning nominal zapas koeyfitsiyentini µ ni toppish uchun formuladagi M_Kn burochi moment nominal rejim quvvati Mkn bilan almashtriladi.
Drossel zaslonkasi yopiq yoki yoqilg’ini kam berib ishlashda olingan tezlik xarakteristikasi dvigatelning xar xil nagruzka va tezlik rejimlaridagi tejamkorligini baxolash uchun xizmat qladi va u xusisiy xarakteristika deyiladi.
Odatdsa nominal tezlik rejimida olingan tezlik xarakteristikasi xsusiy xarakteristikasi bilan birga olinadi,bu esa ularni taqqoslashga imkon beradi.
200-rasm ,v da D-240 dvigatelining nominal aylanishlar chostatasi n=2200 ayl/min(egri chiziq1) va ikki xususiy rejimdagi ( salt yurish nominal tezlik rejimidagi aylanishlar chostatasidan): 85% ( egri chiziq 2) va 70% (egri chiziq 3) tezlik xarakteristikalari keltirilgan.
Bu dvigatelning xar xil tezlik rejimlaridagi xarakteristikalari taqqoslanganda aylanishlar chostatasi kichik xarakteristikada tejamkorlikning ancha yuqoriligini ko’rsatadi.
Salt yurish xarakteristikasi(204-rasm) bu dvigatel nagruzkasiz ishlaganida aniqlangan tezlik xarakteristikasi.Bunday xarakteristikani olishda tirsakli val tormoz validan ajratib qoyiladi va erishilgan quvvatning hammasi dvigateldagi ishqalanish kuchlarini yengish va qo’shimcha mehanizmlar yuritmalarini xarakatlantirishga sarf bo’ladi.Traktor dizeli salt yurish xarakteristikasi salt yurishdagi tezlik rejimlari(maksimal va minimal turg’un aylanishlar chostatasi diopozoni)da olinadi.
Dizelning salt yurish minimal turg’un aylanishlar chostatasi aylanishlar chostatasining shu tezlik rejimi uchun belgilangan aylanishlar chostatasiga nisbatan ±5% farq qilguniga qadar yoqilg’I sarfini uzluksiz kamaytira borib aniqlanadi.
Korburyatorli dvigatelning salt yurish xarakteristikasi tirsakli val aylanishlar chostatasining salt yurish minimal turg’un chostatasidan to nominal aylanishlar chostatasining 50% i ga teng bo’lgan aylanishlar chostatasigacha o’zgartrib olinadi.
Aylanishlar chostatasi korburyator drossel zoslonkasining tayanch vinti yordamida ozgartriladi.Tajriba o’tkazish vaqtida aylanishlar chostatasi,yoqilg’I sarfi va kiritish turboprovodidagi siyraklanish o’lchanadi,salt yurish G_T=f(n) xarakteristikaga qarab dvigatelning nagruzkasiz ishlashidagi yoqilg’I sarfi aniqlanadi.
3-§ Nagruzka xarakteristikasi
Dvigatellar explotatsiya vaqtida xususiy nagruzka rejimlarida ishlaydi,ayni dvigatelning tejamkorligini baxolash uchun nagruzkaning ozgarishiga bog’liq xolda yoqilg’i sarfining xam o’zgarishini ko’rsatadigan nagruzka xarakteristikalari olinadi.Dvigatelning nagruzkasini ifodalovchi qiymatlar uchun foydali (effektiv) quvvat,burovchi moment yoki o’rtacha foydali bosim qabul qlinadi.
Nagruzka xarakteristikasi tirsakli valning o’zgarmas aylanishlar chostatasida yoqilg’I uzatishni salt yurish rejimidan boshlab to yoqilg’I to’liq beriladigan nagruzkaga qadar uzluksiz ko’paytrib olinadi.Dvigatel tejamkorligini to’la baxolashda har qaysi tanlangan o’zgarmas aylanishlar chostatasida mos bir nechta nagruzka xarakteristikasi olish kerak bo’ladi.

Nagruzka xarakteristikalarida ko’pchilik bog’lanishlar G_T=f(P_e) nagruzkaning deyarli barcha diapozonlarida (to’la nagruzkaga yaqini bundan mustasno)tog’ri chiziq bo’yicha sodir bo’ladi.

Korburyatorli dvigatellardagi g_e=f(P_e) va G_T=f(P_e) egri chiziqlar ancha tik ketadi,bunga korburyator ekonomeyzirida yonilg’I aralashmasining ancha boyitilishi sabab bo’ladi.
Kichik nagruzkalarda yoqilg’I to’lishining yomonlashishi qoldiq gaz koeyfitsiyentining ortishi va dvigatelning mekanikaviy F.I.K ning pasayishi tufayli yoqilg’ining solishtirma sarfi ortadi.201- rasmda misol tariqasida YaMZ-240B dvigatelining nominal aylanishlar n=1900 ayl/min chostatasida olingan nagruzka xarakteristikasi keltirilgan.
4-§ Rostlash xarakteristikalari
Rostlash xarakteristikasi dvigatelning quvvat va tejamkorlik ko’rsatkichlarining yoqilg’I sarfiga yondirishni ilgarilatish yoki yoqilg’I purkashni ilgarilatish burchagiga va boshqa rostlanuvchi parametrlariga bog’liqligini aniqlaydi.
Dvigatelning eng foydali quvvatda va tejamkorlikda ishlash sharoitiga mos keladigan rostlash parametrlarining qiymati optimal rostlash parametrlari deyiladi.Dvigatelning rostlagichli xarakteristikalari to’la va qisman nagruzkalarda aniqlanadi.
Yoqilg’I sarfiga tegishli rostlash xarakteristikalari yoqilg’i sarfiga qarab quvvat hamda solishtrma yoqilg’i sarfining o’zgarishini ko’rsatadi.
Korburyatorli dvigatelning yoqilg’I sarflashi boyicha rostlash xarakteristikasi tirsakli valning o’zgarmas aylanishlari chostatasida,drossel zaslonkasi to’liq ochiq bo’lganda va yondirishni ilgarilatishning optimal burchagida olinadi.Berilayotgan yoqilg’i miqdori yoqilg’i jiklyorini kolibrlash teshigi kesimini o’zgartrib rostlanadi.
N_e=f(G_T)egri chizig’ida A va a xarakterli nuqtalarni belgilaymiz.A nuqtada dvigatel maksimal quvvati N_e max,a nuqta minimal,solishtirma yoqilg’I sarfi g_{e min} ga g_e=f(G_T) mos keladi.
Yoqilg’i sarfi G_T.opt bo’yicha korburyatorli optimal rostlash N _{e max} va g_{e min} nuqtalar abssissalar orasida bo’ladi.

Dizelning yoqilg’I sarflash bo’yicha rostlash xarakteristikasi tirsakli valning o’zgarmas aylanishlari chostatasida va yoqilg’i purkalishini ilgarilatish optimal burchagida olinadi.Tajribaning xar bir takrorlanishida yoqilg’i nasosi rekasi oldinggi vaziyatiga nisbatan yoqilg’i uzatish ko’payishi tomoniga siljitiladi.Chunki xar qaysi tajriba uchun dvigatelning aylanishlari chostatasi o’zgarmaydi.Uzatilayotgan yoqilg’I miqdori ortadi,u xolda bir vaqtda xavoning ortiqchalik koeyfitsiyenti kamayadi va quvvat ortadi.

N_e=f(G_T) egri chizig’ida ikkita A va B xarakterli nuqtalarni belgilaymiz.B nuqtada dvigatel quvvati N_e min solishtirma yoqilg’i sarfiga g_{e min} ga mos keladi.Yoqilg’I uzatilishi ortishi bilan xavoning ortiqchalik koeyfitsiyenti kamayadi va shunday payt keladiki,dvigatel yo’qilg’I yaxshi yonmasligidan tutun chqarib ishlay boshlaydi(A nuqta ).Dvigatelning tutay boshlashiga shitrixlangan chiziqlar bilan belgilangan N_e quvvat mso keladi.
Dizel xavoning katta ortiqchalik koeyfitsiyenti bilan ishlashligi tufayli yoqilg’I uzatish ortishida A nuqta orqasida biroz ortiqcha quvvat olinadi.Biroq bunda dvigatel solishtirma yoqilg’I sarfi ortgan va ishlatilgan gazlar temperaturasi yuqori bo’lgan xolda ishlaydi.Bunday ishlash rejimi kuyundi xosil bolishini ko’paytiradi va porshen xalqalarining kokislanishiga sabab boladi,Demak optimal rostlash G_T.opt biror G´_T- G´´_T oraliq qiymatida bo’lishi kerak.
Yondirishni ilgarilatish burchagi bo’yicha rostlash xarakteristikasi(Korburyatorli dvigatellar) quvvat va solishtirma yoqilg’i sarflarining yondirishni ilgarilatish burchagiga (G_T=const da)bog’liqligini ko’rsatadi.
202-rasm, b da abscissa oqi boyicha yondirishni ilgarilatish burchagi 0° qiymatlari,ordinata oqi boyicha esa foydali quvvat N_e va solishtirma yoqilg’i sarflari g_e qiymatlari qo’yilgan.Xarakteristikalar o’zgarmas aylanishlar chostatasida,drossel zaslonkasi toliq ochiq xolida va karburyatorning qabul qilingan rostlanishida olinadi.Tajribalar yondirishni ilgarilatish burchagi 0° ning xar xil qiymatlari uchun uzgichni bir chekka vaziyatidan(ilgarilab yonish yoki kechikib yonishdan)ketma-ket boshqa vaziyatga burib N_e va g_e ko’rsatkichlarini aniqlashdan iborat bo’ladi.Yondirishni ilgarilatish burchagining kattalashishi dvigatel quvvatining pasayishi va solishtirma yoqilg’I sarfining ortishiga olib keladigan detonatsiyaga sabab bo’lishi mumkin.Har bir tajriba uchun burchak ning 0° o’zgarish intervallari 3-5°ni tashkil qladi.Yondirishni ilgarilatishni optimal

burchagi maksimal quvvat N_e max va minimal solishtirma yoqilg’I sarfi g_{e min} ga mos keladi.

Yondirishni ilgarilatish burchagini avtomatik o’zgartiradigan rostlagich bilan jihozlangan dvigatellardan ketma ketbir nechta harakteristika olinadi.Bu esa berilgan aylanishlar chostata diapozoni va nagruzkalar uchun burchakni o’zgartirish chegarasini aniqlashga hamda yondirishni ilgarilatish qurilmasi va rostlagichni ishlashini tekshirishga imkon beradi.
Yoqilg`I purkalishini belgilangan ilgarilatish burchagi bo`yicha rostlash harakteristikasi(Dizel uchun) G_T=const da effektiv quvvat N_e va solishtirma yoqilg’I sarflari g_e ning yoqilg’i uzatila boshlashining ilgarilatish burchagi 0° ga bog’liqligini tasvirlaydi.
Bu xarakteristika o’zgarmas aylanishlar chostatasi bilan ishlashida,qabul qilingan yoqilg’I sarfida va boshqa optimal rostlanishlaridan olinadi.Yoqilg’I nasosi reykasi korrektorning yoqilg’ini uzata boshlash vaziyatiga maxkamlanadi,yoqilg’I uzatila boshlashini ilgarilatish burchagini o’zgartirish uchun ilgarilatish muftasi o’rnatiladi.Bu xarakteristikalarning olish tartibi yondirishni ilgarilatish burchagi bo’yicha xarakteristikalar olish tartibiga o’xshaydi.