Описание двигателя | AUTO-GL.ru

Двигатель vk45de собрал все наиболее передовые разработки компании Yokohama Plant. Так, например, переменный впускной колектор изготавливается с применением полимеров. Он позволяет направлять потоки воздуха по различным путям в зависимости от частоты вращения коленвала и динамической нагрузки. Данное решение позволяет оптимизировать крутящий момент на низких и высоких оборотах, полностью раскрывая потенциал силовой установки.

Двигатель Нисан

Мотор vk45de является продолжением серии vk45, разрабатываемой параллельно с силовыми установками vh55. Двигатель впервые показали публике в 2001 году. Установлен он был на автомобиль Infiniti Q45. Разработчиком мотора является Yokohama Plant, принадлежащий Nissan Motor завод. Передовые технологии, примененные конструкторами, позволили vk45de оставаться востребованным до 2010 года.

Двигатель имеет 8 цилиндров, расположенных V-образно. В качестве материала для отливки выбран алюминий. Это позволило снизить вес мотора. Конструкция предполагает наличие двух крышек гбц. Они изготавливаются из того же материла, что и блок цилиндров. Схема блока цилиндров отображена на нижеприведенном изображении.

Схематическое расположение цилиндров

Регулировка клапанов в двигателе vk45de не предусмотрена, так как используются гидрокомпенсаторы. На каждый цилиндр приходится по четыре клапана. Это позволяет более оптимально использовать рабочую камеру сгорания.

В процессе эксплуатации цепь ГРМ себя показывает наилучшим образом. Она без проблем служит более 100 тыс. км пробега. Выход ее из строя гнет клапана, поэтому вырабатывать ее ресурс полностью не стоит.

Внешний вид силовой установки vk45de

Силовой агрегат vk45de полностью соответствует экологически нормам. В выпускной коллектор вмонтированы керамические нейтрализаторы. Недостатком данной конструктивной особенности является высокая чувствительность к качеству топлива. Низкосортный бензин способен разрушить керамику, и она попадет в двигатель. После этого в результате абразивного эффекта на поршнях и цилиндрах появятся задиры, устранить которые способен только капитальный ремонт.

Содержание статьи

Регламент технического обслуживания для поддержания мотора в исправном состоянии

Срок службы двигателя vk45de напрямую зависит от того, какое масло лить. Изготовителем рекомендовано использовать фирменное масло от Nissan Motor. Эта же смазка залита в мотор vk45de с завода. Мнение владельцев идет в разрез с указаниями производителя. Они обвиняют масло от Nissan в слишком сильном закоксовывании под температурным воздействием. В результате этого поршневые кольца и маслосъемные колпачки перестают нормально выполнять свои функции. Расход масла чрезмерно возрастает.

Применение другого масла именитых брендов решает проблему с его повышенным расходом, но только на неизношенном двигателе. Интервал замены при городской эксплуатации желательно сократить до 5 000 километров пробега. Выбирая какое масло заливать важно избегать подделок, поэтому приобретение расходников должно происходить в проверенных магазинах.

Мануал также предписывает менять масляный фильтр при каждой смене масла. Воздушный фильтр может прослужить в два-три раза дольше и потребовать замены при 15-20 тыс. км пробега. При этом регулярность его замены зависит от условий эксплуатации машины.

Мотор vk45de выделяет большое количество тепла, поэтому система охлаждения должна справляться с возложенными на нее функциями. Перегрев двигателя ведет к закоксовыванию масла, под воздействием чрезмерного износа попадают распредвал и коленвал. Высокая температура вызывает заклинивание ЦПГ, так как поршни расширяются и теряют свою геометрию. Исправить ситуацию после перегрева может только капремонт.

Загрязнение мотора ведет к ухудшению теплоотдачи

При каждом техническом обслуживании рекомендуется измерять степень сжатия. Компрессия на раннем этапе покажет проблемы с клапанами либо ЦПГ. Объем работ при выявлении неисправностей на раннем этапе значительно меньше.

Обзор неисправностей и способы устранения поломок

Повысившийся расход топлива или ухудшившиеся характеристики двигателя заставляют автовладельца задуматься об состоянии силовой установки железного коня. Устройство двигателя vk45de достаточно сложное, поэтому выполнить ремонт своими руками не всегда представляется возможным. Так, например, головка блока цилиндров имеет 32 гидротолкателя. Проверить каждый из них на работоспособность займет массу времени. Собрать обратно двс, да так чтобы порядок работы цилиндров не был нарушен под силу далеко не каждому.

Начинать устранение неисправности следует с деффектовки. Более простые поломки требуют проверки состояния свечей на vk45de, но существуют неисправности, которые без демонтажа поршней и шатунов не устранить. Особенностью vk45de является высокая способность получать задиры поршней и цилиндров. Коленвал также часто изнашивается, что проявляется в его биении. В некоторых случаях даже маховик не способен погасить паразитную вибрацию.

Изношенные детали мотора vk45de

Масло для vk45de играет одну из ключевых ролей. От него напрямую зависит ресурс мотора. Помпа редко выходит из строя, но при возникновении неисправности двигатель получает серьезные повреждения в кратчайшие строки. Уменьшившиеся объёмы подаваемой смазки в сопрягающиеся поверхности приводит к возникновению задиров. В запущенных случаях глубину царапины можно почувствовать при касании рукой. Технические характеристики мотора могут ухудшится настолько, что капитальный ремонт становится нецелесообразным и требуется замена двс.

Неисправное зажигание также может вызвать ухудшение параметров движков. Плохое искрообразование увеличивает расход топлива. Выдаваемая мощность при этом падает, что сказывается на динамике автомобиля.

Варианты тюнинга мотора

Увеличить мощность vk45de при комплексном подходе не составит труда, так как мотор имеет большой потенциал. Описание того, как тюнинг производится на раллийных авто с данным двигателем помогает автовладельцам. На рынке существуют стоковые детали, например, распредвалы, добавляющие лошадок в табун.

Система, разработанная гонщиками LMP, рекомендует начинать тюнинг с электронного управления. Также требует изменения система выпуска газов. Следует учесть, что тюнинг ведет к увеличению загрязнения экологии.

Список моделей авто, в которые устанавливался vk45de

Самым первым автомобилем, на котором устанавливался vk45de является Infiniti Q45. В дальнейшем данный мотор встречается на машинах:

• Infiniti FX45;
• Infiniti M45.

Руководство Nissan Motor решило использовать vk45de не только в авто дочерней компании Infiniti, но и на машинах бренда под собственным именем:

• Nissan Fuga;
• Super GT Nissan 350Z;
• Nissan Cima;
• Nissan President;
• Super GT Nissan GT-R.

Форсировка двигателя позволила использовать его на раллийных автомобилях LMP3. Мотор прекрасно показал себя на треке в 2011 году. Для облегчения мотора в спорткарах компании пришлось облегчить все, в том числе и навесное оборудование.

Перечень модификаций мотора vk45de

Выпущенный в 2001 году двигатель vk45de до окончания своего выпуска шел в ногу со временем. Это обеспечивали постоянная модернизация и усовершенствование двигателя, в результате чего получились следующие модификации:

• vk45de 340 hp, устанавливался в 2002–2006 на автомобиль Infiniti Q45 и в 2003–2004 годах на Infiniti M45;
• vk45de 320 hp, использовался в 2003–2008 на Infiniti FX45;
• vk45de 325 hp, нашел место в подкапотном пространстве Infiniti M45 в 2006–2010 годах;
• vk45de 333 hp, без изменений просуществовал с 2004 по 2010 год на Nissan Fuga 450 GT;
• vk45de 490 hp, непродолжительно устанавливаемый в 2007 году на Super GT Nissan 350Z;
• vk45de 450 hp, являющийся раллийной версией vk45de.

Yokohama Plant сумели создать достойный двигатель. Применение его столь продолжительное время говорит об успехе конструктивных и технических решений. На протяжении всего времени выпуска мотор являлся одним из наиболее востребованных в своем классе.

Технические характеристика двигателя

Производство	Yokohama Plant
Марка двигателя	vk45de
Годы выпуска	2001-2011
Материал блока цилиндров	алюминий
Система питания	инжектор
Тип	V-образный
Количество цилиндров	8
Клапанов на цилиндр	4
Ход поршня, мм	82.7
Диаметр цилиндра, мм	93
Степень сжатия	10.5
Объем двигателя, куб.см	4494
Мощность двигателя, л.с./об.мин	280/6000 320/6400 333/6400 340/6400490/6400
Крутящий момент, Нм/об.мин	451/3600 446/4000 455/4000 452/4000
Топливо	95
Экологические нормы	—
Вес двигателя, кг	236
Расход  топлива, л/100 км (для Infiniti Q45) — город — трасса — смешан.	— 14.7 10.7 13.1
Расход масла, гр./1000 км	до 1000
Масло в двигатель	0W-30 5W-30 5W-40 10W-30 10W-40
Сколько масла в двигателе, л	6.4
Замена масла проводится, км	15000 (лучше 5000)
Рабочая температура двигателя, град.	90-95
Ресурс двигателя, тыс. км — по данным завода — на практике	— — 400+
Тюнинг — потенциал — без потери ресурса	— 500+ 350
Двигатель устанавливался	Infiniti Q45 Infiniti FX45 Infiniti M45 Nissan Fuga Super GT Nissan 350Z Nissan Cima Nissan President Super GT Nissan GT-R

2.2. Нагрузочные характеристики двигателей

Нагрузочной характеристикой двигателя называются зависи­мости часового G_T и удельного эффективного g_e расходов топлива от эффективной мощности N_e или эффективного давления р_е га­зов на поршень при постоянной угловой скорости ω_е коленчатого вала. Нагрузочные характеристики служат для оценки топливной экономичности двигателя при различных режимах его работы.

На рис. 2.4 показана нагрузочная характеристика бензинового двигателя. Часовой расход топлива связан приблизительно линей­ной зависимостью с N_e и р_е. Удельный эффективный расход топ­лива значительно возрастает при уменьше­нии его подачи из-за ухудшения рабочего процесса и снижения механического КПД двигателя. Экономичность двигателя тем выше, чем меньше g_e и чем более полого проходит его кривая в интервале нагрузок двигателя, типичных для условий эксплу­атации.

Рис. 2.4. Нагрузочная характеристика бензи­нового двигателя

Двигатель автомобиля работает в широ­ком диапазоне значений угловой скорос­ти коленчатого вала, поэтому измеряют не одну, а несколько его нагрузочных харак­теристик.

2.3. Регулировочные характеристики двигателей

Регулировочной характеристикой двигателя называются зави­симости эффективной мощности и удельного эффективного рас­хода топлива от его часового расхода, состава горючей смеси, угла опережения зажигания или впрыска топлива и т.д.

Регулировочные характеристики определяют оптимальные ус­ловия работы двигателя и оценивают каче­ство его регулировки. Эти характеристики измеряют при полной и частичных нагруз­ках двигателя (при полной и частичной подаче топлива).

Рис. 2.5. Регулировочная характеристика бензи­нового двигателя по расходу топлива

Обычно снимают регулировочные харак­теристики двигателя по расходу топлива, показывающие изменение эффективной мощности и удельного эффективного рас­хода топлива в зависимости от его часово­го расхода при постоянной угловой скоро­сти коленчатого вала.

На рис. 2.5 приведена регулировочная характеристика бензинового двигателя по

расходу топлива. Она имеет две характерные точки, одна из кото­рых соответствует максимальной мощности, а другая — мини­мальному удельному эффективному расходу топлива.

Двигатель развивает максимальную мощность при часовом рас­ходе топлива, соответствующем обогащенной горючей смеси (коэф­фициент избытка воздуха α_и = 0,8…0,9), которая быстро горит. При обеднении горючей смеси мощность двигателя уменьшается из-за снижения скорости сгорания смеси. Наибольшую топлив­ную экономичность двигателя обеспечивает часовой расход топ­лива, отвечающий обедненной горючей смеси (α_и = 1,1… 1,2). При большем обеднении горючей смеси значительно уменьшается ско­рость ее горения, двигатель работает неустойчиво, резко падает его мощность и снижается топливная экономичность.

Следовательно, наиболее благоприятный для работы двигате­ля диапазон значений часового расхода топлива заключен между G_т, соответствующими минимальному удельному эффективному расходу топлива и максимальной мощности двигателя.

Эксплуатация двигателя за указанными пределами нежелательна вследствие снижения его мощности и топливной экономичности.

Контрольные вопросы

1. Какие виды характеристик различают у двигателя автомобиля и что они определяют?

2. Какие скоростные характеристики может иметь двигатель и в чем состоит их различие?

3. Какие основные точки имеет внешняя скоростная характеристика двигателя?

4. Какими способами можно определить внешнюю скоростную харак­- теристику двигателя?

5. Почему в бензиновых двигателях грузовых автомобилей устанавли­- вают ограничитель угловой скорости коленчатого вала?

6. Почему мощность и крутящий момент двигателя, установленного на автомобиле, на 10…20% меньше, чем указываемые в технических характеристиках, инструкциях, каталогах, проспектах и т.п.?

1.2. Нагрузочная характеристика двигателя

с искровым зажиганием

Нагрузочные характеристики двигателя с искровым зажиганием существенно отличаются от аналогичных характеристик дизеля из-за иных принципов смесеобразования и регулирования подачи топлива.

С прикрытием дроссельной заслонки увеличивается относительное количество остаточных газов в цилиндре, свежего заряда поступает меньше. Вследствие этого ухудшаются условия протекания рабочего процесса, снижаются мощность и экономичность двигателя. При нагрузках болee 75% от номинальной (максимальной) может включаться экономайзер, обогащая смесь, которую подготавливает система топливоподачи. Это сопровождается ростом мощности при ухудшении экономичности, т.е. увеличивается удельный эффективный расход топлива. Если же система и топливоподачи на больших нагрузках не обогащает смесь, что имеет место у многих современных автомобильных двигателей, то наименьший удельный расход топлива наблюдается при полностью открытой дроссельной заслонке.

При изменении степени открытия дроссельной заслонки часовые расходы воздуха, топлива и коэффициент наполнения также изменяются, чем. достигается количественное регулирование мощности двигателя. Наибольшей мощности двигателя соответствует полное открытие дроссельной заслонки.

Анализ характеристики

С увеличением внешней нагрузки для сохранения постоянной частоты вращения дроссельную заслонку открывают, вследствие чего расход воздуха возрастает и коэффициент наполнения η_V увеличивается от 0,25 на режиме холостого хода до 0,85 при полной нагрузке рис. 3.3.

Коэффициент избытка воздуха α изменяется в небольших пределах: от 0,70 на холостом ходу до 0,94 на средних нагрузках и до 0,90 на полной нагрузке.

Часовой расход топливаG_T возрастает с открытием дроссельной заслонки. Характер его изменения определяется соотношением:

G_Т = А(η_V/ α),

где А — обобщенное значение не зависящих от нагрузки параметров двигателя. До средних значений нагрузки зависимость G_T= f(p_e) практически линейна. С дальнейшим увеличением нагрузки при обогащении смеси эконостатом и (или) экономайзером темп роста G_T увеличивается.

П

Рис. 3.3. Нагрузочная характеристика бензинового двигателя

оскольку при постоянной частоте вращения эффективная мощность двигателя пропорциональнар_е, то на характеристике график мощности выглядит как прямая линия.

Анализировать характер изменения удельного эффективного расхода топлива g_e от нагрузки (М_К, р_е) позволяют функциональные зависимости, связывающие между собой различные параметры двигателя:

(3.1)

где η_i;, η_е, η_м — соответственно индикаторный, эффективный и механический коэффициенты полезного действия; р_i;, р_м — соответственно среднее индикаторное давление и среднее давление механических потерь, МПа;

Н_u— низшая удельная теплота сгорания топлива, МДж/кг.

На механический КПД основное влияние оказывает p_i; так как р_м от нагрузки при n=const практически не зависит. Характер зависимости η_i и η_м от нагрузки (p_е) показан на рис. 3.4. Индикаторный КПД имеет максимум на средних нагрузках, т.е. на режиме наибольшей экономичности. При меньших и больших нагрузках η_i снижается из-за неполноты сгорания топлива. Соответственно изменяются эффективный КПД η_е, а следовательно, и g_e, минимум которого у исследуемого двигателя имеет место при р_е=0,78 МПа и α = 0,93 (см. рис. 3.3) Характер изменения кривой g_e=f(р_е) свидетельствует о существенном недостатке количественного регулирования: наименьший удельный расход топлива наблюдается только в узком

Рис. 3.4. Изменение КПД двигателя с искровым зажиганием в зависимости от нагрузки

диапазоне нагрузки. На большей части нагрузочных режимов, типичных для эксплуатационных условий, удельный расход топлива g_e сравнительно высокий.

Влияние условий окружающей среды на работу двигателя

Атмосферное давление. Существенное снижение атмосферного давления (например, работа на большой высоте над уровнем моря) приводит к снижению плотности воздуха ρ_в и как следствие — уменьшению коэффициента наполнения η_V и коэффициента избытка воздуха α, что приводит к уменьшению среднего эффективного давления и снижению мощности двигателя. Уменьшение α приводит к повышению расхода топлива, так как для обеспечения необходимой мощности двигатель начинает работать на более богатых смесях.

Температура окружающего воздуха. Повышение температуры окружающей среды Т₀, как и понижение атмосферного давления приводит к снижению плотности воздуха ρ_в, уменьшению коэффициента наполнения η_V (снижению плотности свежего заряда), коэффициента избыт­ка воздуха α, но в меньшей степени.

При повышении Т₀, возрастают все характерные температуры цикла и тепловые нагрузки. Вследствие чего увеличиваются абсолютные и относительные потери теплоты в среду охлаждения. Это, а также снижение термического КПД вместе с уменьшением избытка воздуха α снижает КПД цикла, что в свою очередь приводит к снижению мощности двигателя и увеличению расхода топлива.

Современные дизельные двигатели с регулируемым турбонаддувов и бензиновые с впрыском топлива мене подвержены влиянию атмосферных условий.

Порядок выполнения работы

1. Проверить состояние установки, запустить и прогреть двигатель до температуры масла 60 ^оС.

2. Установить заданную частоту вращения без нагрузки (Мк = 0) и, сделав соответствующую выдержку для достижения стабильного значения, температуры t_Ж2, выполнить замеры следующих величин:

• частота вращения коленчатого вала — n,

• усилие на тормозе — М_К,

• часовой расход топлива — G_T( время расхода порции топлива — τ_T). Данные занести в протокол испытаний.

3 Последующие нагрузочные режимы устанавливаются увеличением открытия дроссельной заслонки; постоянство частоты вращения поддерживается тормозом(Р = 10 кгс, 20, 30, 40). После выдержки на каждом режиме проводить замеры в соответствии с п. 2. Количество опытов должно быть не менее 8. Последний режим соответствует полному открытию дроссельной заслонки.

4. Перевести двигатель на режим холостого хода и через 2…3 мин остановить его, выключив зажигание.

5 Выполнить необходимые расчеты и построить графики зависимости G_T, g_e, η_е от нагрузки.

Обработка результатов испытаний

Первичным документом для обработки данных испытаний двигателя является протокол испытаний. В протокол заносятся непосредственные замеры, а также расчетные величины.

Ниже приводятся формулы в последовательности, наиболее целесообразной для определения по опытным данным основных показателей работы двигателя.

Эффективный крутящий момент, Н м

(3.2)

где Р — усилие на рычаге тормоза, Н;

l — длина тарировочного рычага тормоза, м, определяемая от оси вала тормоза до призмы весового устройства.

Для тормоза СТЭУ-40-1000 l = 0,7162 м.

Эффективная мощность двигателя, кВт

(3.3)

где n – частота вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1;

i — передаточное отношение коробки передач;

η_П — КПД коробки передач (η_П = 0,95%).

Часовой расход топлива, кг/ч

(3.4)

где G’ — вес израсходованной порции топлива, г;

τ — время расхода порции топлива, с.

Удельный расход топлива, г/кВт ч

(3.5)

Эффективный КПД

(3.6)

где 3600- тепловой эквивалент мощности;

g_e — удельный расход топлива, г/кВт ч

H_u — низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг.

Для бензина H_u= 44,0 МДж/кг, для дизельного топлива H_u= 42,5 МДж/кг

Погрешности измерений

При измерении какой-либо величины не представляется возможным получить абсолютно свободный от искажения результат. Причины этих искажений различны: несовершенство средств и методов измерения, непостоянство условий измерения и ряд других факторов.

Искажениями обусловлена так называемая погрешность измерения -отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. В задачу измерения всегда входит не только нахождение самой величины, но и оценка допущенной при измерении погрешности.

Погрешности измерений по способу их числового выражения разделяют на абсолютные, выраженные в единицах измеряемой величины, и относительные, выраженные в процентах или долях этой величины.

Абсолютная погрешность

ΔА = Ах — А, (3.8)

Относительная погрешность,%

(3.9)

где ΔА — абсолютная погрешность измерения;

Δ — относительная погрешность измерения;

А_Х — измеренное значение величины;

А — истинное ее значение

Относительная максимальная погрешность измерения эффективной мощности, %, определяется по формуле:

, (3.10)

где ΔN_e, Δp, Δl, и Δn —абсолютные погрешности измерений соответственно, эффективной мощности, усилия на рычаге тормоза, длинны рычаги и частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Относительная максимальная погрешность измерения часового расхода топлива

(3.11)

где ΔG_T, ΔG’, и Δτ —абсолютные погрешности измерений соответственно, часового расхода топлива, веса израсходованной порции топлива и времени расхода порции топлива.

Приведение мощности двигателя к стандартным условиям

Для сравнения полученного результата с паспортными данными двигателя, результаты измерений необходимо привести к нормальным условиям в соответствии с ГОСТ 14846-81 (Т₀ = 298 ^оK, В₀ = 100 КПа)

, кВт (3.12)

где (1.13)

N₀ — мощность двигателя, приведенная к нормальным условиям, кВт;

N — мощность, полученная в результате измерений кВт;

K_Ч — поправочный коэффициент;

В₀ — атмосферное давление для нормальных условий, кПа (В₀ = 100 КПа)

В — атмосферное давление в лаборатории, КПа;

В_ВП = φ·Р_S — давление водяных паров, КПа;

φ — относительная влажность воздуха в лаборатории,%;

P_S — давление насыщенного водяного пара, кПа (определяется по номограмме. Приложения 1.).

Т₀ — температура воздуха для нормальных условий, ^оK (Т₀ = 298 ^оK)

Т— температура воздуха в лаборатории, ^оK

Содержание отчета

1. Тема работы и задание.

2. Краткое изложение методики проведения опытов.

3. Протокол испытаний.

4. Результаты подсчетов параметров работы двигателя.

5. Графики зависимости часового и удельного расхода топлива, эффективного КПД, от нагрузки двигателя.

6. Погрешность измерений мощности и расхода топлива.

7. Приведение мощности двигателя к стандартным условиям.

8. Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Какой параметр характеризует нагрузку двигателя?

2. На каком режиме снимается нагрузочная характеристика?

3. Как поддерживается постоянная частота вращения на различных нагрузках двигателя?

4. Чему равна эффективная мощность двигателя Ne на холостом ходу без внешней нагрузки?

5. При какой нагрузке эффективный КПД имеет максимальное значение?

6. Как меняется эффективный КПД при увеличении нагрузки выше номинальной?

7. С какой целью снимаются нагрузочные характеристики?

8. Какое влияние оказывает атмосферное давление на мощностные и экономические показатели двигателя ( g_e, Ne)?

9. Какое влияние оказывает температура окружающей среды на процессы смесеобразования в двигателе (α, η_V)?

Приложение 1.

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

Министерство образования РФ

«_____»___________________200___г.

Пермский государственный технический университет

Кафедра «Автомобили и автомобильное хозяйство»

Характеристика двигателя__________________________________________________________________________________

Топливо _________________________________

Условия окружающей среды: атмосферное давление Р0 ___ кПа, температура воздуха t ___ 0С относительная влажность воздуха φ ___%

№№ опыта

Частота вращения генератора, мин-1

Передаточное отношение

Частота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1

Показания тормоза, кгс

Крутящий момент, Н·м

Порция топлива, г

Время расхода топлива, сек.

Часовой расход топлива, кг/час

Удельный расход топлива, г/кВт ч.

Эффективная мощность, кВт

Эффективная мощность в стандартных условиях, кВт.

Эффективный КПД

5

Основные характеристики двс. Скоростные характеристики.

Скоростные характеристики могут быть двух типов:

1. Внешняя скоростная характеристика – это зависимость эффективных показателей ДВС от частоты оборотов коленвала при полностью открытой дроссельной заслонке.

Регулирование n при получении характеристики производится изменением нагрузки на валу двигателя.

Типовые режимы работы ДВС.

–минимальная частота оборотов коленвала, при которой двигатель устойчиво работает с полной нагрузкой.

–частота оборотов коленвала, соответствующая максимальной мощности – номинальная частота.

–частота оборотов коленвала, соответствующая максимальному крутящему моменту.

–частота оборотов коленвала, соответствующая минимальному удельному расходу топлива.

–максимальная частота оборотов коленвала двигателя.

Внешняя скоростная характеристика используется для оценки предельных мощностных возможностей двигателя во всем эксплуатационном диапазоне частот.

2. Частичная скоростная характеристика – это зависимость эффективных показателей ДВС от частоты оборотов коленвала при различных постоянных положениях дроссельной заслонке.

Нагрузочная характеристика.

Нагрузочная характеристика – это зависимость эффективных показателей двигателя от нагрузки при постоянных оборотах коленвала двигателя.

При получении характеристики, нагрузку меняют тормозным устройством.

Нагрузочные характеристики могут быть построены по скоростным характеристикам. Для этого используют параметры, полученные при одном числе оборотов и расположенные на одной вертикали графико-скоростной характеристики.

Нагрузочную характеристику используют для определения наивыгоднейших режимов работы ДВС при заданной частоте оборотов.

Дроссельная характеристика (винтовая).

Дроссельная характеристика (винтовая) – это зависимость изменения эффективных показателей двигателя от частоты оборотов коленвала при постоянной нагрузке ДВС (например: винт).

Частота регулируется изменением положения дроссельной заслонки.

Винтовая характеристика представляет собой геометрическое место точек пересечения скоростных характеристик с кривой мощности винта.

–мощность винта.

Винтовая характеристика используется для выбора винта (или другого устройства, создающего постоянную нагрузку) для выхода на режим максимальной мощности.

Высотная характеристика.

Высотная характеристика – это зависимость эффективных показателей ДВС от высоты полета при постоянной частоте оборотов коленвала двигателя, и при полном открытии дроссельной заслонки.

–высота над уровнем моря.

Высотная характеристика используется для оценки возможностей использования двигателя на летательном аппарате (транспортном средстве) с заданными техническими требованиями.

Для обеспечения высотности двигателя, необходимо применение наддува.

Регулировочные характеристики. Характеристика по составу смеси.

Характеристика по составу смеси – это зависимость показателей двигателя от коэффициента избытка воздуха при постоянной частоте оборотов коленвала двигателя, и при полном открытии дроссельной заслонки (характеристику получают экспериментально).

Состав смеси меняется расходом топлива. Постоянство частоты оборотов коленвала обеспечивается изменением нагрузки на валу двигателя.

; ;

;

Характеристика по составу смеси используется для настройки (регулировки) топливной системы двигателя по режимам работы.

Основные параметры и характеристики двигателя

Категория:

   Автомобили и трактора

Публикация:

   Основные параметры и характеристики двигателя

Читать далее:

Основные параметры и характеристики двигателя

Работа двигателя характеризуется тремя основными параметрами: мощностью, крутящим моментом и удельным расходом топлива. Различают индикаторную, эффективную, литровую и налоговую мощность.

Индикаторная мощность, развиваемая в цилиндре двигателя, не может быть полностью использована для выполнения полезной работы. Часть ее расходуется на преодоление трения между сопряженными деталями двигателя (цилиндр — поршень, коленчатый вал — подшипники), на привод вспомогательных механизмов (водяной и масляный насосы, вентилятор, генератор и др.), на процесс газообмена в цилиндре (впуск свежего заряда и выпуск отработавших газов). Мощность, равноценная этим потерям, называется мощностью механических потерь NM. Величина NM зависит от типа двигателя и условий его эксплуатации. На величину NM оказывает влияние температура охлаждающей жидкости и масла в Двигателе.

Одним из основных показателей качества двигателя является его экономичность, которая определяется количеством топлива GT в килограммах, расходуемым двигателем за 1 ч работы. Параметрами, характеризующими экономичность работы двигателя, являются индикаторный и эффективный удельные расходы топлива.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Тепловой баланс двигателя может определяться экспериментально или расчетным путем.

Автотракторный двигатель эксплуатируется в условиях переменных нагрузок, частого изменения скоростного режима, поэтому мощность двигателя всегда должна соответствовать такой величине, при которой машина движется с требуемой скоростью, обеспечивает заданные динамические качества при высокой топливной экономичности. Для оценки технико-экономических показателей двигателей при работе в различных условиях пользуются характеристиками двигателей. Характеристикой называется графическая зависимость одного из основных показателей работы двигателя (эффективная мощность Ne, эффективный крутящий момент Ме, частота вращения пе коленчатого вала, эффективный удельный расход топлива ge) от другого показателя или фактора, влияющего на его работу. Характеристики двигателей снимаются во время испытаний на специальных стендах при установившихся режимах работы.

Различают скоростные, нагрузочные и регулировочные характеристики двигателей.

Скоростная характеристика представляет собой зависимость эффективной мощности Ne, эффективного крутящего момента на валу двигателя Ме, эффективных часового де и удельного ge расходов топлива от частоты вращения коленчатого вала пе. Различают внешнюю скоростную характеристику, соответствующую полному открытию дроссельной заслонки карбюраторного двигателя или аксимальной подаче топлива в дизеле, и частичные скоростные характеристики, полученные при неполностью открытых дроссель-ных заслонках или подачах топлива. Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя снимается в диапазоне от минимальной устойчивой частоты вращения, соответствующей номинальной эффективной мощности. При малой частоте вращения коленчатого вала развиваемая двигателем мощность Ne невелика ввиду медленного сгорания топлива, сопровождаемого большой теплоотдачей.

Рис. 1. Внешние скоростные характеристики двигателей

Однако с дальнейшим увеличением пе рост развиваемой двигателем мощности начинает замедляться вследствие уменьшения среднего эффективного давления ре в цилиндрах из-за уменьшения коэффициента наполнения и увеличения механических потерь.

Внешнюю скоростную характеристику дизеля снимают при максимальной подаче топлива в цилиндры на определенном скоростном режиме, бездымной работе и наивыгоднейшем угле опережения впрыска топлива. В диапазоне частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу от пх до пt двигатель может работать только без нагрузки.

Рекламные предложения:

Читать далее: Топлива, применяемые для двигателей внутреннего сгорания

Категория: — Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ — это… Что такое ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ?



ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ

— основные данные двигателя внутреннего сгорания: тип, мощность, число оборотов, размеры и число цилиндров.

Самойлов К. И. Морской словарь. — М.-Л.: Государственное Военно-морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941

.

• ХАРАКТЕРИСТИКА
• ХАРАКТЕРИСТИКА ЛАМПЫ

Смотреть что такое «ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ» в других словарях:

• токсическая характеристика двигателя автомобиля — токсическая характеристика Характеристика изменения количественного содержания и состава вредных веществ в выбросах двигателя автомобиля в зависимости от режимов его работы. [ГОСТ 17.2.1.02 76] Тематики защита атмосферы Синонимы токсическая… …   Справочник технического переводчика

• Токсическая характеристика двигателя автомобиля — 14. Токсическая характеристика двигателя автомобиля* Токсическая характеристика D Kennwert der Toxizitàt der Auspufemission E. Engine emission data F Caracténstique toxique d émission de moteur Характеристика изменения количественного содержания… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Вибрационная характеристика двигателя — 4 Вибрационная характеристика двигателя Зависимость амплитуды величин вибрации двигателя от частоты источника возбуждения с учетом режима работы двигателя Источник: ГОСТ 26382 84: Двигат …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Нагрузочная характеристика двигателя — 4. Нагрузочная характеристика двигателя Зависимость показателей работы двигателя от нагрузки при постоянной частоте вращения Источник: ГОСТ 21792 89: Установки дизельные судовые. Приемка и методы испытаний на судне …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Ограничительная характеристика двигателя — 5. Ограничительная характеристика двигателя Зависимость показателей работы двигателя от частоты вращения вала при сохранении его тепловой и механической напряженности в заданных пределах Источник: ГОСТ 21792 89: Установки дизельные судовые.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• нагрузочная характеристика (двигателя) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN load characteristic …   Справочник технического переводчика

• полетная характеристика двигателя — Зависимость тяги и удельного расхода топлива, приведенных к стандартным атмосферным условиям, от скорости полета на заданных высотах для различных режимов работы двигателя. Примечание. В отдельных случаях рассматриваются зависимости указанных… …   Политехнический терминологический толковый словарь

• стендовая характеристика двигателя — Зависимость тяги, удельного расхода топлива и температуры газов в реактивном сопле, приведенных к стандартным земным атмосферным условиям, от числа оборотов двигателя на земле при скорости полета, равной нулю …   Политехнический терминологический толковый словарь

• характеристика короткого замыкания асинхронного двигателя — Зависимость тока в первичной обмотке асинхронного двигателя от напряжения на выводах обмотки при неподвижном роторе и замкнутой накоротко вторичной обмотке. [ГОСТ 27471 87] Тематики машины электрические вращающиеся в целом …   Справочник технического переводчика

• характеристика холостого хода асинхронного двигателя — Зависимость тока холостого хода асинхронного двигателя от напряжения питающей сети при номинальной частоте питающей сети. [ГОСТ 27471 87] Тематики машины электрические вращающиеся в целом …   Справочник технического переводчика

Виды автомобильных двигателей: описание, характеристики

Мало кто знает, что двигатель внутреннего сгорания был изобретён ещё 5 веков назад, легендарным инженером и конструктором Леонардо да Винчи. Но, после первого чертежа потребовалось ещё 300 лет, чтобы были созданы первые прототипы, которые могли полноценно работать.

Виды двигателей

Первый полноценный прототип двигателя внутреннего сгорания был сконструирован в далёком 1806 году, который принадлежал братьям Ньепсье. После этого важного исторического факта было недолгое затишье.

Но, в конце 19 века три легендарным немца положили старт автомобилестроению — Николас Отто, Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах. После этого двигатели внутреннего сгорания получили много модификаций и вариантов, которые используются по сегодняшний день.

Рассмотрим, какие существуют виды автомобильных ДВС, а также укажем типы двигателей:

• Паровая машина
• Бензиновый двигатель
• Карбюраторная система впрыска
• Инжектор
• Дизельные двигатели
• Газовый двигатель
• Электрические моторы
• Роторно-поршневые ДВС

Паровая машина

Первым представителем полноценного двигателя внутреннего сгорания следует считать паровую машину, которая устанавливалась на все транспортные средства 19 века, до момента изобретения остальных видов моторов.

На то время паровыми движками оснащались паровозы, автомобили и даже примитивные трёхколёсные самоходные машины (напоминающие мотоциклы). Изобретение такого класса завоевало весь мир, но к концу 19 — начало 20 века стало неэффективное, поскольку транспортные средства на пару не могли развивать достаточно большую скорость.

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель — это ДВС средством питания, которого является бензин. Горючее подаётся с топливного бака при помощи насоса (механического или электрического) на систему впрыска. Итак, рассмотрим, какие бывают типы бензиновых моторов:

• С карбюратором.
• Инжекторного типа.

Современный мир привык, что большинство автомобилей имеет электронную систему впрыска топлива (инжектор).

Карбюраторная система впрыска

Карбюратор — это тип впрыскового устройства горючего во впускной коллектор с дальнейшим распределением по цилиндрам. Первый примитивный карбюратор был разработан в Германии ещё в конце 19 века и имеет почти 100 летнюю историю развития.

Карбюраторы бывают — одно-, двух-, четырех- и шестикамерные. Кроме этого существует достаточно много прототипов.

Принцип работы карбюратора достаточно простой: бензонасос подаёт топливо в поплавковую камеру, где бензин проходит сквозь жиклёры механическим путём (количество впрыскиваемого топлива регулирует водитель при помощи педали акселератора), и подаётся во впускной коллектор. Недостатком карбюратора стало то, что он чувствительный к регулировкам, а также не соответствует экологическим международным нормам.

Инжектор

Инжекторный двигатель — это тип впрыскового устройства горючего в цилиндры двигателя. Инжекторный впрыск бывает моно и разделённым Данная система на сегодняшний день все больше совершенствуется, чтобы уменьшит выбросы СО2 в атмосферу. Для впрыска используются форсунки, которые ещё ранее начали использоваться на дизельных двигателях.

С переходом на данную систему транспортные средства стали оснащать электронными блоками управления двигателем, чтобы корректировать состав воздушно-топливной смеси, а также сигнализировать о неисправностях внутри системы.

Дизельные двигатели

Дизельный мотор — это вид двигателя, который расходует как горючее дизельное топливо. Основные системы и элементы движка идентичны бензиновому брату, различие состоит в системе впрыска и воспламенении смеси. В дизельном моторе отсутствуют свечи зажигания, поскольку воспламенение смеси от искры не нужно.

На моторах такого типа устанавливаются свечи накала, которые разогревают воздух в камере сгорания, который превышает температуру воспламенения. После этого через форсунки подаётся распылённое топливо, которое сгорает, чем создаёт достаточное давление для привода в движения поршня, который раскручивает коленчатый вал.

Дизель с турбонаддувом

Одним из подвидов дизельного ДВС считается турбодизель. На этом моторе установлена турбина, которая имеет вид улитки. При помощи турбины в мотор подаётся больше количество сжатого воздуха, который даёт больше детонационный эффект, за счёт чего движок можно быстрее разогнать.

Газовый двигатель

Газовые двигатели на сегодняшний день в автоиндустрии в чистом виде почти не используются, поскольку частые поломки моторов, стали причиной полного отказа от них. Вместо этого, газовые установки зачастую можно встретить на бензиновых автомобилях, что значительно экономит расход денег на горючее.

Газ с баллона подаётся на редуктор, который распределяет топливо по цилиндрам, а затем горючее попадает непосредственно в камеры сгорания. После этого с помощью свечей зажигания газ воспламеняется. Единственным недостатком использования газовой установки считается то, что мотор теряет 20% своего потенциального ресурса.

Электрические моторы

Николас Тесла впервые предложил использовать для автомобилей электроэнергию. Электрические моторы на сегодняшний день не распространены, поскольку заряда батареи хватает только до 200 км пути, а заправочных станций, которые могут предоставить услугу зарядки автомобиля — практически нет.

Известная мировая компания, производитель электрических автомобилей «Тесла» продолжает совершенствовать электродвигатели, и каждый год дарит потребителям новинки, которые имеют больший запас хода без дозарядки.

Гибриды

Наверное, самые желаемые двигатели на сегодняшний день. Это смесь бензинового двигателя внутреннего сгорания и электромотора. Существует несколько вариантов работы такого движка.

1. Мотор может работать на попеременном питании. Сначала движение производится на бензине, пока генератор заряжает батарею, а затем водитель может переключиться на электропитание.
2. Двигатель и электромотор работают одновременно, что помогает сэкономить расход горючего на одно, и тоже расстояние с другими типами ДВС.

Роторно-поршневые ДВС

Роторно-поршневой силовой агрегат в автомобилестроении не нашёл широкого распространения, хотя можно встретить модели автомобилей, которые используют такой тип ДВС. Предложил создание такого мотора — конструктор Ванкель.

Движение осуществляется за счёт вращения трёхзубчатого ротора, который позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Данный мотор активно использовался в 80-е годы 20 ст.

Водородный мотор

НОУ-ХАУ современного мира считается водородный двигатель. В автомобиль устанавливается установка водородного типа. Отличие от бензиновых моторов заключается в подаче топлива. Если у бензина топливо подаётся вовремя возврата поршня к ВТМ, то у водородного силового агрегата в момент, когда поршень возвращается к НТМ.

В будущем планируется создать водородный двигатель закрытого типа, когда не будет требоваться выброс отработанных газов, а также на 500 км автолюбитель сможет забить о заправке автомобиле.

Стоит понимать, что автомобили с таким мотором будут стоить весьма не дёшево, пока они полностью не вытеснят бензинового брата.

Вывод

Двигатели внутреннего сгорания имеют достаточно большое количество видов и типов, на любой вкус. Так, самыми популярными, по мировой статистике, считают бензиновые, дизельные и гибридные силовые агрегата. Но, все движется к тому, что человек хочет отойти от использования бензина и его аналогов и перейти полностью на электрику.