показателей. На универсальной характеристике наглядно выявляются режимы наибольшей экономичности двигателя как области, вокруг которой располагаются линии постоянных значений удельного расхода топлива Кроме рассмотренных основных характеристик часто используются характеристики, представляющие зависимость показателей двигателей от других параметров. Так, например, особыми характеристиками может быть освещена зависимость мощности и экономичности работы карбюраторного или газового двигателя от коэффициента избытка воздуха при постоянном положении органа управления и постоянном числе оборотов. Такая характеристика показана на фиг 152. Так как она используется для регулировки карбюратора или смесителя, ее называют регулировочной характеристикой. Аналогично характеристиками может быть показано влияние на работу двигателя опережения зажигания, опережения впрыска топлива, температуры охлаждающего агента, давления наддува ИТ. п.
ГЛАВА Kill
ПРИМЕНЕНИЕ РЕГУЛЯТОРОВ СКОРОСТНОГО РЕЖИМА НА ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
§ 1. УСЛОВИЯ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ НЕОБХОДИМОСТЬ УСТАНОВКИ РЕГУЛЯТОРА
Регулятор скоростного режима, как это выяснено в гл. XII, необходимо устанавливать иа двигателях, работающих в стационарных условиях. На двигателях, работающих в других условиях, необходимость или желательность установки регулятора зависит от особых свойств двигателя и потребителя в отдельных случаях. Режим работы двигателя, отдающего энергию гребному винту, как правило, устойчив; для поддержания этого режима регулятор не нужен, однако если винт работает в воде, возможны случаи, когда винт при качке выходит из воды, сопротивление вращению резко уменьшается и число оборотов вала двигателя может возрасти и зна-f чительно превысить номинальное. Если это представляет опасность для двигателя, то на него необходимо устанавливать регулятор, воздействующий на его работу лишь при превышении номинального скоростного режима. Такой регулятор называется предельным.
К транспортным двигателям требование постоянства числа оборотов не предъявляется, наоборот, изменение скоростного режима является одним их характерных признаков работы транспортного двигателя. В транспортных двигателях возможны случаи, когда двигатель быстро разгружается (переход с езды в гору на езду под уклон, снижение сопротивления прицепного инвентаря в сельскохозяйственных тракторах и т. д.) и число оборотов вала увеличивается, причем скоростной режим может быстро перейти за номинальный.
Регулятор, полностью включающий подачу топлива при числе оборотов, несколько превышающем номинальное, может предохранить двигатель от чрезмерно высокой скорости вращения его вала, т. е. регулятор может быть ограничителем максимального скоростного режима. Необходимость установки такого регулятора на транспортных двигателях определяется свойствами двигателя и условиями его работы. В гл. ХИ было указано, что при прикрытой дроссельной заслонке карбюраторные двигатели имеют холостой ход при числах оборотов, меньших номинального, а переход за номинальный скоростной режим возможен только при достаточном открытии дроссельной заслонки. Таким образом, возможность работы карбюраторного двигателя при числе оборотов, большем, чем номинальное, ограничена.
Работа при числе оборотов более высоком, чем номинальное, представляет опасность для двигателя из-за механических перегрузок, связанных с увеличением инерционных усилий, и тепловой напряженности, вызванной ухудшением протекания рабочего процесса двигателя и большей частотой чередования циклов работы.
В карбюраторных двигателях переход через номинальный скоростной режим обычно существенно не ухудшает рабочий процесс, так как карбю-
ратор поддерживает состав смеси в пределах, соответствующих быстрому сгоранию, а увеличение скорости сгорания при увеличении числа оборотов в значительной степени компенсирует сокращение времени, приходящегося на каждый цикл. Практика показывает, что карбюраторный двигатель обычно может без вредных последствий выдерживать непродолжительную работу на числе оборотов, на 30-50% большем, чем номинальное.
Следствием указак1:ых свойств транспортных карбюраторных двигателей является то, что они обычно не снабжаются регуляторами максимального числа оборотов. В том случае, когда по условиям эксплуатации требуется поддерживать постоянное число оборотов (использование карбюраторных двигателей в качестве силовых агрегатов подвижных электростанций, на комбайнах и т д.) или когда возможность частых и резких изменений нагрузки двигателя чрезмерно затрудняет работу водителя (работа на тракторах, автомобилях большой грузоподъемности, тягачах и т. д.), необходимо уста1!авливать регулятор, причем основной функцией регулятора является поддержание заданного скоростного режима.
Вид внешней и частичных характеристик транспортного двигателя с воспламенением от сжатия показывает, что переход через номинальный скоростной режим при разгрузке двигателя возможен почти при всех рабочих положениях органа управления подачей топливного насоса. Только при его положениях, соответствующих крайне малым подачам, лишь незначительно превышающим подачу холостого хода на данном скоростном режиме, разгрузка двигателя приводит к холостой работе при числе оборотов, меньшем номинального. Вследствие этого возможность разноса такого двигателя значительно болыне, чем карбюраторного.
Переход чергз номинальный скоростной режим быстроходного двигателя с воспламенением от сжатия связан с возможностью резкого ухудшения протекания рабочего процесса. В гл. ХИ было указано взаимное протекание внешней и частичкой характеристик и характеристики предела дымления. Из их рассмотрения следует, что холостой ход на большей части диапазона рабочих положений органа управления подачей топливного насоса возможен только после перехода в область дымного сгорания, связанного с резким ухудшением рабочего процесса. Поэтому на транспортные двигатели с воспламенением от сжатия необходимо устанавливать регуляторы, ограничивающие максимальный скоростной режим.
Устойчивость работы транспортного двигателя при холостом ходе и малом числе оборотов имеет существенное значение в эксплуатации. Этот режим устанавливается при прогреве двигателя, кратковременных стоянках, при переключении коробки передач, езде под гору с выключенным сцеплением и т. д. Работа водителя была бы крайнезатруднительна, если бы двигатель в этих случаях часто останавливался из-за неустойчивости этого режима.
Работа на холостом ходу определяется условием равенства индикаторной работы работе внутренних сопротивлений. В соответствии с небольшой затратой энергии на преодоление внутренних сопротивлений количество топлива на один цикл работы при холостом ходе мало по сравнению с количеством, подаваемым при полной нагрузке. Устойчивость работы двигателя в этом случае определяется соотношением между изменением количества энергии, затрачиваемой на преодоление внутренних сопротивлений двигателя, и изменением индикаторной работы, зависящей от количества подаваемого топлива, при изменении числа оборотов коленчатого вала,
В карбюраторных двигателях холостой ход при малых числах оборотов получается при сильно прикрытом дросселе, когда коэффициент наполнения и примерно пропорциональная ему подача топлива на один цикл резко падает с увеличением числа оборотов (фиг. 280, а). Если принять, что в узких пределах чисел оборотов доля химической энергии топлива,
