Строительные машины и оборудование, справочник






Принципы регулирования мощности и частоты вращения


Категория:
   Устройство и работа двигателя


Принципы регулирования мощности и частоты вращения

Во время работы двигателя его мощность или крутящий момент при заданных частотах вращения должны быть равны мощности или крутящему моменту потребителя. В случае несоответствия между развиваемой двигателем мощностью и нагрузкой со стороны потребителя двигатель может чрезмерно увеличить частоту вращения (пойти вразнос) или, наоборот, значительно ее уменьшить и остановиться. Режим работы двигателя, при котором частота вращения, крутящий момент или мощность в рассматриваемый период остаются постоянными, называется установившимся режимом.

При изменении сопротивления внешней сети, если двигатель работает на электрогенератор, или при изменении сопротивления движению транспортного средства необходимо соответствующее регулирование мощности двигателя, чтобы обеспечить его устойчивую работу.

Среднее индикаторное давление зависит в основном от следующих параметров.
1. Массы свежего заряда в цилиндре, оцениваемой коэффициентом наполнения и плотностью р« воздуха или горючей смеси на входе в цилиндр. С ростом массы свежего заряда возрастает количество теплоты, выделяющейся при сгорании, а следовательно, давление.
2. Теплоты сгорания горючей смеси, теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива. При увеличении теплоты сгорания горючей смеси возрастает количество теплоты, выделяющейся при сгорании, и соответственно среднее индикаторное давление. При работе двигателя на топливе определенного вида изменение теплоты сгорания горючей смеси возможно лишь путем изменения качества смеси, т. е. коэффициента а избытка воздуха. С увеличением коэффициента избытка воздуха горючая смесь обедняется и понижается индикаторное давление, при уменьшении коэффициента а горючая смесь обогащается и давление, повышается.



Вследствие этого возможны два основных способа регулирования.

Первый способ — изменение массы свежего заряда, поступающего в цилиндр двигателя. В этом случае для понижения мощности двигателя уменьшают массу свежего заряда без изменения состава горючей смеси. Такой способ регулирования называется количественным регулированием и практически осуществляется путем установки дополнительного сопротивления в виде дроссельной заслонки во впускном трубопроводе. В результате дросселирования свежего заряда давление его уменьшается. Чем больше прикрыто проходное сечение, тем выше сопротивление впуска и меньше наполнение цилиндра, а следовательно, развиваемая двигателем мощность.

Существенным недостатком количественного регулирования является увеличение насосных потерь вследствие дросселирования и значительное снижение давления в конце сжатия при работе на малых нагрузках. К преимуществу этого способа регулирования следует отнести то, что при этом можно выбрать рациональный коэффициент избытка воздуха, обеспечивающий хорошее сгорание топлива на всех режимах работы двигателя.

При втором способе регулирования остается постоянным количество воздуха, поступающего в цилиндр, но меняется расход впрыскиваемого через форсунку топлива, что приводит к изменению качества горючей смеси (коэффициента а), а следовательно, теплоты сгорания горючей смеси и развиваемой двигателем мощности. Этот способ регулирования называется качественным регулированием.

Значительное изменение состава горючей смеси при качественном регулировании обусловливает невозможность его применения в двигателях с внешним смесеобразованием: при увеличении коэффициента избытка воздуха обедняется горючая смесь, что приводит к понижению скорости сгорания, мощности и ухудшению экономичности двигателя. При слишком обедненной смеси появляются пропуски зажигания, работа двигателя становится неустойчивой и возможна его остановка.

Изменение среднего индикаторного давления (или работы цикла) возможно лишь путем изменения количества теплоты, выделившейся при сгорании топлива (или количества топлива), если потери постоянны.

Количественное регулирование применяется в двигателях с внешним смесеобразованием и принудительным воспламенением (карбюраторные и газовые двигатели).

Качественное регулирование используется в дизелях. При смешанном регулировании сочетаются преимущества количественного и качественного регулирования.

Специфические особенности образования рабочей смеси и процесса сгорания в дизелях определяют возможность быстрого воспламенения и полного сгорания топлива при больших коэффициентах избытка воздуха.

В газовых двигателях применяют так называемое смешанное регулирование. При смешанном регулировании увеличения или уменьшения мощности в области больших нагрузок достигают путем изменения состава смеси в пределах допустимых значений а, в области малых нагрузок — путем изменения расхода смеси.

Автоматическое регулирование мощности для поддержания постоянной частоты вращения любым из указанных выше способов обычно осуществляется с помощью регуляторов частоты вращения. Регулятор частоты вращения автоматически управляет подачей горючей смеси или топлива в цилиндр на заданном скоростном режиме работы двигателя. При помощи регулятора можно ограничивать максимальную частоту вращения двигателя, обеспечивать устойчивую работу его при минимальной частоте вращения холостого хода и поддерживать заданный скоростной режим независимо от нагрузки.

Читать далее:

Категория: - Устройство и работа двигателя

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины