Режимы работы двс автомобиля

Устройство автомобилей

Режимы работы двигателя

При эксплуатации автомобиля постоянно меняется режим работы двигателя. При этом под режимом работы двигателя понимается частота вращения коленчатого вала и развиваемая им мощность, т. е. тяговое усилие. Мощность двигателя, которая расходуется на преодоление сопротивлений, возникающих при движении автомобиля (сопротивление дорожного покрытия, воздуха, подъема или спуска, массы перевозимого груза и т. д.) называется нагрузкой .

Если, например, двигатель при частоте вращения коленчатого вала 3200 об/мин в данных дорожных условиях развивает мощность 40 кВт, то нагрузка двигателя составляет 40 кВт.
Если максимально возможная мощность двигателя при этой частоте вращения коленчатого вала равна 80 кВт, то нагрузочный режим в данном конкретном случае соответствует 50 %, т. е. двигатель работает в половину своей силы. Мощность двигателя завит от положения дроссельной заслонки: по мере ее открытия мощность повышается, и наоборот.

Когда автомобиль стоит или движется по инерции (что с точки зрения науки Статики – одно и то же), двигатель работает на холостом ходу и развиваемая им мощность должна покрывать только внутренние потери.
На хороших дорогах и если автомобиль не полностью загружен, двигатель работает на средних нагрузках. При движении полностью загруженного автомобиля по плохим дорогам, на крутых подъемах двигатель развивает максимальную мощность.

Если водитель решил резко повысить скорость движения автомобиля в зависимости от условий движения, мощность двигателя должна быстро нарастать.
Особые условия работы двигателя имеют место и при его запуске после длительной стоянки автомобиля, т. е. когда двигатель холодный.

Исходя из перечисленных выше возможных режимов работы двигателя, можно выделить следующие условия, в которых ему приходится выполнять свои функции, и которые следует учитывать, разрабатывая конструкцию системы питания:

• работа в режиме отсутствия нагрузки (холостой ход);
• работа в режиме планируемых оптимальных нагрузок (средние нагрузки);
• работа в условиях длительных повышенных нагрузок (максимальные нагрузки);
• работа в условиях кратковременных экстремальных нагрузок (разгон, ускорение);
• пуск холодного двигателя.

Для каждого из перечисленных режимов мощность двигателя различна, значит, система питания автомобиля должна гибко подстраиваться под сиюминутные требования, диктуемые внешними нагрузочными условиями (масса груза, состояние и профиль дороги и т. п.), намерениями водителя и другими обстоятельствами (например, пуск холодного двигателя).

Разумеется, нельзя все проблемы взваливать только на систему питания. Некоторую «ответственность» несет и трансмиссия автомобиля, например, коробка перемены передач, но, поскольку мы сейчас рассматриваем систему питания, то нас интересует, каким образом она должна реагировать на характер эксплуатации автомобиля и двигателя в тех или иных условиях.

Решение основных сиюминутных задач и выполнение насущных требований к системе питания обеспечивается регулированием качественных и количественных характеристик горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Количественные характеристики можно корректировать с помощью дроссельной заслонки (или педали акселератора), а вот качественный состав горючей смеси должен обеспечивать карбюратор. При этом должны учитываться следующие требования:

пуск холодного двигателя требует очень богатой смеси (0,80 ≤ α ≥ 0,60), поскольку ухудшаются условия распыления и испарения топлива из-за малых скоростей движения горючей смеси и увеличения содержания в рабочей смеси остаточных газов, так как дроссельная заслонка прикрыта;

на холостом ходу в цилиндры двигателя следует подавать небольшое количество горючей смеси, но она должна быть слегка обогащенной, чтобы работа двигателя была устойчивой;

режим частичных (средних) нагрузок, являющийся основным (оптимальным) режимом работы двигателя характеризуется обедненной рабочей смесью, поскольку в этом режиме двигатель функционирует основную часть времени, и главное требование к данному режиму – максимальная экономия топлива (1,50 ≤ α ≥ 1,15);

режим полных (максимальных) нагрузок требует обогащения состава смеси (0,85 ≤ α ≥ 0,90);

режим ускорения (экстремальный режим – резкое увеличение мощности двигателя, например, при обгоне), требует значительного обогащения горючей смеси.

Простейший карбюратор, конструкция которого рассмотрена в этой статье, не способен обеспечить требуемый качественный состав горючей смеси, необходимый для работы двигателя в перечисленных режимах нагрузки.
Поэтому в конструкциях реальных современных карбюраторов предусмотрены специальные устройства, обеспечивающие корректировку состава горючей смеси в зависимости от постоянно изменяющихся потребностей автомобильного двигателя на различных режимах:

• корректирующие устройства главных дозирующих систем;
• приспособления для облегчения пуска двигателя;
• системы холостого хода;
• экономайзеры (обогатители);
• ускорительные насосы (ускорители).

С особенностями работы и принципом действия этих дополнительных устройств, расширяющих круг возможностей простейшего карбюратора, можно ознакомиться в следующих статьях.

Источник статьи: http://k-a-t.ru/dvs_pitanie/4-rejimy_dvs/index.shtml

Основные режимы работы ДВС

При эксплуатации автомобиля характерны следующие основные режимы работы двигателя.

Режим запуска холодного двигателя. Этот режим характеризуется плохой испаряемостью топлива, в результате чего воспламеняемость смеси определяется не количеством поданного в двигатель топлива, а количеством той ее части, которая испарилась. Поэтому при запуске холодного двигателя системы запуска должны подавать избыточное количество топлива (l = 0,3-0,4), но фактически воспламеняющаяся смесь соответствует l = 0,9-1,1, а остальное топливо остается в жидком виде. Для компенсации дополнительных потерь на трение из-за повышенной вязкости масла в цилиндры должно подаваться дополнительное количество воздуха. Все это вместе повышает обороты холостого хода холодного двигателя и облегчает его запуск.

Режим работы двигателя на холостом ходу. Этот режим характеризуется малой частотой вращения коленчатого вала, малой скоростью воздушного потока и ухудшением перемешивания смеси. Кроме того этот режим характеризуется значительным содержанием в цилиндрах отработавших газов, что ухудшает процесс сгорания. При применении карбюраторного способа смесеобразования или моновпрыска к указанным факторам добавляется неравномерность распределения смеси по цилиндрам. Все это требует приготовления несколько обогащенного состава смеси (l = 0,8-0,85 ) с тем, чтобы в любом цилиндре оказалась смесь воспламеняющегося состава.

Режим частичных нагрузок ( 20 –80% от номинальной мощности ). Это основной режим работы двигателя при равномерном движении автомобиля. Для этого режима целесообразен экономный режим состава топливно-воздушной смеси, т.е. смесь должна быть обедненной. Этот режим характеризуется удовлетворительными условиями испаряемости топлива и перемешивания смеси, этот режим не требует максимальной скорости сгорания. При любой системе питания двигателя этот режим обеспечивается главной дозирующей системой.

Режим максимальной мощности ( более 80% ). Этот режим используется сравнительно редко, при резком разгоне, на подъемах и т.д.. При работе на этом режиме нужна смесь, обеспечивающая наибольшую скорость сгорания (l =0,8-0,9). С переходом на этот режим необходимо обеспечить обогащение смеси.

Режим ускорения. Этот режим характеризуется быстрым переходом от режима частичных нагрузок к режиму увеличенной или максимальной мощности. Быстрое увеличение частоты коленчатого вала требует обеспечить кратковременное обогащение смеси на этом переходном режиме.

Характер изменений состава смеси на различных режимах работы двигателя показан на рисунке 4

Рис 4. Зависимость состава топливно-воздушной смеси от режимов работы двигателя.

Реализация этой сложной зависимости при постоянном изменении режимов работы двигателя требует сложных и совершенных систем управления, которые постоянно совершенствуются от простейших карбюраторов пульверизационного типа до современных электронных систем непосредственного впрыска.

Поскольку, как уже отмечалось во ВВЕДЕНИИ в эксплуатации находятся и те и другие, рассмотрим принципы построения этих систем в порядке их появления.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник статьи: http://studopedia.su/12_80056_osnovnie-rezhimi-raboti-dvs.html

Режимы работы двигателя

При определенных условиях работы двигателя потребности его в топливе могут в значительной мере отличаться от тех, что имеют место в условиях установившегося режима работы при нормальной рабочей температуре. Для этих условий необходимо производить корректировку процесса смесеобразования.

Режим пуска двигателя

При пуске двигателя осуществляется специальный расчет изменений по моменту зажигания, количеству поступающего воздуха и впрыскиваемого топлива. Увеличенное количество впрыскиваемого топлива, скорректированное на изменение температурного режима, способствует образованию пленки топлива на стенках впускного трубопровода и камеры сгорания, которое затем используется при переходе двигателя к нормальному послепусковому рабочему режиму. Момент зажигания также адаптируется к режиму пуска двигателя. Дроссельная заслонка на заряд воздуха при пуске двигателя не влияет, однако несколько приоткрывается перед входом двигателя в послепусковой режим работы.

Послепусковой режим

При этом режиме повышенное количество подаваемого воздушного заряда и впрыскиваемого топлива начинает снижаться в зависимости от температуры двигателя и времени, прошедшего с момента окончания режима пуска. Также к этому режиму адаптируется и момент зажигания.

Режим прогрева двигателя

После пуска двигателя при низкой температуре увеличение потребного крутящего момента, лимитируемого этой температурой, может быть достигнуто изменением количества заряда воздуха и впрыскиваемого топлива и корректировкой момента зажигания.

Нагрев каталитического нейтрализатора отработавших газов

При установке очень поздних углов опережения зажигания повышается температура отработавших газов, что позволяет быстро нагреть каталитический нейтрализатор до его рабочей температуры.

Режим холостого хода

При работе двигателя на холостом ходу создаваемый им крутящий момент должен быть достаточен лишь для поддержания его работы и функционирования вспомогательных систем. При использовании системы регулирования частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу эта частота при всех условиях остается неизменной.

Работа при полной нагрузке

В режиме работы при полной нагрузке дроссельная заслонка полностью открыта (режим WOT), при этом потери на дросселирование отсутствуют. Двигатель вырабатывает максимальный крутящий момент для заданной частоты вращения коленчатого вала.

Режимы ускорения и замедления

При резких ускорениях и замедлениях происходят быстрые изменения давления во впускном трубопроводе двигателя. Следовательно, изменяются и условия образования пленки топлива на стенках впускного трубопровода. Для предотвращения обеднения смеси при ускорении режима работы двигателя необходима подача дополнительного топлива, что служит для образования на стенках топливной пленки. При замедлении, соответственно, количество впрыскиваемого топлива снижается.

Режим принудительного холостого хода (ПХХ) с отключением подачи топлива, повторный пуск

При переходе в режим принудительного холостого хода (ПХХ) с отключением подачи топлива, характеризуемого прекращением сгорания, система ME-Motronic обеспечивает плавное снижение крутящего момента двигателя, а также производит плавное включение подачи топлива при повторном пуске двигателя.

Источник статьи: http://carspec.info/rezhimy-dvigatelya

Тише едешь – больше проедешь

Последнее обновление: 05.05.2020
Комментариев нет

Многие, наверное, обращали свое внимание на то, что заявленный производителем автомобиля расход топлива не всегда соответствует действительности. Несмотря на то, что все регулировки системы зажигания и топливной аппаратуры соблюдены, расход почему-то всегда оказывается больше, чем должен быть на самом деле, вернее, как заявлено заводом-изготовителем.

Попробуем разобраться, почему так происходит. Но для этого от практики вождения необходимо вернуться к теории работы двигателя в совокупности с коробкой передач.

У любого двигателя есть режим холостого хода и, так сказать, рабочие режимы, когда энергия сгоревшего топлива передается на колеса, т.е. автомобиль находится в движении. Расход топлива на холостом ходу примерно одинаков и составляет где-то 0,5-1л/час. Поэтому будем считать, что это величина постоянная и на экономию топлива никак не влияет.

Что влияет на расход топлива в движении? Выделим два основных фактора и рассмотрим их по отдельности. Ими являются:

• Режимы работы двигателя (те самые рабочие режимы);
• Режимы движения автомобиля.

Режимы работы двигателя

Есть три основных режима работы двигателя. Ниже будут приведены соответствующие этим режимам значения оборотов коленчатого вала на примере автомобилей группы ВАЗ. Но это всего лишь для примера. Для каждого автомобиля эти значения указаны в своем руководстве по эксплуатации.

Режим минимального крутящего момента. Он составляет примерно 2500—2800 об./мин. Этот режим целесообразно использовать при движении с постоянной скоростью на прямой дороге без частых разгонов и торможений. С точки зрения устойчивости работы двигателя, запаса мощности и расхода топлива этот режим является оптимальным. Данные значения минимального крутящего момента выведены практическим путем, поэтому в инструкциях по эксплуатации автомобилей их может не быть.

Режим максимального крутящего момента (МКМ). Он составляет примерно 3500—4000 об./мин. Режим МКМ целесообразно использовать при движении с постоянной скоростью на подъемах, спусках, в поворотах. В этом режиме двигатель имеет хороший запас тяги и развивает максимальное ускорение.

Режим максимальной мощности (ММ). Этот режим находится примерно в диапазоне 5000—5500 об./мин. И в этом режиме достигается максимальная скорость движения на той передаче, которая используется в данный момент.

Отталкиваясь от этих режимов, можно выделить два диапазона оборотов коленчатого вала двигателя: экономичный и скоростной.

Экономичный диапазон : на 1-й и 2-й передачах – от значения холостых оборотов до значения МКМ, и на остальных передачах – от 2000 об/мин до значения МКМ, т.е. до 3500—4000 об./мин. При разгоне в экономичном диапазоне автомобиль получает умеренное ускорение и снижение расхода топлива.

Скоростной диапазон : от значений МКМ до значений ММ, т.е. диапазон оборотов в интервале от 3500 об./мин. до 5500 об./мин. При разгоне автомобиля в этом диапазоне двигатель развивает максимальное ускорение и максимально расходует топливо.

Отсюда можно сделать вывод, что с точки зрения расхода топлива наиболее экономичным будет движение в экономичном диапазоне оборотов коленчатого вала двигателя. Для многих бензиновых двигателей этот диапазон составляет от 2000 об/мин до 3500 об./мин. Это значит, что для экономии топлива не следует превышать обороты, соответствующие максимальному крутящему моменту двигателя (МКМ).

Режимы движения автомобиля

В процессе движения автомобиль разгоняется, замедляется, где-то останавливается, затем, снова трогается и так далее. Поэтому принято различать три режима движения автомобиля:

• ускорение;
• движение с постоянной скоростью;
• замедление.

Режим ускорения.

В режиме ускорения расход топлива повышается и даже становится максимальным, в зависимости от того, какие в этот момент обороты у двигателя. И еще как он выполняется — плавно или интенсивно. Оно и понятно – для того, чтобы разогнать автомобиль, потребуется надавить на «газ», т.е. увеличить подачу топлива. Но для того, чтобы разгон был экономичным, его требуется выполнять в экономичном диапазоне оборотов коленвала, т.е. не стоит повышать обороты выше значения максимального крутящего момента (МКМ) двигателя.

Более того, когда вы переходите на следующую, более высшую передачу по достижении значения МКМ, то автомобиль получает нормальный рабочий разгон и переключение проходит без рывков, или так называемого «дергания», что очень важно, например, во время движения на скользкой дороге.

Режим постоянной скорости.

Движение с постоянной скоростью – это самый безопасный режим передвижения. В этом режиме расход топлива – оптимальный. Но идеальных ровных прямолинейных дорог не бывает – где-то подъем, поворот, где-то спуск и опять подъем. Поэтому для поддержания постоянной скорости требуется где-то чуть-чуть нажать на «газ» или где-то его «отпустить».

Главное для экономичной езды, это поддержание оборотов двигателя в экономичном диапазоне (от 2000 об./мин. до значения МКМ), сохраняя при этом его тягу. Это достигается путем переключения на «нужную» передачу КП.

Помните, в автошколе, на уроках вождения, инструктор говорил – «переключайся», если машина «не тянет»? Вот это самое «оно» и есть. Когда двигатель «не тянет» — нужно поднять ему обороты в экономичный диапазон путем переключения КП на низшую передачу.

Режим замедления.

В пути любому автомобилю потребуется снижение скорости или остановка, например, перед светофором или пешеходным переходом. И здесь вроде бы все понятно – нужно остановиться, но автомобиль можно замедлить несколькими способами:

• пустить в накат, т.е. выключить передачу и автомобиль, двигаясь по инерции и работая на холостом ходу, через какое-то время остановится;

• во время движения накатом затормозить принудительно, нажимая на педаль тормоза;

• тормозить двигателем, т.е. отпустить «газ» не выключая передачи;

• торможение двигателем с одновременным плавным нажатием на педаль тормоза (комбинированное торможение).

Следует обратить особое внимание на то, что способ движения накатом (на нейтральной передаче) нужно полностью исключить из практики вождения, так сказать, вообще от него отказаться. Кроме одного случая, когда накат на скорости менее 5-10 км/час позволяет спокойно подкатиться к точке остановки, например, перед стоп-линией. А ведь некоторые водители используют режим движения накатом, например, на спусках, в целях экономии топлива – это заблуждение. Более того, это опасно.

Во время движения накатом двигатель работает на холостых оборотах, а это 800-900 об./мин., и бесспорно расходует топливо. При этом автомобиль, двигаясь вниз на нейтральной передаче, будет постепенно ускоряться и водителю, чтобы замедлить движение, придется прибегать к педали тормоза. А при длительном торможении на спуске возможен перегрев тормозных барабанов и, как один из вариантов, отказ тормозов.

Торможение двигателем . При движении на включенной передаче с отпущенной педалью «газа» топливо в двигатель не поступает вообще, т.е. его подача перекрывается, и включается так называемый режим принудительного холостого хода. Вращение коленвала в этот момент поддерживается колесами автомобиля и расход топлива практически равен нулю. Режим принудительного холостого хода отключается при падении оборотов двигателя ниже определенного значения, которое для каждого двигателя индивидуально, и составляет примерно 1500 об./мин. Как только обороты упадут ниже этого значения — включается режим обычного холостого хода.

Отсюда можно сделать вывод, что на торможении двигателем можно экономить топливо. Чем большее расстояние перед остановкой автомобиль пройдет на включенной передаче или при комбинированном торможении, тем экономичнее будет движение.

Какие напрашиваются выводы из всего вышесказанного?

Наиболее экономичным будет движение с постоянной скоростью в экономичном диапазоне оборотов двигателя. Чем быстрее водитель разгонит автомобиль до нужной скорости и продолжит движение с постоянной скоростью на самой высокой передаче, возможной для этой скорости, тем больше топлива он сэкономит. Разгон должен выполняться в экономичном диапазоне оборотов двигателя, а переход на следующую передачу – при достижении значения близкого МКМ.

Верхний предел скорости . Чем выше скорость движения, тем больше расход топлива. К тому же с увеличением скорости возрастает лобовое сопротивление встречного потока воздуха. Цифры ограничения скорости 90-110 км/час выбраны не случайно. На этих скоростях и ниже расход топлива минимальный, при соблюдении вышеперечисленных условий. Выше этих скоростей расход топлива сильно увеличивается. Поэтому, для оптимизации расхода топлива, лучше всего ограничить скорость этими значениями, при условии, что это не будет противоречить ПДД.

В свободных условиях движения нужно стараться применять плавное торможение с большим тормозным путем (торможение двигателем или комбинированное торможение с легким нажатием на педаль тормоза; на автомобилях с автоматической КП нужно просто убрать ногу с педали «газа» и плавно нажимать на педаль тормоза). А вместо движения накатом рекомендуется использовать движение по инерции с включенной передачей.

Расход топлива, безусловно, также зависит и от многих других факторов, никак не связанных со стилем или манерой вождения. Это может быть конструктивная особенность автомобиля (тяжелый авто, большое лобовое сопротивление и пр.), его техническое состояние (исправность систем зажигания и питания, сход-развал, давление в шинах и пр.), дополнительное оснащение, условия движения (грязь, снег и др.) и еще многие другие причины.

Но когда вы начнете практиковать равномерное движение, стараясь поддерживать постоянную скорость, а во время движения обращать внимание на обороты двигателя (почаще смотреть на тахометр) и держать их в экономичном диапазоне, то через какое-то время обнаружите, что в бензобаке вашего автомобиля появилась пара-тройка «лишних» литров топлива.

И заметьте, это без всяких присадок для экономии топлива и без разных изобретений автомобильной индустрии.

Автор: Сергей Довженко
Последняя редакция: 05.05.2020

Если есть желание поделиться прочитанным, ниже кнопки на выбор. Жмем, не стесняемся.

Источник статьи: http://avtonauka.ru/headline/tishe-edesh-bolshe-proedesh.html