Gj, кг/ч

2000 3000 ШО то п,мин-1 2000 3000 if-OOO 5000 п,мин~

Рис. 5.29. Характеристики двигателя «Восход-ЗМ» с усовершеиствоваииым впуском при дроссельной заслонке, открытой иа 25%

3. Характеристика удельного расхода топлива опытных двигателей стала более пологой, чем у серийного двигателя и снижение gg составило 30 ... 40%.

4. Двигатели с усовершенствованным впуском работают на более бедных смесях. Для иих коэффициент избытка воздуха а = 0,8 ... 1 (для серийного двигателя а = 0,7 ... 0,8).

Улучшение мощностных и экономических показателей объясняется главным образом улучшением воздухоснабжения двигателя на всех режимах и работой иа более бедных смесях. Это подтверждается значительным снижением токсичности ОГ и уменьшением химического недожога q топлива.

5. Содержание СО в ОГ снизилось с 20 до 90 %, содержание СН - на 15 ... 47 %, а коэффициент недожога топлива - с 22 ... 25 % (у серийного) до 10 ... 12 % (у опытных двигателей). Прн продувке цилиндра выбрасывается в среднем 25 % топлива, следовательно, коэффициент полноты сгорания топлива tjn о возрос с 0,75 (у серийного) до 0,85 ... 0,9 (у опытных двигателей).

6. Регулировка главного дозирующего устройства карбюратора на оптимальный по мощности и экономичности состав смеси с изменением скоростного режима двигателя при различном подъеме дроссельной заслонки изменяется. Жиклер карбюратора должен обеспечивать пропускную способность 190 см/мин, винт холостого хода должен находиться в положении 1,5 оборота. Двигатели с усовершенствованной системой впуска работают устойчиво при более бедных смесях по сравнению с серийными.

7. Особенно эффективна опытная система впуска на режимах частичных нагрузок (открытие дроссельной заслонки на 25 ... 50 %) в диапазоне малых и средних частот (л = 2000 ... 4000 мин"). На этих режимах (по сравнению с серийными двигателями) мощность возрастает на 20 ... 80 % , а часовой расход топлива уменьшается на 15 ... 25 %.

Учитывая, что режимы частичных нагрузок составляют значительную часть времени работы двигателя, особенно в условиях движения по городу и пересечен-192

Ег.кг/ч

Г/Вт-ч) 1150

800 550

1000 2000 3000 ШО 5000 п,мин-1

Рис. 5.30. Характеристики двигателя «Восход-ЗМ» с усовершеиствоваииым впуском при дроссельной заслонке, открытой иа 50% (обозиачеиия см. рис. 5.29)

Рис. 5.31. Характеристики двигателя «Восход-ЗМ» с усовершеиствоваииым впуском при полиостью открытой дроссельной заслоике (обозначения см. рис. 5.29)

ной местности, эксплуатационные расходы топлива мотоциклами могут быть снижены значительно.

Таким образом, проведенные стендовые испытания двигателей «Восход-ЗМ» с ОПК, третьим каналом и расширенной фазой впуска показали, что благодаря автоматическому изменению

гооо

3000 WOO 5000 п,мин-1 продолжительности фазы впуска в зависимости от скоростного режима наои.ы двигателя (от ф = 130° при пдаЗООО мин"! до ф = 220° при 5500 мин-i) и устраиеиию обратного выброса топлива можно существенно увеличить наполнение цилиндра смесью, улучшить качество продувки, повысить мощность, снизить расход топлива и токсичность ОГ на всех скоростных режимах.

Эти выводы подтверждают результаты стендовых испытаний двигателей в дорожных условиях, дорожных ходовых испытаний мотоциклов с целью определения их динамических и экономических показателей, а также испытаний мотоциклов на роликовом стенде по ездовым циклам.

ДВИГАТЕЛЬ СНЕГОХОДА «БУРАН»

Характеристики двигателя РМЗ-640. Исследования двигателей снегоходов «Буран» с усовершенствованным впуском (см. рис. 5.10) проводились с учетом результатов, полученных ранее для двигателей мотоциклов «Восход». Для двигателя снегохода, так же как и для мотоцикла, важно обеспечить экономичную работу во всем диапазоне возможных режимов работы. Поэтому исследовалась работа двигателя РМЗ-640 снегохода «Буран» при высоте подъема иглы дроссель-

7 в. М. Кондр«шов 1 др.

Nf.,k8t

2000 JOOO Ш0 SOOO n,j.

2000 3000 то SOOO п,мин

Рис. 5.32. Характеристики исходного серийного двигателя РМЗ-640-

13,25 им; 3 - = 10 мм

НОЙ заслонки Лдр = 24 мм (100 %); 13,25 мм; 10 мм во всем скоростном диапазоне работы двигателя, п = 2000 ... 5500 мин"*.

На рис. 5.32 представлены исходные характеристики серийного двигателя РМЗ-640: крутящего момента Мкр, мощности Nе, часового расхода топлива, удельного расходами топлива при различной высоте Лдр. Введение ОПК и расширение фазы впуска (со 144° поворота коленчатого вала у исходного двигателя до 224° у опытных двнгателей) обусловили изменение расхода топлива и тепловой напряженности двигателя, вследствие чего возникла необходимость в определении новых размеров дозирующих элементов карбюратора К-62Ж, которые бы удовлетворяли условиям его работы на двигателе с усовершенствованным впуском.

Для проведения исследований использовались: серийные двигатели РМЗ-640, соответствующие технической документации, н опытные двигатели с усовершенствованным впуском; поплавковая камера карбюратора К-62Ж с конусной иглой для изменения расхода топлива, подаваемого карбюратором в двигатель; набор сменных дозирующих элементов для карбюратора (распылители, жиклеры и иглы дроссельной заслонки); приспособление для измерения вакуума за дроссельной заслонкой карбюратора; испытательный стенд; морозильная камера.

Сначала проверялось влияние размеров дозирующих элементов системы холостого хода при положении винта, обеспечивающем максимальное обогащение смеси холостого хода и минимальную устойчивую частоту вращения на режиме холостого хода. Определялось предельно допустимое отворачивание винта (предельно допустимое обеднение смеси холостого хода), прн котором карбюратор обеспечивал двигателю минимальный расход топлива с последующим «провалом» частоты вращения при подъеме дроссельной заслонки. Таким образом находился диапазон регулирования системы холостого хода карбюратора. Для сравнения оценивались минимально устойчивая частота вращения серийного н опытных двигателей на режиме холостого хода и характеристики холостого хода (изменением положения винта качества).

Были получены регулировочные характеристики по расходу топлива серийного н опытных двигателей при частоте вращения п = 3600, 4500, 5000 мнн~, а также регулировочная характеристика прн п - 5500 мин"* и полностью открытой дроссельной заслонке.

С проверенными размерами дозирующих элементов системы холостого хода карбюратора и полученными регулировочными пределами опытных двигателей подбирались размеры элементов основной дозирующей системы карбюратора (иглы 194

Gr,Kr/V

От,КГ/Ч 12

3,0 2,S\ 2,0

1,f 1,0

WOO 1500 2000 2500 JOOO 3500п,мин"

5 6,5 8 9, 11 12,5 n 15,5 17 Ng,KBl

Рис. 5,33. Характеристики холостого Рис. 5.34. Регулировочная характери-хода двигателя РМЗ-640: стика двигателя РМЗ-640 с усовершен-

/ - серийного (мнинмальная устойчивая СТВОВаИИОЙ системой ВПуСКа ПрИ Я =

частота п, внит качества отвернут иа 1,2 = 4500 МИН"*:

оборота); 2 - опытного с ОПК (минимально , » „

устойчивая частота п. винт качества от- - регулировочный предел; 2 - мощнос»-

вернут на одни оборот); 5 - опытного с регулировка

ОПК (максимальное обогащение смесн,

винт качества завернут)

дроссельной заслонки, распылителя, главного топливного жиклера) с учетом допускаемого температурного состояния двигателя, обеспечивающего работу без заклинивания, а также с учетом оптимального шага изменения расхода топлива прн перестановке иглы от номинального положения в сторону как обогащения смеси, так и ее обеднения. Необходимость сохранения мощности, а также работа опытных двигателей без перегрева на режимах работы по внешней скоростной характеристике позволили отказаться от ограничителя хода дроссельной заслонки, устанавливаемого на серийных двигателях РМЗ-640.

На опытных и серийных двигателях при их работе по нагрузочным характеристикам при п = 3600 , 4500 , 5000 мин~* для сравнения и выбора размеров дозирующих элементов измерялся вакуум за дроссельной заслонкой.

При проверке пусковых качеств сравнивались опытные и серийные двигатели. Для облегчения пуска г -энменяли подогретые сухие свечи зажигания и впрыскивание за дроссельную заслонку подогретого бензина А-76. Проводилась также проверка эффективности системы топливного корректора карбюратора при пуске опытных и серийных двигателей прн температуре 243 К-

Характеристики холостого хода серийного двигателя РМЗ-640 и усовершенствованного с ОПК на впуске (пропускная способность жиклера 50 см/мин; диаметр отверстия холостого хода 0,8 мм; диаметр переходного отверстия 1,4 мм) приведены на рис. 5.33. Испытания показали, что размеры дозирующих элементов системы холостого хода карбюратора К-62Ж удовлетворяют работе опытных двигателей. Винт качества смеси холостого хода имеет диапазон регулирования в два оборота. Оптимальное положение винта при отворачивании на один оборот примерно соответствует оптимальному положению винта для серийного двигателя.

Опытные двигатели с ОПК по сравнению с серийными обеспечивают меньшую (на 200 ... 500 мин-) минимальную устойчивую частоту вращения коленчатого вала.

Для уточнения влияния элементов регулировки снималась регулировочная характеристика опытного двигателя при частоте п = 4500 мин~* (рис. 5.34). Область между регулировочным пределом / и мощностной регулировкой 2 обеспечивает при соответствующем подборе пары игла дроссельной заслонки - распылитель работу двигателя без заклинивания на нормальной смеси.

Из регулировочной характеристики опытного двигателя при п = 5500 мин~ и полностью открытой дроссельной заслонке карбюратора (рис. 5.35) следует, что опытный двигатель обеспечивает мощность Л» = 23,7 кВт при удельном расходе

7* 195

\soo

Рис. 5.35. Регулировочная характеристика щигателя РМЗ-640 о усовершеиствоваииой системой впуска при полиостью открытой дроссельной заслоике и частоте п = = 5500 МИИ-»

Рис. 5.36. Нагрузочные характеристики двигателя PMS-Sw с усовершеиствоваииой системой впуска при п = 4500 мни"*:

1 - нгла в первой канавке; 2 - нгла во второй

канавке; 3 - нгла в третьей канавке;----

регулировочный предел;-----мощностная регулировка

2 J,S f 6,S 8 S,S rr 72,5 n 75,5 77 NgKBT

топлива ge = 492 г/(кВт-ч) и обогащенной смеси. При нормальной смеси получены мощность Ле = 22,8 кВт и удельный расход топлива ge = 435 г/(кВт-ч). Диапазон удельных расходов между нормальной и обогащенной смесью определяет выбор главного топливного жиклера карбюратора.

Нагрузочные характеристики по расходу топлива опытного двигателя (диаметр распылителя 2,68 мм; размеры иглы дроссельной заслонки: диаметр цилиндрической части 2,5мм, наименьший диаметр конической части 1,82 мм, длина конической части 27 мм; пропускная способность главного топливного жиклера 400 см/мин) для трех положений иглы дроссельной заслонки (на нижней канавке, на второй канавке снизу и на средней канавке) представлены на рис. 5.36 при я = = 4500 мин-1.

Перед выбором размеров пары игла дроссельной заслонки - распылитель за номинальное положение иглы было принято ее положение на второй регулировочной канавке при начале отсчета от нижней канавки. При таком положении иглы обеспечивается устойчивая работа двигателя с температурой под свечами зажигания до 473 К на режимах частичного открытия дроссельной заслонки и до 493 К

5000 71, мин-1

Рнс. 5.37. Изменение крутящего момента Af„p двигателя РМЗ-640:

/ - дроссельная заслонка открыта иа 75 %; г - дроссельная заслонка открыта полностью; - - серийный: ---- с ОПК

От,кТ1ч

Рис. 5.38. Иэмеиение расхода О» топлива двигателя РМЗ-640 (обозиачеиия см. рис. 5.37)

иа режимах по виешией скоростной характеристике без признаков перегрела (кривая 2). Перестановка иглы в верхнее положение обеспечивает снижение температуры двигателя до 493 К на режимах нагрузок и до 483 К иа режимах его внешней характеристики без видимых изменений расхода топлива. Работа двигателя при среднем положении иглы характеризуется его повышенным температурным состоянием, температура под свечой левого цилиндра превышает 493 К, поэтому точки характеристик снимались с охлаждением двигателя (после фиксирования времени выработки навески топлива двигатель переводился на иенагруженный режим работы).

Вакуум за дроссельной заслонкой карбюратора для опытного и серийного двигателей при их работе по нагрузочной характеристике при частоте п = 4500 мин-1 у опытного двигателя меньше, чем у серийного, на 3 ... 4 кПа. По мере поднятия дроссельной заслонки эта разность постепенно уменьшается до 1 ... 1,2 кПа (при полностью открытой дроссельной заслонке).

Проведенные исследования карбюратора К-62К двигателя РМЗ-640 с усовершенствованным впуском показали необходимость изменения его дозирующих элементов: диаметр калиброванной части распылителя должен быть уменьшен до 2,68 мм (вместо 2,7 мм); пропускная способность топливного жиклера основной дозирующей системы должна быть увеличена до 400 см/мин (вместо 320 см/мнн).

При дальнейших исследованиях двигателя РМЗ-640 с усовершенствованным впуском проводился сравнительный анализ крутящего момента Мвр, мощности Ле, часового От и удельного ge расходов топлива, содержания СО н СН в ОГ, коэффициента а избытка воздуха и химического недожога q топлива при работе опытных и серийных двигателей на частичных и полных нагрузках по скоростной характеристике.

Измеиевие крутящего момента Л1„р. Из зависимостей крутящего момента Л1„р опытного двигателя с ОПК на впуске и серийного при различном открытии дроссельной заслонки (рис. 5.37) следует, что максимум крутящего момента при ОПК на впуске сместился в область меньших частот вращения, кривые стали более пологими, значительно расширился диапазон рабочих частот двигателя; при больших нагрузках (полном открытии дроссельной заслонки) максимальный крутящий момент у опытного двигателя незначительно меньше, чем у серийного. Таким образом, зависимости изменения Л1„р во всем диапазоне частот и нагрузок для опытного двигателя с ОПК более благоприятные.

Измеиеиие мощности Ne двигателей. Из зависимостей изменения мощности Ле опытных н серийных двигателей можно сделать следующие выводы: при малых нагрузках (25 %) во всем диапазоне частот вращения мощность опытных двигателей больше в среднем на 3 ... 5 % ; при средних нагрузках (50 %) при я < < 3500 мин- мощность опытного двигателя больше (иа О ... 12 %), а при п > > 3500 мин-* меньше (на О ... 2,5 %); при нагрузке, соответствующей подъему

1000 2000 3000 woo 5000 п.мин-