Качества двигателя


ДИНАМИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ — МегаЛекции

ПРЕДИСЛОВИЕ

Тюнинг (от английского слова tune - настраивать, приспосабливать) применительно к технике означает ее доработку (доводку) с целью улучшения имеющихся свойств или показателей. Каждая система или узел автомобиля, его внешний вид и интерьер также обладают определенными свойствами и показателями. Сравнивая эти свойства и показатели у разных автомобилей, можно делать выводы о их техническом совершенстве. Из сказанного очевидно, что объектов тюнинга на автомобиле столько, сколько он имеет узлов и систем, не говоря уже об интерьере салона и экстерьере. Описание всего тюнинга автомобиля - задача чрезвычайно трудоемкая уже по причине имеющегося многообразия конструкций эксплуатируемых автомобилей. Современные автомобили оснащаются в основном 4-тактными высокооборотными двигателями, которые по сравнению с 2-тактными имеют больший ресурс, более экономичны и удобнее в эксплуатации. Поэтому в данной книге рассматривается лишь тюнинг 4-тактных автомобильных двигателей. Справедливости ради следует отметить, что тюнинг двигателя встречается гораздо реже, чем другие виды тюнинга.

Чаще всего заказчиком тюнинга выступает заинтересованный в этом владелец автомобиля или, например, спортивный клуб. И в определенной ситуации тюнинг двигателя может оказаться делом выгодным. Такая ситуация, например, имеет место, когда у владельца возникает желание иметь автомобиль с более мощным двигателем. В этом случае затраты на тюнинг оказываются существенно ниже, чем затраты на продажу имеющегося автомобиля и покупку нового. Однако здесь следует отдавать себе отчет в том, что гарантии завода-изготовителя автомобиля на подвергнутый тюнингу двигатель не распространяются.

Имеются и такие примеры, что заказчиком тюнинга двигателя является непосредственно фирма, занятая его серийным производством. Так известная австрийская компания AVL выполняет тюнинг двигателей не менее известных фирм Volkswagen и Daimler Chrysler. В1999 году заказчиком этой фирмы стало и российское предприятие - Уфимское моторостроительное производственное объединение (УМПО). Оно заключило с компанией AVL контракт на модернизацию своих двигателей с рабочим объемом 1,8 и 2,0 л. Австрийская сторона завершила конструкторские работы, и уже в конце 1999 г. усовершенствованные двигатели, отвечающие принятому в странах Евросоюза стандарту "Euro-2", должны были поступить в УМПО для заводских испытаний. После завершения испытаний предполагается запустить эти двигатели в серию и начать оснащение ими новых моделей автомобилей "Москвич" и "Иж".

Если принять во внимание, что работы по модернизации двигателя можно доверить лишь предприятию, оснащенному современной техникой для проведения таких работ и имеющему соответствующее диагностическое оборудование, то это подразумевает, что стоимость предстоящих работ может быть доступна далеко не каждому заказчику. Исходя из сказанного можно объяснить, почему в России предприятия, которым задача тюнинга двигателя по плечу, можно перечислить по пальцам. И тем более очевидно, что далеко не каждое предприятие автосервиса располагает возможностью выполнять такие работы.

Изложенное выше позволяет понять, почему тюнинг двигателя встречается значительно реже, чем тюнинг деталей подвески, аэродинамики, шумоизоляции, дизайна и отделки салона и т.п. К сказанному следует добавить, что двигатель - это наиболее сложный и ответственный агрегат автомобиля, объединяющий в себе несколько различных систем и узлов. Наиболее важными системами двигателя являются система питания, система охлаждения, система смазки и система выпуска отработавших газов. Основные его механизмы - это кривошипно-шатунный механизм (КШМ) и газораспределительный механизм (ГРМ), расположенные соответственно в блок-картере и головке цилиндров. В силу этого автомобильные фирмы уделяют серьезное внимание совершенству двигателя как на стадии его проектирования, так и в процессе эксплуатации. Однако вносить изменения в конструкцию серийно выпускаемого двигателя достаточно накладно и на это идут лишь в случае крайней необходимости. Как правило, в конструкцию двигателя не вносятся изменения, требующие значительных затрат ручного труда, поскольку это влечет за собой удорожание как самого двигателя, так и автомобиля в целом. И само собой разумеется, что автомобильные фирмы не заинтересованы в том, чтобы информация о возможных резервах совершенствования выпускаемых ими двигателей стала общедоступной. На обнаружение и устранение этих "недоделок" и направлен тюнинг, который выполняется наиболее технически оснащенными предприятиями автосервиса.

Конечной целью тюнинга может быть улучшение динамических качеств, экономичности двигателя, увеличение его мощности или уменьшение токсичности отработавших газов. Наиболее часто тюнинг направлен на придание двигателю более совершенных динамических качеств. В этой связи представляется важным рассмотреть подробнее, что включает в себя это понятие.

 

ДИНАМИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

При покупке автомобиля помимо его дизайна и интерьера салона будущего владельца несомненно интересуют и динамические качества приобретаемого транспортного средства. Последние во многом зависят от технических характеристик двигателя, установленного на автомобиле.

Наиболее объективную оценку динамических качеств автомобильного двигателя можно получить при анализе его внешней скоростной характеристики. Внешняя скоростная характеристика представляет собой зависимость показателей работы двигателя (мощности, крутящего момента, коэффициента наполнения цилиндров, удельного эффективного расхода топлива и др.) от частоты вращения коленчатого вала (KB) при неизменном положении органа управления, обеспечивающем максимальную подачу топлива в цилиндры.

Важным параметром автомобильного двигателя, позволяющим оценить устойчивость его режима при работе по внешней скоростной характеристике, является коэффициент приспособляемости ( ). Значение определяется отношением максимального крутящего момента к номинальному крутящему моменту, развиваемому двигателем на номинальной мощности при номинальной частоте вращения КВ. Особенно заметно значимость этого параметра проявляется в случае преодоления автомобилем крутых подъемов. Чем больше значение , тем большее сопротивление движению может преодолеть автомобиль без переключения коробки передач на пониженную передачу. Важное значение при этом имеет и диапазон изменения частоты вращения KB, в котором двигатель устойчиво работает: чем больше этот диапазон, тем лучшими динамическими качествами обладает автомобиль, тем легче управление двигателем. Скоростной диапазон устойчивой работы двигателя оценивается скоростным коэффициентом ( ), представляющим собой отношение частоты вращения KB при максимальном крутящем моменте к номинальной частоте вращения. Отсюда следует, что чем больше диапазон устойчивой работы двигателя, тем меньше значение . Это означает, что при прочих равных параметрах сравниваемых автомобилей предпочтение следует отдать автомобилю, двигатель которого характеризуется меньшим значением .

Следует назвать и еще один важный показатель, который достаточно часто применяется для оценки динамических качеств легковых автомобилей, - это приёмистость. Под приёмистостью обычно понимается время разгона автомобиля с места до скорости 100 км/ч. Этот показатель во многом определяется значениями и , но, кроме того, он зависит от соотношения номинальной мощности двигателя и массы автомобиля. Чем меньше масса автомобиля, приходящаяся на единицу номинальной мощности двигателя, тем меньше времени требуется автомобилю для достижения указанной скорости. Очевидно, что приёмистость автомобиля с дизельным двигателем той же мощности, что и у бензинового, будет несколько хуже, так как удельная масса такого автомобиля больше. Заметим, что приёмистость отдельных спортивных автомобилей, подвергнутых тюнингу, оценивается временем менее 5 секунд.

Четверть века назад бензиновые автомобильные двигатели имели = 1,25...1,35, тогда как для дизельных двигателей были характерны значения = 1,05...1,15, при этом меньшие значения коэффициента приспособляемости имелись у двигателей с наддувом. Скоростной коэффициент для бензиновых двигателей составлял = 0,45...0,55, а для дизельных двигателей - соответственно = 0,55...0,70, достигая при высоком наддуве значения 0,8.

Для улучшения названных выше параметров автомобильных двигателей выполняют как в отдельности, так и комбинированно следующие основные мероприятия:

· подбор наиболее эффективных фаз газораспределения;

· использование волновых и инерционных явлений во впускном и выпускном тракте для улучшения очистки и наполнения цилиндров при работе двигателя в зоне максимального крутящего момента;

· регулирование давления наддува воздуха или топливо-воздушной смеси на впуске для двигателей с наддувом;

· увеличение цикловой подачи топлива с улучшением наполнения цилиндра при работе дизельного двигателя по скоростной характеристике в зоне максимального крутящего момента.

Следует заметить, что каждое из названных мероприятий в той или иной степени усложняет конструкцию двигателя, ухудшает его массо-габаритные показатели и увеличивает стоимость. Тем не менее, автомобильные фирмы для повышения конкурентоспособности своей продукции часто идут на увеличение затрат и считают их оправданными.

В таблицах 1.1 и 1.2 представлены расчетные значения и , полученные на основании опубликованных в последнее время данных для автомобилей нескольких ведущих фирм Германии. В табл. 1.1 для сравнения приведены данные также и по некоторым двигателям автомобилей ВАЗ и ГАЗ. В табл. 1.2 данные по отечественным двигателям не приведены по причине крайней скудности опубликованной информации.

 

Таблица 1.1

Показатели динамических качеств легковых автомобилей с бензиновыми двигателями

Фирма Марка автомобиля Марка двигателя Номин. МОЩНОСТЬ / частота вращения KB, кВт / (1/мин) Максим, момент/ частота вращения KB, Н.м/ (1/мин)
Бензиновые двигатели
AUDI   ADR 1,8 92/5800 173/3950 1,142 0,681
      АСЕ 2.0 103/5900 185/4500 1,110 0,763
      ABC 2,6 110/5750 225 / 3500 1,232 0,609
      ААН 2,8 128/5500 245 / 3000 1,102 0,545
      АСК 2,8 142/6000 280/3200 1,239 0,533
      AAN 2,2 169/5500 350/1900 1,194 0,345
BMW М43 75 / 5500 150/3900 1,152 0,709
    31 8i М43 85 / 5500 168/3900 1,138 0,709
    320i М52 110/5900 190/4200 1,070 0,712
    325i М50 141 /5900 245 / 4700 1.074 0,797
    328i М52 142/5300 280/3950 1,094 0,745
MERCEDES Е200 111.945 100/5500 190/3700 1.094 0,673
    Е240 112.911 125/5900 225/3000 1.112 0.508
    Е280 112.921 150/5700 270/3000 1,074 0,526
    Е320 112.941 165/5600 315/3000 1,120 0.536
    Е430 113.940 205 / 5750 400 / 3900 1,175 0.678
    Е 55 AMG 113.980 260 / 5500 530/3000 1,174 0,545
VW Passat ААМ1.8 55/5000 140/2500 1,333 0.500
        AFT 1,6 74 / 5800 140/3500 1,149 0,605
        ADY2.0 85/5400 166/3200 1,104 0,593
        ABF2.0 110/6000 180/4800 1,028 0,800
    Passat VR6 ААА 2,8 128/5800 235 / 4200 1.115 0,724
        ABV 2,9 135/5800 245 / 4200 1,102 0.724
ВАЗ BA3-2104 2105 1,3 47.0 / 5600 92/3400 1.148 0,607
    BA3-21051 2101 1.2 43,2 / 5600 85/3400 1,154 0,607
    BA3-21053 2103 1,5 52,3 / 5600 103,9/3400 1,165 0,607
    BA3-21083 21083 1,5 52,6 / 5600 106.4/3400 1.188 0,607
ГАЗ ВОЛГА 4021.10 2,4 66,2 / 4500 172,6/2400 1,228 0.533
        402.10 2,4 73,5/4500 182,4/2400 1,169 0,533
        4101.10 2,9 80,9 / 4250 225,4/2500 1,240 0.588
        4062.10 2,3 110,3/5200 206/4000 1,017

 

Анализ показывает, что для большинства современных бензиновых двигателей легковых автомобилей зарубежного производства = 1,028... 1,333, тогда как для дизельных двигателей характерны значения = 1,100...1,344. Наблюдается очевидная тенденция уменьшения нижнего предела диапазона для бензиновых двигателей. Такой подход можно объяснить тем, что зарубежные легковые автомобили предназначены преимущественно для движения с высокой скоростью, и их двигатели имеют быстроходную регулировку (см. раздел 2). Применение в этих автомобилях автоматической коробки передач делает для водителя проблему своевременного переключения передач при возрастающем сопротивлении движению не столь актуальной.

В то же время для дизельных двигателей произошло увеличение как нижнего, так и верхнего предела диапазона до значений, характерных для бензиновых двигателей и даже превосходящих последние. Это стало возможным благодаря коррекции топливоподачи, совершенствованию смесеобразования и применению регулируемого турбонаддува.

 

Таблица 1.2

Показатели динамических качеств легковых автомобилей с дизельными двигателями

Фирма Марка автомобиля Марка двигателя Номин. мощность / частота вращения KB, кВт/ (Шин) Максим, момент / частота вращения KB, Н.м /(1/мин)
Дизельные двигатели
AUDI А4, А6, 100 1.9TDI 66 / 4000 202/1900 1,282 0,475
        1.9TDI 81/4150 225/1700 1,207 0,41
        2.4 D 60 / 4400 164/2400 1,259 0,54
        2.5 TDI 103/4000 290/1900 1,179 0,475
BMW 318tds M41 66/4400 190/2000 1,327 0,455
    325td M51 85/4800 222/1900 1,313 0,396
    325tds M51 105/4800 260/2200 1,245 0,458
MERCEDES Limousine, T-Modell E220 Diesel 70/5000 150/3100 1,122 0,62
        E290Turbo-D 95/4000 300/1800 1,323 0,45
        E300 Diesel 100/5000 210/2200 1,100 0,44
        E300Turba-D 130/4400 330/1600 1,170 0,364
VW Passat 1Y1.9 48 / 4400 140/2200 1,344 0,500
        AAZ1.9 55/4200 140/2200 1,200 0,524
        RA/SB1.6 59 / 4500 155/2600 1,241 0,578
        1Z1.9 66 / 4000 202/1900 1,282 0,475
        AFN1.9 81/4150 235/1900 1,261 0,458

 

Значения скоростного коэффициента для современных бензиновых двигателей находятся в диапазоне = 0,345 ... 0,800, а для дизельных соответственно = 0,364 ... 0,620. Сравнивая эти цифры с данными 25-летней давности, можно констатировать, что как для бензиновых, так и для дизельных двигателей удалось добиться почти одинакового расширения скоростного диапазона устойчивой работы (уменьшение нижнего предела ). Верхний предел скоростного коэффициента дизельных двигателей также понизился, тогда как для наиболее высокооборотных бензиновых двигателей отмечено сужение скоростного диапазона с возрастанием значения до 0,8. На основании приведенных данных можно констатировать, что современные дизельные двигатели легковых автомобилей по своим динамическим качествам фактически не уступают бензиновым.

Сказанное выше позволяет сделать вывод о том, что наметившиеся тенденции к расширению скоростного диапазона устойчивой работы автомобильных двигателей, а также применение на значительной их части быстроходной регулировки, сохранится и в ближайшем будущем. А это значит, что автолюбителей ждут встречи с новыми и интересными инженерными решениями, направленными на дальнейшее совершенствование динамических качеств автомобильных двигателей.

 

©2015- 2018 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов.

 

megalektsii.ru

Двигатели автомобильные. Пусковые качества. Технические требования

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Двигатели автомобильные

ПУСКОВЫЕ КАЧЕСТВА

Технические требования

Издание официальное

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ» (ФГУП «НАМИ»)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 56 «Дорожный транспорт»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 декабря 2010 г. № 814-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты»,атекст изменений ипоправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ, 2011

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Двигатели автомобильные ПУСКОВЫЕ КАЧЕСТВА Технические требования

Automobile engines. Startability. Technical requirements

Дата введения — 2011—09—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на поршневые четырехтактные двигатели с принудительным зажиганием (далее — бензиновые двигатели) и двигатели с воспламенением от сжатия (далее — дизели) автомобильных транспортных средств (АТС), в том числе на многотопливные двигатели, работающие на дизельном топливе и/или топливе для реактивных двигателей.

Стандарт не распространяется на двигатели большегрузных автомобилей мощностью более 625 кВт (850 л.с).

Настоящий стандарт устанавливает требования к пусковым качествам двигателей АТС с различными системами пуска, их узлам и агрегатам, системам аТс, от которых зависят пусковые качества двигателей.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    пусковые качества двигателя: Совокупность свойств двигателя, его узлов и агрегатов, систем АТС, от которых зависит надежный пуск двигателя, обеспечивающих приведение двигателя в действие с принятием нагрузки в определенных условиях и за установленное время.

3.2    холодный двигатель: Двигатель при температуре его деталей, охлаждающей жидкости, масла и топлива, отличающейся от температуры окружающего воздуха не более чем на 1 °С (без учета погрешностей измерений).

Издание официальное

3.3    горячий двигатель: Двигатель, остановленный после работы, при температуре окружающего воздуха до 45 °С и температуре охлаждающей жидкости и/или масла не ниже 5 °С рабочей температуры двигателя, установленной в технических условиях на двигатель конкретного типа.

3.4    надежный пуск двигателя: Пуск двигателя, оборудованного всеми навесными агрегатами, на основном топливе не более чем за три попытки пуска «холодного двигателя» и не более чем за две попытки пуска «горячего двигателя» и двигателя после тепловой подготовки.

Примечания

1    При пуске двигателя электростартерной системой от аккумуляторных батарей, имеющих 75 %-ную степень заряженности, продолжительность каждой попытки должна быть не более 10 с для бензиновых двигателей, и не более 15с — для дизелей.

2    При пуске дизеля пневмостартерной системой от ресивера со сжатым воздухом до давления 0,6 МПа продолжительность каждой попытки должна быть не более 5 с. Интервал между попытками — 1 мин.

3    При использовании аккумуляторных батарей с молекулярными накопителями электроэнергии интервал между попытками допускается увеличить до 1,5 мин.

3.5    предельная температура надежного пуска холодного двигателя: Наиболее низкая температура окружающего воздуха, при которой осуществляется надежный пуск двигателя с допустимыми отклонениями от температуры окружающего воздуха (без учета погрешностей измерений):

-    + 1 °С — длятемпературыузловидеталейдвигателя,охлаждающейжидкости,топливаимасла;

-    + 2 °С — для температуры электролита аккумуляторных батарей, но не ниже минус 35 °С.

3.6    время подготовки двигателя к принятию нагрузки: Общие затраты времени на приведение в действие и работу устройства облегчения пуска холодного двигателя или устройства для облегчения пуска горячего двигателя, или системы тепловой подготовки, а также на пуск двигателя и его работу на холостом ходу до достижения состояния, обеспечивающего принятие нагрузки.

Примечания

1    Принятие нагрузки определяется возможностью начала движения АТС при условии, что температура масла в силовой передаче АТС не ниже температуры его застывания.

2    При использовании системы тепловой подготовки время подогрева электролита аккумуляторных батарей до температуры не ниже минус 35 °С не учитывается.

3.7    минимальные пусковые обороты: Наименьшая для данной температуры средняя частота вращения коленчатого вала двигателя стартером, при которой обеспечивается пуск двигателя за две попытки пуска. Продолжительность каждой попытки не более 10 с для бензиновыхдвигателей и не более 15 с — для дизелей. Интервал между попытками — от 1,0 до 1,5 мин.

3.8    среднее давление трения рт, МПа1: Условная удельная величина, характеризующая сопротивление проворачиванию коленчатого вала двигателя (укомплектованного всеми штатными навесными агрегатами, необходимыми для работы двигателя и АТС), вычисляемая по формуле

Рт = 0,01257 М,    (1)

Vh

где Мт — средний момент сопротивления проворачиванию коленчатого вала, Н • м;

Vh — рабочий объем двигателя, л.

4    Технические требования

4.1    Общие положения

4.1.1    Пусковые качества двигателя оценивают двумя основными параметрами:

-    предельной температурой надежного пуска;

-    временем подготовки двигателя к принятию нагрузки.

4.1.2    Пусковые качества двигателей проверяют присуммарнойнаработкедвигателяот 50 до 250 ч или после пробега АТС от 2000 до 25000 км.

4.1.3    Проверку пусковых качеств осуществляют:

-    при постановке на производство новых или модернизированных двигателей, их узлов и агрегатов и систем АТС, влияющих на пуск двигателей;

-    при выпуске серийной продукции — не реже одного раза в три года.

4.1.4 Проверку пусковых качеств двигателей не проводят на базовых двигателях и АТС, если нет конструктивных отличий, влияющих на пуск двигателей.

4.2 Требования к пусковым качествам двигателей

4.2.1 Предельнаятемпература надежного пускахолодногодвигателяивремя подготовкидвигате-ля к принятию нагрузки при этой температуре и применяемых моторном масле и топливе, указанных в химмотологической карте, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Параметр

Тип двигателя

Бензиновый

Дизель с камерой в поршне при степени сжатия от 16 до 17

Дизель с камерой в поршне и турбонаддувом при степени сжатия не ниже 15

Дизель с раздельными камерами при степени сжатия не ниже 21

Предельная температура надежного пуска, °С: не ниже не выше

+45*

-20

-30**

-12

-30**

-10

-25**

-20**

Время подготовки двигателя к принятию нагрузки, мин, не более

3

8

10

8

10

8

10

10

* Для бензиновых двигателей автомобилей многоцелевого назначения предельная температура надежного пуска холодного двигателя не ниже плюс 50 °С.

** Пуск двигателей с применением устройств облегчения пуска; при использовании электрофакельного устройства допускается повышение предельной температуры надежного пуска:

-    до минус 25 °С — для дизелей с камерой в поршне;

-    до минус 22 °С — для дизелей с камерой в поршне и турбонаддувом.

Примечание — Для дизелей, в конструкции которых заложено автоматическое включение устройств облегчения пуска при отрицательных температурах окружающего воздуха, предельная температура холодного двигателя без устройств облегчения пуска не регламентируется.

4.2.2    Надежный пуск горячего двигателя должен быть обеспечен:

-    для двигателей АТС народно-хозяйственного назначения и многоцелевого назначения, в томчис-ле исполнения УХЛ по ГОСТ 15150, при температуре окружающего воздуха не ниже 40 °С;

-    для двигателей АТС исполнения Т по ГОСТ 15150 при температуре окружающего воздуха не ниже 50 °С при затратах времени на подготовку двигателей к принятию нагрузки не более 3 мин.

4.2.3    Предельная температура надежного пуска двигателя с применением устройства облегчения пуска после тепловой подготовки и время подготовки двигателей к принятию нагрузки с учетом затрат времени на тепловую подготовку и применяемых масел (моторного и трансмиссионного) и топлива в соответствии с химмотологической картой приведены в таблице 2.

Таблица 2

Параметр

Двигатель

АТС

народно-хозяйственного

назначения

автомобилей

многоцелевого

назначения

народно-хозяйственных АТС и автомобилей многоцелевого назначения в исполнении УХЛ по ГОСТ 15150

Предельная температура надежного пуска двигателя, °С, не выше

-45

-50

-60

Время подготовки двигателя к принятию нагрузки, мин, не более

(30)36*

30

45

* Пуск двигателя без применения устройств облегчения пуска холодного двигателя.

4.2.4 Время пуска и подготовки к принятию полной нагрузки двигателей многоцелевых автомобилей, оснащенных двухрежимной системой тепловой подготовки, после длительного автоматического поддержания их в теплом состоянии при температуре окружающего воздуха минус 50 °С должно быть не более2мин.

4.3 Комплектация двигателей и АТС

4.3.1    Двигатели АТС должны быть снабжены электростартерной системой пуска. Допускается применение других систем пуска, обеспечивающих выполнение требований 4.2.

4.3.2    Для АТС народно-хозяйственного назначения допускается любая комплектация двигателя по согласованию между предприятием-изготовителем и потребителем.

По согласованию между предприятием-изготовителем и потребителем допускается не устанавливать систему предпускового подогрева и устройство облегчения пуска холодного двигателя.

Допускается комплектация системы тепловой подготовки двигателя электроподогревателями от постороннего источника энергии, подогревателями-отопителями и т.п., на которые требования таблицы 2 не распространяются.

4.3.3    Автомобили многоцелевого назначения и АТС народно-хозяйственного назначения в исполнении УХЛ по ГОСТ 15150 комплектуют:

-    однорежимной системой тепловой подготовки или двухрежимной системой тепловой подготовки двигателя по согласованию с потребителем;

-    устройством облегчения пуска холодного двигателя;

-    устройством для теплоизоляции и подогрева аккумуляторных батарей;

-    дублирующей системой пуска для АТС грузоподъемностью не менее 4 т по согласованию с потребителем;

-    автоматизированной системой тепловой подготовки по согласованию с потребителем.

По согласованию с потребителем допускается избирательная комплектация.

Двигатели и АТС исполнения Т по ГОСТ 15150 по согласованию с потребителем допускается комплектовать по 4.3.2, а бензиновые двигатели допускается снабжать устройством облегчения пуска горячего двигателя.

4.4 Требования к двигателю

4.4.1 Для обеспечения надежного пуска двигателя в соответствии с требованиями 4.2 минимальные пусковые обороты для бензиновых и дизельных двигателей приведены в таблицах 3 и 4, а среднее давление трения при частоте вращения коленчатого вала двигателя стартером и применяемом моторном масле в соответствии с химмотологической картой приведены в таблице 5.

По согласованию с потребителем при обеспечении требований 4.2.1 показатели, приведенные в таблицах 3—5, допускается не регламентировать.

Таблица 3

Вид пуска двигателя

Температура, °С

Минимальные пусковые обороты, мин-1, при числе цилиндров

4

6

> 8

Пуск холодного двигателя без применения устройств облегчения пуска

-20

70

60

50

Пуск холодного двигателя с применением устройств облегчения пуска

-30

65

55

45

Пуск после предпускового подогрева двигателя

от -45 до -60

60

50

40

Таблица 4

Вид пуска двигателя

Тип двигателя

Температура,

°С

Минимальные пусковые обороты, мин 1 , при числе цилиндров

4

6

>8

Без применения устройства облегчения пуска

С камерой в поршне при степени сжатия от 16 до 17

-12

125

100

90

С камерой в поршне и турбонаддувом при степени сжатия не ниже 15

-10

С применением устройства облегчения пуска

С камерой в поршне при степени сжатия от 16 до 17

-30*

90

60

50

С камерой в поршне и турбонаддувом при степени сжатия не ниже 15

-25*

С разделенными камерами при степени сжатия не ниже 21

-20

После предпускового подогрева

С камерой в поршне при степени сжатия от 16 до 17

-45

70

60

50

С турбонаддувом при степени сжатия не ниже 15

С разделенными камерами при степени сжатия не ниже 21

-60

75

*П ри использовании электрофакельного устройства допускается повышение температуры в соответствии со сноской «**» в таблице 1.

Таблица 5

Параметр

Тип двигателя

Бензиновый

Дизельный с камерой в поршне и степенью сжатия от 16 до 17

Температура, °С

-20

-12

Средняя частота вращения коленчатого вала стартером, мин-1

50

100

Число цилиндров двигателя

4

6

> 8

4

6

>8

Среднее давление трения, МПа (кгс/см2), не более

0,51 (5,0)

0,46 (4,5)

0,41 (4,0)

0,50 (4,9)

0,45 (4,4)

0,40 (3,9)

Примечания

1    Для дизелей с более высокой степенью сжатия значение среднего давления трения может возрастать на 5 % — 7 % на каждую единицу степени сжатия.

2    Для двигателей воздушного охлаждения значение среднего давления трения при указанных условиях может быть больше, но не более чем на 20 %.

4.4.2 Конструкцией двигателя и АТС должны быть предусмотрены:

-    места установки и присоединения устройства облегчения пуска холодного двигателя, тепловой подготовки и др.;

-    места для подвода и отвода теплоносителей от предпускового подогревателя;

-    места установки и присоединения устройства облегчения пуска горячего двигателя для бензинового двигателя АТС исполнения Т по ГОСТ 15150;

-    места установки стартера дублирующей системы пуска для автомобилей многоцелевого назначения грузоподъемностью не менее 4 т по согласованию с потребителем.

Примечание — По согласованию с потребителем места установки допускается не предусматривать.

4.5 Требования кстартерным системам

4.5.1    Стартерная система пуска должна обеспечивать необходимую для надежного пуска холодного двигателя частоту вращения коленчатого вала в соответствии с требованиями 4.2 и 4.4 с общим числом попыток пуска не менее трех.

4.5.2    При пуске двигателя после тепловой обработки стартерная система пуска должна обеспечивать необходимую для надежного пуска частоту вращения коленчатого вала двигателя при температуре электролита минус 35 °С и общим числом попыток не менее трех при токах не менее 3С20 А (номинальная емкость при 20-часовом режиме разряда).

4.5.3    Падение напряжения в цепях «аккумуляторная батарея — электростартер» при пуске двигателя не должно превышать 2 В на 1000 A, а падение напряжения в цепи «аккумуляторная батарея — тяговое реле электростартера» при пуске двигателя не должно превышать 3 В при суммарном токе обмоток тягового реле.

4.5.4    Рабочее давление пневмостартерной системы пуска должно быть:

-    0,6 МПа — номинальное;

-    0,4 МПа — минимальное;

-1,0 МПа — максимальное.

4.5.5    Объем пускового ресивера пневмостартерной системы пуска должен быть не менее шестикратного рабочего объема дизеля

Vp = 6Vh,    (2)

где Vp — объем пускового ресивера, л;

Vh — рабочий объем дизеля, л.

4.5.6    Запас воздуха в пусковом ресивере низкого давления и баллоне(ах) высокого давления должен быть достаточным для осуществления надежного пуска холодного дизеля с общим числом попыток не менее трех.

4.5.7    При применении на АТС автономного бортового источника электрической и пневматической энергии продолжительность восстановления давления воздуха в пусковом ресивере от 0 до 0,6 МПа и от 0,3 до 0,6 МПа должна быть соответственно 4и2 мин.

4.5.8    Удельный расход воздуха пневмостартера должен быть не более 0,02 м3/с • кВт (отношение расхода воздуха пневмостартера при максимальном рабочем давлении на режиме максимальной мощности к максимальной мощности).

4.5.9    Удельная масса пневмостартера должна быть не более 0,7 кг/кВт (отношение массы пневмостартера к максимальной мощности при максимальном рабочем давлении в ресивере).

4.5.10    Запорно-регулирующая арматура пневмостартерной системы должна обеспечивать герметичность пускового ресивера, падение давления воздуха в нем должно быть не более 10 кПа/ч.

4.5.11    Пневмостартер должен иметь глушитель шума. Выпуск воздуха в атмосферу должен быть безопасным и исключать ударное воздействие воздушного потока (импульса) на детали, узлы и стенки (переборки) моторно-трансмиссионного отделения.

4.5.12    Воздушный трубопровод «ресивер — пневмостартер» и управляющие трубопроводы должны быть минимальной длины и проходить кратчайшим путем. Пневмостартер располагают в моторном отсеке.

4.5.13    При применении пневмостартера лопастного типа для повышения надежности его работы по требованию потребителя он может быть оснащен устройством подогрева.

4.5.14    Стартерная система пуска должна сохранять работоспособность в соответствии с требованиями настоящего стандарта после преодоления АТС брода с пресной водой глубиной, регламентированной для АТС конкретного типа.

4.6    Требования кустройствам облегчения пуска холодного двигателя

4.6.1    Конструкцией устройства облегчения пуска холодного двигателя должно быть предусмотрено обеспечение управления этим устройством и стартером одним человеком из кабины водителя.

4.6.2    Время подготовки к работе и приведения в действие устройства для облегчения пуска холодного двигателя (до включения стартера) не должно превышать 3 мин.

4.6.3    Устройство для облегчения пуска холодного двигателя должно обеспечивать возможность надежного сопровождения работы двигателя после его пуска в течение не менее 30 с.

4.6.4    Устройство для облегчения пуска холодного двигателя должно соответствовать 4.5.14.

4.7    Требования к системам тепловой подготовки

4.7.1 Конструкцией систем тепловой подготовки и пуска двигателя должно быть предусмотрено обеспечение проведения всех операций по управлению этими системами одним человеком из кабины водителя.

4.7.2    Система тепловой подготовки двигателя должна обеспечивать подогрев двигателя и моторного масла до состояния, обеспечивающего надежный пуск в соответствии с требованиями 4.2 и 4.4. При этом сопротивление проворачиванию не должно быть больше сопротивления проворачиванию коленчатого вала холодного двигателя при использовании моторного масла класса вязкости 8 при температуре минус 10 °С — минус 12 °С (вязкость не более 3000 мм2/с (сСт).

4.7.3    Система тепловой подготовки двигателей с жидкостным охлаждением должна сохранять работоспособность при работающем двигателе.

4.7.4    Система тепловой подготовки при подключении соответствующих устройств должна работать в автоматическом режиме для поддержания теплового состояния двигателя в готовности к пуску и работе под нагрузкой.

4.7.5    Система тепловой подготовки должна соответствовать требованиям 4.5.14.

4.7.6    Системы управления элементами и агрегатами пуска двигателя (системами облегчения пуска и тепловой подготовки, комплексной микропроцессорной автоматизированной системой управления двигателем и др.) не должны отключаться при предусмотренных пиковых падениях напряжения.

4.7.7    Автоматизированная система управления тепловой подготовки должна иметь по согласованию с потребителем подсистему диагностики отказов.

4.7.8    Системы тепловой подготовки двигателя должны быть взрывопожаробезопасными. При тепловой подготовке и длительном автоматическом поддержании двигателя в теплом состоянии в обитаемых отделениях машины не допускается содержание окиси углерода более 2,0 мг/м3.

4.7.9    По требованию потребителя системы тепловой подготовки АТС могут быть оборудованы подсистемой обеспечения электрической энергией.

УДК 629.3.03:006.354    ОКС    43.060    ОКП 45 0000

Ключевые слова: двигатель автомобильный, пусковые качества двигателей, тепловая подготовка

Редактор Р.Г. Говердовская Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор М.В. Бучная Компьютерная верстка И.А. Налейкиной

Сдано в набор 06.05.2011. Подписано в печать 23.06.2011. Формат 60 х 84^8- Бумага офсетная. Гарнитура Ариал. Печать офсетная. Усп. печ. л. 1,40. Уч.-изд. л. 0,90. Тираж 104 экз. Зак. 529.

ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ», 123995 Москва, Гранатный пер., 4. www.gostinfo.ruinfo@gostinfo.ru Набрано во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» на ПЭВМ.

Отпечатано в филиале ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» — тип. «Московский печатник», 105062 Москва, Лялин пер., 6.

1

Параметр применяется при разработке и модернизации двигателя.

standartgost.ru

ГОСТ Р 54120-2010 Двигатели автомобильные. Пусковые качества. Технические требования

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р 54120-2010

Двигатели автомобильные

ПУСКОВЫЕ КАЧЕСТВА

Технические требования

Москва

Стандартинформ

2011

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ» (ФГУП «НАМИ»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 56 «Дорожный транспорт»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 декабря 2010 г. № 814-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

ГОСТ Р 54120-2010

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Двигатели автомобильные

ПУСКОВЫЕ КАЧЕСТВА

Технические требования

Automobile engines. Startability. Technical requirements

Дата введения - 2011-09-01

Настоящий стандарт распространяется на поршневые четырехтактные двигатели с принудительным зажиганием (далее - бензиновые двигатели) и двигатели с воспламенением от сжатия (далее - дизели) автомобильных транспортных средств (АТС), в том числе на многотопливные двигатели, работающие на дизельном топливе и/или топливе для реактивных двигателей.

Стандарт не распространяется на двигатели большегрузных автомобилей мощностью более 625 кВт (850 л.с).

Настоящий стандарт устанавливает требования к пусковым качествам двигателей АТС с различными системами пуска, их узлам и агрегатам, системам АТС, от которых зависят пусковые качества двигателей.

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 пусковые качества двигателя: Совокупность свойств двигателя, его узлов и агрегатов, систем АТС, от которых зависит надежный пуск двигателя, обеспечивающих приведение двигателя в действие с принятием нагрузки в определенных условиях и за установленное время.

3.2 холодный двигатель: Двигатель при температуре его деталей, охлаждающей жидкости, масла и топлива, отличающейся от температуры окружающего воздуха не более чем на 1 °С (без учета погрешностей измерений).

3.3 горячий двигатель: Двигатель, остановленный после работы, при температуре окружающего воздуха до 45 °С и температуре охлаждающей жидкости и/или масла не ниже 5 °С рабочей температуры двигателя, установленной в технических условиях на двигатель конкретного типа.

3.4 надежный пуск двигателя: Пуск двигателя, оборудованного всеми навесными агрегатами, на основном топливе не более чем за три попытки пуска «холодного двигателя» и не более чем за две попытки пуска «горячего двигателя» и двигателя после тепловой подготовки.

Примечания

1 При пуске двигателя электростартерной системой от аккумуляторных батарей, имеющих 75 %-ную степень заряженности, продолжительность каждой попытки должна быть не более 10 с для бензиновых двигателей, и не более 15с - для дизелей.

2 При пуске дизеля пневмостартерной системой от ресивера со сжатым воздухом до давления 0,6 МПа продолжительность каждой попытки должна быть не более 5 с. Интервал между попытками - 1 мин.

3 При использовании аккумуляторных батарей с молекулярными накопителями электроэнергии интервал между попытками допускается увеличить до 1,5 мин.

3.5 предельная температура надежного пуска холодного двигателя: Наиболее низкая температура окружающего воздуха, при которой осуществляется надежный пуск двигателя с допустимыми отклонениями от температуры окружающего воздуха (без учета погрешностей измерений):

- ± 1 °С - для температуры узлов и деталей двигателя, охлаждающей жидкости, топлива и масла;

- ± 2 °С - для температуры электролита аккумуляторных батарей, но не ниже минус 35 °С.

3.6 время подготовки двигателя к принятию нагрузки: Общие затраты времени на приведение в действие и работу устройства облегчения пуска холодного двигателя или устройства для облегчения пуска горячего двигателя, или системы тепловой подготовки, а также на пуск двигателя и его работу на холостом ходу до достижения состояния, обеспечивающего принятие нагрузки.

Примечания

1 Принятие нагрузки определяется возможностью начала движения АТС при условии, что температура масла в силовой передаче АТС не ниже температуры его застывания.

2 При использовании системы тепловой подготовки время подогрева электролита аккумуляторных батарей до температуры не ниже минус 35 °С не учитывается.

3.7 минимальные пусковые обороты: Наименьшая для данной температуры средняя частота вращения коленчатого вала двигателя стартером, при которой обеспечивается пуск двигателя за две попытки пуска. Продолжительность каждой попытки не более 10 с для бензиновых двигателей и не более 15 с - для дизелей. Интервал между попытками - от 1,0 до 1,5 мин.

3.8 среднее давление трения rт, МПа*: Условная удельная величина, характеризующая сопротивление проворачиванию коленчатого вала двигателя (укомплектованного всеми штатными навесными агрегатами, необходимыми для работы двигателя и АТС), вычисляемая по формуле

(1)

где Мт - средний момент сопротивления проворачиванию коленчатого вала, Н × м;

Vh- рабочий объем двигателя, л.

__________________

* Параметр применяется при разработке и модернизации двигателя.

4.1 Общие положения

4.1.1 Пусковые качества двигателя оценивают двумя основными параметрами:

- предельной температурой надежного пуска;

- временем подготовки двигателя к принятию нагрузки.

4.1.2 Пусковые качества двигателей проверяют при суммарной наработке двигателя от 50 до 250 ч или после пробега АТС от 2000 до 25000 км.

4.1.3 Проверку пусковых качеств осуществляют:

- при постановке на производство новых или модернизированных двигателей, их узлов и агрегатов и систем АТС, влияющих на пуск двигателей;

- при выпуске серийной продукции - не реже одного раза в три года.

4.1.4 Проверку пусковых качеств двигателей не проводят на базовых двигателях и АТС, если нет конструктивных отличий, влияющих на пуск двигателей.

4.2 Требования к пусковым качествам двигателей

4.2.1 Предельная температура надежного пуска холодного двигателя и время подготовки двигателя к принятию нагрузки при этой температуре и применяемых моторном масле и топливе, указанных в химмотологической карте, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Параметр

Тип двигателя

Бензиновый

Дизель с камерой в поршне при степени сжатия от 16 до 17

Дизель с камерой в поршне и турбонаддувом при степени сжатия не ниже 15

Дизель с раздельными камерами при степени сжатия не ниже 21

Предельная температура надежного пуска, °С:

 

 

 

 

 

 

 

 

не ниже

+45*

 

 

 

 

 

 

 

не выше

-

-20

-30**

-12

-30**

-10

-25**

-20**

Время подготовки двигателя к принятию нагрузки, мин, не более

3

8

10

8

10

8

10

10

* Для бензиновых двигателей автомобилей многоцелевого назначения предельная температура надежного пуска холодного двигателя не ниже плюс 50 °С.

** Пуск двигателей с применением устройств облегчения пуска; при использовании электрофакельного устройства допускается повышение предельной температуры надежного пуска:

- до минус 25 °С - для дизелей с камерой в поршне;

- до минус 22 °С - для дизелей с камерой в поршне и турбонаддувом.

Примечание - Для дизелей, в конструкции которых заложено автоматическое включение устройств облегчения пуска при отрицательных температурах окружающего воздуха, предельная температура холодного двигателя без устройств облегчения пуска не регламентируется.

4.2.2 Надежный пуск горячего двигателя должен быть обеспечен:

-для двигателей АТС народно-хозяйственного назначения и многоцелевого назначения, в том числе исполнения УХЛ по ГОСТ 15150, при температуре окружающего воздуха не ниже 40 °С;

- для двигателей АТС исполнения Т по ГОСТ 15150 при температуре окружающего воздуха не ниже 50 °С при затратах времени на подготовку двигателей к принятию нагрузки не более 3 мин.

4.2.3 Предельная температура надежного пуска двигателя с применением устройства облегчения пуска после тепловой подготовки и время подготовки двигателей к принятию нагрузки с учетом затрат времени на тепловую подготовку и применяемых масел (моторного и трансмиссионного) и топлива в соответствии с химмотологической картой приведены в таблице 2.

Таблица 2

Параметр

Двигатель

АТС

народно-хозяйственного

назначения

автомобилей

многоцелевого

назначения

народно-хозяйственных АТС и

автомобилей многоцелевого

назначения в исполнении УХЛ

по ГОСТ 15150

Предельная температура надежного пуска двигателя, °С, не выше

-45

-50

-60

Время подготовки двигателя к принятию нагрузки, мин, не более

(30)36*

30

45

* Пуск двигателя без применения устройств облегчения пуска холодного двигателя.

4.2.4 Время пуска и подготовки к принятию полной нагрузки двигателей многоцелевых автомобилей, оснащенных двухрежимной системой тепловой подготовки, после длительного автоматического поддержания их в теплом состоянии при температуре окружающего воздуха минус 50 °С должно быть не более 2 мин.

4.3 Комплектация двигателей и АТС

4.3.1 Двигатели АТС должны быть снабжены электростартерной системой пуска. Допускается применение других систем пуска, обеспечивающих выполнение требований 4.2.

4.3.2 Для АТС народно-хозяйственного назначения допускается любая комплектация двигателя по согласованию между предприятием-изготовителем и потребителем.

По согласованию между предприятием-изготовителем и потребителем допускается не устанавливать систему предпускового подогрева и устройство облегчения пуска холодного двигателя.

Допускается комплектация системы тепловой подготовки двигателя электроподогревателями от постороннего источника энергии, подогревателями-отопителями и т.п., на которые требования таблицы 2 не распространяются.

4.3.3 Автомобили многоцелевого назначения и АТС народно-хозяйственного назначения в исполнении УХЛ по ГОСТ 15150 комплектуют:

- однорежимной системой тепловой подготовки или двухрежимной системой тепловой подготовки двигателя по согласованию с потребителем;

- устройством облегчения пуска холодного двигателя;

- устройством для теплоизоляции и подогрева аккумуляторных батарей;

- дублирующей системой пуска для АТС грузоподъемностью не менее 4 т по согласованию с потребителем;

- автоматизированной системой тепловой подготовки по согласованию с потребителем. По согласованию с потребителем допускается избирательная комплектация.

Двигатели и АТС исполнения Т по ГОСТ 15150 по согласованию с потребителем допускается комплектовать по 4.3.2, а бензиновые двигатели допускается снабжать устройством облегчения пуска горячего двигателя.

4.4 Требования к двигателю

4.4.1 Для обеспечения надежного пуска двигателя в соответствии с требованиями 4.2 минимальные пусковые обороты для бензиновых и дизельных двигателей приведены в таблицах 3 и 4, а среднее давление трения при частоте вращения коленчатого вала двигателя стартером и применяемом моторном масле в соответствии с химмотологической картой приведены в таблице 5.

По согласованию с потребителем при обеспечении требований 4.2.1 показатели, приведенные в таблицах 3-5, допускается не регламентировать.

Таблица 3

Вид пуска двигателя

Температура, °С

Минимальные пусковые обороты, мин-1, при числе цилиндров

4

6

≥8

Пуск холодного двигателя без применения устройств облегчения пуска

-20

70

60

50

Пуск холодного двигателя с применением устройств облегчения пуска

-30

65

55

45

Пуск после предпускового подогрева двигателя

от -45 до -60

60

50

40

Таблица 4

Вид пуска двигателя

Тип двигателя

Температура, °С

Минимальные пусковые обороты, мин-1, при числе цилиндров

4

6

≥8

Без применения устройства облегчения пуска

С камерой в поршне при степени сжатия от 16 до 17

-12

125

100

90

С камерой в поршне и турбонаддувом при степени сжатия не ниже 15

-10

С применением устройства облегчения пуска

С камерой в поршне при степени сжатия от 16 до 17

-30*

90

60

50

С камерой в поршне и турбонаддувом при степени сжатия не ниже 15

-25*

С разделенными камерами при степени сжатия не ниже 21

-20

-

-

После предпускового подогрева

С камерой в поршне при степени сжатия от 16 до 17

-45

70

60

50

С турбонаддувом при степени сжатия не ниже 15

С разделенными камерами при степени сжатия не ниже 21

-60

75

-

-

* При использовании электрофакельного устройства допускается повышение температуры в соответствии со сноской «**» в таблице 1.

Таблица 5

Параметр

Тип двигателя

Бензиновый

Дизельный с камерой в поршне и степенью сжатия от 16 до 17

Температура, °С

-20

-12

Средняя частота вращения коленчатого вала стартером, мин-1

50

100

Число цилиндров двигателя

4

6

≥8

4

6

≥8

Среднее давление трения, МПа (кгс/см2), не более

0,51 (5,0)

0,46 (4,5)

0,41 (4,0)

0,50 (4,9)

0,45 (4,4)

0,40 (3,9)

Примечания

1 Для дизелей с более высокой степенью сжатия значение среднего давления трения может возрастать на 5 % - 7 % на каждую единицу степени сжатия.

2 Для двигателей воздушного охлаждения значение среднего давления трения при указанных условиях может быть больше, но не более чем на 20 %.

4.4.2 Конструкцией двигателя и АТС должны быть предусмотрены:

- места установки и присоединения устройства облегчения пуска холодного двигателя, тепловой подготовки и др.;

- места для подвода и отвода теплоносителей от предпускового подогревателя;

- места установки и присоединения устройства облегчения пуска горячего двигателя для бензинового двигателя АТС исполнения Т по ГОСТ 15150;

- места установки стартера дублирующей системы пуска для автомобилей многоцелевого назначения грузоподъемностью не менее 4 т по согласованию с потребителем.

Примечание - По согласованию с потребителем места установки допускается не предусматривать.

4.5 Требования к стартерным системам

4.5.1 Стартерная система пуска должна обеспечивать необходимую для надежного пуска холодного двигателя частоту вращения коленчатого вала в соответствии с требованиями 4.2 и 4.4 с общим числом попыток пуска не менее трех.

4.5.2 При пуске двигателя после тепловой обработки стартерная система пуска должна обеспечивать необходимую для надежного пуска частоту вращения коленчатого вала двигателя при температуре электролита минус 35 °С и общим числом попыток не менее трех при токах не менее 3С20 А (номинальная емкость при 20-часовом режиме разряда).

4.5.3 Падение напряжения в цепях «аккумуляторная батарея - электростартер» при пуске двигателя не должно превышать 2 В на 1000 А, а падение напряжения в цепи «аккумуляторная батарея - тяговое реле электростартера» при пуске двигателя не должно превышать 3 В при суммарном токе обмоток тягового реле.

4.5.4 Рабочее давление пневмостартерной системы пуска должно быть:

- 0,6 МПа - номинальное;

- 0,4 МПа - минимальное; -1,0 МПа - максимальное.

4.5.5 Объем пускового ресивера пневмостартерной системы пуска должен быть не менее шестикратного рабочего объема дизеля

где Vp - объем пускового ресивера, л;

Vh - рабочий объем дизеля, л.

4.5.6 Запас воздуха в пусковом ресивере низкого давления и баллоне(ах) высокого давления должен быть достаточным для осуществления надежного пуска холодного дизеля с общим числом попыток не менее трех.

4.5.7 При применении на АТС автономного бортового источника электрической и пневматической энергии продолжительность восстановления давления воздуха в пусковом ресивере от 0 до 0,6 МПа и от 0,3 до 0,6 МПа должна быть соответственно 4 и 2 мин.

4.5.8 Удельный расход воздуха пневмостартера должен быть не более 0,02 м3/с × кВт (отношение расхода воздуха пневмостартера при максимальном рабочем давлении на режиме максимальной мощности к максимальной мощности).

4.5.9 Удельная масса пневмостартера должна быть не более 0,7 кг/кВт (отношение массы пневмостартера к максимальной мощности при максимальном рабочем давлении в ресивере).

4.5.10 Запорно-регулирующая арматура пневмостартерной системы должна обеспечивать герметичность пускового ресивера, падение давления воздуха в нем должно быть не более 10 кПа/ч.

4.5.11 Пневмостартер должен иметь глушитель шума. Выпуск воздуха в атмосферу должен быть безопасным и исключать ударное воздействие воздушного потока (импульса) на детали, узлы и стенки (переборки) моторно-трансмиссионного отделения.

4.5.12 Воздушный трубопровод «ресивер - пневмостартер» и управляющие трубопроводы должны быть минимальной длины и проходить кратчайшим путем. Пневмостартер располагают в моторном отсеке.

4.5.13 При применении пневмостартера лопастного типа для повышения надежности его работы по требованию потребителя он может быть оснащен устройством подогрева.

4.5.14 Стартерная система пуска должна сохранять работоспособность в соответствии с требованиями настоящего стандарта после преодоления АТС брода с пресной водой глубиной, регламентированной для АТС конкретного типа.

4.6 Требования к устройствам облегчения пуска холодного двигателя

4.6.1 Конструкцией устройства облегчения пуска холодного двигателя должно быть предусмотрено обеспечение управления этим устройством и стартером одним человеком из кабины водителя.

4.6.2 Время подготовки к работе и приведения в действие устройства для облегчения пуска холодного двигателя (до включения стартера) не должно превышать 3 мин.

4.6.3 Устройство для облегчения пуска холодного двигателя должно обеспечивать возможность надежного сопровождения работы двигателя после его пуска в течение не менее 30 с.

4.6.4 Устройство для облегчения пуска холодного двигателя должно соответствовать 4.5.14.

4.7 Требования к системам тепловой подготовки

4.7.1 Конструкцией систем тепловой подготовки и пуска двигателя должно быть предусмотрено обеспечение проведения всех операций по управлению этими системами одним человеком из кабины водителя.

4.7.2 Система тепловой подготовки двигателя должна обеспечивать подогрев двигателя и моторного масла до состояния, обеспечивающего надежный пуск в соответствии с требованиями 4.2 и 4.4. При этом сопротивление проворачиванию не должно быть больше сопротивления проворачиванию коленчатого вала холодного двигателя при использовании моторного масла класса вязкости 8 при температуре минус 10 °С - минус 12 °С (вязкость не более 3000 мм2/с (сСт).

4.7.3 Система тепловой подготовки двигателей с жидкостным охлаждением должна сохранять работоспособность при работающем двигателе.

4.7.4 Система тепловой подготовки при подключении соответствующих устройств должна работать в автоматическом режиме для поддержания теплового состояния двигателя в готовности к пуску и работе под нагрузкой.

4.7.5 Система тепловой подготовки должна соответствовать требованиям 4.5.14.

4.7.6 Системы управления элементами и агрегатами пуска двигателя (системами облегчения пуска и тепловой подготовки, комплексной микропроцессорной автоматизированной системой управления двигателем и др.) не должны отключаться при предусмотренных пиковых падениях напряжения.

4.7.7 Автоматизированная система управления тепловой подготовки должна иметь по согласованию с потребителем подсистему диагностики отказов.

4.7.8 Системы тепловой подготовки двигателя должны быть взрывопожаробезопасными. При тепловой подготовке и длительном автоматическом поддержании двигателя в теплом состоянии в обитаемых отделениях машины не допускается содержание окиси углерода более 2,0 мг/м3.

4.7.9 По требованию потребителя системы тепловой подготовки АТС могут быть оборудованы подсистемой обеспечения электрической энергией.

Ключевые слова: двигатель автомобильный, пусковые качества двигателей, тепловая подготовка

 

files.stroyinf.ru

ДИНАМИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ — Мегаобучалка

ПРЕДИСЛОВИЕ

Тюнинг (от английского слова tune - настраивать, приспосабливать) применительно к технике означает ее доработку (доводку) с целью улучшения имеющихся свойств или показателей. Каждая система или узел автомобиля, его внешний вид и интерьер также обладают определенными свойствами и показателями. Сравнивая эти свойства и показатели у разных автомобилей, можно делать выводы о их техническом совершенстве. Из сказанного очевидно, что объектов тюнинга на автомобиле столько, сколько он имеет узлов и систем, не говоря уже об интерьере салона и экстерьере. Описание всего тюнинга автомобиля - задача чрезвычайно трудоемкая уже по причине имеющегося многообразия конструкций эксплуатируемых автомобилей. Современные автомобили оснащаются в основном 4-тактными высокооборотными двигателями, которые по сравнению с 2-тактными имеют больший ресурс, более экономичны и удобнее в эксплуатации. Поэтому в данной книге рассматривается лишь тюнинг 4-тактных автомобильных двигателей. Справедливости ради следует отметить, что тюнинг двигателя встречается гораздо реже, чем другие виды тюнинга.

Чаще всего заказчиком тюнинга выступает заинтересованный в этом владелец автомобиля или, например, спортивный клуб. И в определенной ситуации тюнинг двигателя может оказаться делом выгодным. Такая ситуация, например, имеет место, когда у владельца возникает желание иметь автомобиль с более мощным двигателем. В этом случае затраты на тюнинг оказываются существенно ниже, чем затраты на продажу имеющегося автомобиля и покупку нового. Однако здесь следует отдавать себе отчет в том, что гарантии завода-изготовителя автомобиля на подвергнутый тюнингу двигатель не распространяются.

Имеются и такие примеры, что заказчиком тюнинга двигателя является непосредственно фирма, занятая его серийным производством. Так известная австрийская компания AVL выполняет тюнинг двигателей не менее известных фирм Volkswagen и Daimler Chrysler. В1999 году заказчиком этой фирмы стало и российское предприятие - Уфимское моторостроительное производственное объединение (УМПО). Оно заключило с компанией AVL контракт на модернизацию своих двигателей с рабочим объемом 1,8 и 2,0 л. Австрийская сторона завершила конструкторские работы, и уже в конце 1999 г. усовершенствованные двигатели, отвечающие принятому в странах Евросоюза стандарту "Euro-2", должны были поступить в УМПО для заводских испытаний. После завершения испытаний предполагается запустить эти двигатели в серию и начать оснащение ими новых моделей автомобилей "Москвич" и "Иж".

Если принять во внимание, что работы по модернизации двигателя можно доверить лишь предприятию, оснащенному современной техникой для проведения таких работ и имеющему соответствующее диагностическое оборудование, то это подразумевает, что стоимость предстоящих работ может быть доступна далеко не каждому заказчику. Исходя из сказанного можно объяснить, почему в России предприятия, которым задача тюнинга двигателя по плечу, можно перечислить по пальцам. И тем более очевидно, что далеко не каждое предприятие автосервиса располагает возможностью выполнять такие работы.

Изложенное выше позволяет понять, почему тюнинг двигателя встречается значительно реже, чем тюнинг деталей подвески, аэродинамики, шумоизоляции, дизайна и отделки салона и т.п. К сказанному следует добавить, что двигатель - это наиболее сложный и ответственный агрегат автомобиля, объединяющий в себе несколько различных систем и узлов. Наиболее важными системами двигателя являются система питания, система охлаждения, система смазки и система выпуска отработавших газов. Основные его механизмы - это кривошипно-шатунный механизм (КШМ) и газораспределительный механизм (ГРМ), расположенные соответственно в блок-картере и головке цилиндров. В силу этого автомобильные фирмы уделяют серьезное внимание совершенству двигателя как на стадии его проектирования, так и в процессе эксплуатации. Однако вносить изменения в конструкцию серийно выпускаемого двигателя достаточно накладно и на это идут лишь в случае крайней необходимости. Как правило, в конструкцию двигателя не вносятся изменения, требующие значительных затрат ручного труда, поскольку это влечет за собой удорожание как самого двигателя, так и автомобиля в целом. И само собой разумеется, что автомобильные фирмы не заинтересованы в том, чтобы информация о возможных резервах совершенствования выпускаемых ими двигателей стала общедоступной. На обнаружение и устранение этих "недоделок" и направлен тюнинг, который выполняется наиболее технически оснащенными предприятиями автосервиса.

Конечной целью тюнинга может быть улучшение динамических качеств, экономичности двигателя, увеличение его мощности или уменьшение токсичности отработавших газов. Наиболее часто тюнинг направлен на придание двигателю более совершенных динамических качеств. В этой связи представляется важным рассмотреть подробнее, что включает в себя это понятие.

 

ДИНАМИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

При покупке автомобиля помимо его дизайна и интерьера салона будущего владельца несомненно интересуют и динамические качества приобретаемого транспортного средства. Последние во многом зависят от технических характеристик двигателя, установленного на автомобиле.

Наиболее объективную оценку динамических качеств автомобильного двигателя можно получить при анализе его внешней скоростной характеристики. Внешняя скоростная характеристика представляет собой зависимость показателей работы двигателя (мощности, крутящего момента, коэффициента наполнения цилиндров, удельного эффективного расхода топлива и др.) от частоты вращения коленчатого вала (KB) при неизменном положении органа управления, обеспечивающем максимальную подачу топлива в цилиндры.

Важным параметром автомобильного двигателя, позволяющим оценить устойчивость его режима при работе по внешней скоростной характеристике, является коэффициент приспособляемости ( ). Значение определяется отношением максимального крутящего момента к номинальному крутящему моменту, развиваемому двигателем на номинальной мощности при номинальной частоте вращения КВ. Особенно заметно значимость этого параметра проявляется в случае преодоления автомобилем крутых подъемов. Чем больше значение , тем большее сопротивление движению может преодолеть автомобиль без переключения коробки передач на пониженную передачу. Важное значение при этом имеет и диапазон изменения частоты вращения KB, в котором двигатель устойчиво работает: чем больше этот диапазон, тем лучшими динамическими качествами обладает автомобиль, тем легче управление двигателем. Скоростной диапазон устойчивой работы двигателя оценивается скоростным коэффициентом ( ), представляющим собой отношение частоты вращения KB при максимальном крутящем моменте к номинальной частоте вращения. Отсюда следует, что чем больше диапазон устойчивой работы двигателя, тем меньше значение . Это означает, что при прочих равных параметрах сравниваемых автомобилей предпочтение следует отдать автомобилю, двигатель которого характеризуется меньшим значением .

Следует назвать и еще один важный показатель, который достаточно часто применяется для оценки динамических качеств легковых автомобилей, - это приёмистость. Под приёмистостью обычно понимается время разгона автомобиля с места до скорости 100 км/ч. Этот показатель во многом определяется значениями и , но, кроме того, он зависит от соотношения номинальной мощности двигателя и массы автомобиля. Чем меньше масса автомобиля, приходящаяся на единицу номинальной мощности двигателя, тем меньше времени требуется автомобилю для достижения указанной скорости. Очевидно, что приёмистость автомобиля с дизельным двигателем той же мощности, что и у бензинового, будет несколько хуже, так как удельная масса такого автомобиля больше. Заметим, что приёмистость отдельных спортивных автомобилей, подвергнутых тюнингу, оценивается временем менее 5 секунд.

Четверть века назад бензиновые автомобильные двигатели имели = 1,25...1,35, тогда как для дизельных двигателей были характерны значения = 1,05...1,15, при этом меньшие значения коэффициента приспособляемости имелись у двигателей с наддувом. Скоростной коэффициент для бензиновых двигателей составлял = 0,45...0,55, а для дизельных двигателей - соответственно = 0,55...0,70, достигая при высоком наддуве значения 0,8.

Для улучшения названных выше параметров автомобильных двигателей выполняют как в отдельности, так и комбинированно следующие основные мероприятия:

· подбор наиболее эффективных фаз газораспределения;

· использование волновых и инерционных явлений во впускном и выпускном тракте для улучшения очистки и наполнения цилиндров при работе двигателя в зоне максимального крутящего момента;

· регулирование давления наддува воздуха или топливо-воздушной смеси на впуске для двигателей с наддувом;

· увеличение цикловой подачи топлива с улучшением наполнения цилиндра при работе дизельного двигателя по скоростной характеристике в зоне максимального крутящего момента.

Следует заметить, что каждое из названных мероприятий в той или иной степени усложняет конструкцию двигателя, ухудшает его массо-габаритные показатели и увеличивает стоимость. Тем не менее, автомобильные фирмы для повышения конкурентоспособности своей продукции часто идут на увеличение затрат и считают их оправданными.

В таблицах 1.1 и 1.2 представлены расчетные значения и , полученные на основании опубликованных в последнее время данных для автомобилей нескольких ведущих фирм Германии. В табл. 1.1 для сравнения приведены данные также и по некоторым двигателям автомобилей ВАЗ и ГАЗ. В табл. 1.2 данные по отечественным двигателям не приведены по причине крайней скудности опубликованной информации.

 

Таблица 1.1

Показатели динамических качеств легковых автомобилей с бензиновыми двигателями

Фирма Марка автомобиля Марка двигателя Номин. МОЩНОСТЬ / частота вращения KB, кВт / (1/мин) Максим, момент/ частота вращения KB, Н.м/ (1/мин)
Бензиновые двигатели
AUDI   ADR 1,8 92/5800 173/3950 1,142 0,681
      АСЕ 2.0 103/5900 185/4500 1,110 0,763
      ABC 2,6 110/5750 225 / 3500 1,232 0,609
      ААН 2,8 128/5500 245 / 3000 1,102 0,545
      АСК 2,8 142/6000 280/3200 1,239 0,533
      AAN 2,2 169/5500 350/1900 1,194 0,345
BMW М43 75 / 5500 150/3900 1,152 0,709
    31 8i М43 85 / 5500 168/3900 1,138 0,709
    320i М52 110/5900 190/4200 1,070 0,712
    325i М50 141 /5900 245 / 4700 1.074 0,797
    328i М52 142/5300 280/3950 1,094 0,745
MERCEDES Е200 111.945 100/5500 190/3700 1.094 0,673
    Е240 112.911 125/5900 225/3000 1.112 0.508
    Е280 112.921 150/5700 270/3000 1,074 0,526
    Е320 112.941 165/5600 315/3000 1,120 0.536
    Е430 113.940 205 / 5750 400 / 3900 1,175 0.678
    Е 55 AMG 113.980 260 / 5500 530/3000 1,174 0,545
VW Passat ААМ1.8 55/5000 140/2500 1,333 0.500
        AFT 1,6 74 / 5800 140/3500 1,149 0,605
        ADY2.0 85/5400 166/3200 1,104 0,593
        ABF2.0 110/6000 180/4800 1,028 0,800
    Passat VR6 ААА 2,8 128/5800 235 / 4200 1.115 0,724
        ABV 2,9 135/5800 245 / 4200 1,102 0.724
ВАЗ BA3-2104 2105 1,3 47.0 / 5600 92/3400 1.148 0,607
    BA3-21051 2101 1.2 43,2 / 5600 85/3400 1,154 0,607
    BA3-21053 2103 1,5 52,3 / 5600 103,9/3400 1,165 0,607
    BA3-21083 21083 1,5 52,6 / 5600 106.4/3400 1.188 0,607
ГАЗ ВОЛГА 4021.10 2,4 66,2 / 4500 172,6/2400 1,228 0.533
        402.10 2,4 73,5/4500 182,4/2400 1,169 0,533
        4101.10 2,9 80,9 / 4250 225,4/2500 1,240 0.588
        4062.10 2,3 110,3/5200 206/4000 1,017

 

Анализ показывает, что для большинства современных бензиновых двигателей легковых автомобилей зарубежного производства = 1,028... 1,333, тогда как для дизельных двигателей характерны значения = 1,100...1,344. Наблюдается очевидная тенденция уменьшения нижнего предела диапазона для бензиновых двигателей. Такой подход можно объяснить тем, что зарубежные легковые автомобили предназначены преимущественно для движения с высокой скоростью, и их двигатели имеют быстроходную регулировку (см. раздел 2). Применение в этих автомобилях автоматической коробки передач делает для водителя проблему своевременного переключения передач при возрастающем сопротивлении движению не столь актуальной.

В то же время для дизельных двигателей произошло увеличение как нижнего, так и верхнего предела диапазона до значений, характерных для бензиновых двигателей и даже превосходящих последние. Это стало возможным благодаря коррекции топливоподачи, совершенствованию смесеобразования и применению регулируемого турбонаддува.

 

Таблица 1.2

Показатели динамических качеств легковых автомобилей с дизельными двигателями

Фирма Марка автомобиля Марка двигателя Номин. мощность / частота вращения KB, кВт/ (Шин) Максим, момент / частота вращения KB, Н.м /(1/мин)
Дизельные двигатели
AUDI А4, А6, 100 1.9TDI 66 / 4000 202/1900 1,282 0,475
        1.9TDI 81/4150 225/1700 1,207 0,41
        2.4 D 60 / 4400 164/2400 1,259 0,54
        2.5 TDI 103/4000 290/1900 1,179 0,475
BMW 318tds M41 66/4400 190/2000 1,327 0,455
    325td M51 85/4800 222/1900 1,313 0,396
    325tds M51 105/4800 260/2200 1,245 0,458
MERCEDES Limousine, T-Modell E220 Diesel 70/5000 150/3100 1,122 0,62
        E290Turbo-D 95/4000 300/1800 1,323 0,45
        E300 Diesel 100/5000 210/2200 1,100 0,44
        E300Turba-D 130/4400 330/1600 1,170 0,364
VW Passat 1Y1.9 48 / 4400 140/2200 1,344 0,500
        AAZ1.9 55/4200 140/2200 1,200 0,524
        RA/SB1.6 59 / 4500 155/2600 1,241 0,578
        1Z1.9 66 / 4000 202/1900 1,282 0,475
        AFN1.9 81/4150 235/1900 1,261 0,458

 

Значения скоростного коэффициента для современных бензиновых двигателей находятся в диапазоне = 0,345 ... 0,800, а для дизельных соответственно = 0,364 ... 0,620. Сравнивая эти цифры с данными 25-летней давности, можно констатировать, что как для бензиновых, так и для дизельных двигателей удалось добиться почти одинакового расширения скоростного диапазона устойчивой работы (уменьшение нижнего предела ). Верхний предел скоростного коэффициента дизельных двигателей также понизился, тогда как для наиболее высокооборотных бензиновых двигателей отмечено сужение скоростного диапазона с возрастанием значения до 0,8. На основании приведенных данных можно констатировать, что современные дизельные двигатели легковых автомобилей по своим динамическим качествам фактически не уступают бензиновым.

Сказанное выше позволяет сделать вывод о том, что наметившиеся тенденции к расширению скоростного диапазона устойчивой работы автомобильных двигателей, а также применение на значительной их части быстроходной регулировки, сохранится и в ближайшем будущем. А это значит, что автолюбителей ждут встречи с новыми и интересными инженерными решениями, направленными на дальнейшее совершенствование динамических качеств автомобильных двигателей.

 

megaobuchalka.ru

пусковые качества двигателя - это... Что такое пусковые качества двигателя?

 пусковые качества двигателя

3.1 пусковые качества двигателя: Совокупность свойств двигателя, его узлов и агрегатов, систем АТС, от которых зависит надежный пуск двигателя, обеспечивающих приведение двигателя в действие с принятием нагрузки в определенных условиях и за установленное время.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

  • пусковой/привязной (буксировочный) фал
  • Пусковые потери топлива

Смотреть что такое "пусковые качества двигателя" в других словарях:

  • ГОСТ Р 54120-2010: Двигатели автомобильные. Пусковые качества. Технические требования — Терминология ГОСТ Р 54120 2010: Двигатели автомобильные. Пусковые качества. Технические требования оригинал документа: 3.6 время подготовки двигателя к принятию нагрузки: Общие затраты времени на приведение в действие и работу устройства… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • надежный пуск двигателя — 3.4 надежный пуск двигателя: Пуск двигателя, оборудованного всеми навесными агрегатами, на основном топливе не более чем за три попытки пуска «холодного двигателя» и не более чем за две попытки пуска «горячего двигателя» и двигателя после… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • минимальные пусковые обороты — 3.7 минимальные пусковые обороты: Наименьшая для данной температуры средняя частота вращения коленчатого вала двигателя стартером, при которой обеспечивается пуск двигателя за две попытки пуска. Продолжительность каждой попытки не более 10 с для… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • время подготовки двигателя к принятию нагрузки — 3.6 время подготовки двигателя к принятию нагрузки: Общие затраты времени на приведение в действие и работу устройства облегчения пуска холодного двигателя или устройства для облегчения пуска горячего двигателя, или системы тепловой подготовки, а …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • предельная температура надежного пуска холодного двигателя — 3.5 предельная температура надежного пуска холодного двигателя: Наиболее низкая температура окружающего воздуха, при которой осуществляется надежный пуск двигателя с допустимыми отклонениями от температуры окружающего воздуха (без учета… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Бензин — (Petrol) Бензин это самое распространенное топливо для большинства видов транспорта Подробная информация о составе, получении, хранении и применении бензина Содержание >>>>>>>>>>>>>> …   Энциклопедия инвестора

  • время — 3.3.4 время tE (time tE): время нагрева начальным пусковым переменным током IА обмотки ротора или статора от температуры, достигаемой в номинальном режиме работы, до допустимой температуры при максимальной температуре окружающей среды. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • среднее — 3.3 среднее (mean): Среднее значение для (выбранного) времени усреднения результатов измерений анемометром. Источник: ГОСТ Р ИСО 1 …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Дизельное топливо — (Diesel) Определение дизельного топлива, разновидности и характеристики дизельного топлива Информация об определении дизельного топлива, разновидности и характеристики дизельного топлива Содержание Содержание 1. Что такое и как с ним бороться 2.… …   Энциклопедия инвестора

  • предельная температура — 3.40 предельная температура: Наибольшая допустимая температура оборудования или его частей, равная меньшему из двух значений температуры, определенных с учетом: a) опасности воспламенения взрывоопасной среды; b) термостойкости использованных… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

normative_reference_dictionary.academic.ru

1. Динамические качества автомобильного двигателя

При покупке автомобиля помимо его дизайна и интерьера салона будущего владельца несомненно интересуют и динамические качества приобретаемого транспортного средства. Последние во многом зависят от технических характеристик двигателя, установленного на автомобиле.

Наиболее объективную оценку динамических качеств автомобильного двигателя можно получить при анализе его внешней скоростной характеристики. Внешняя скоростная характеристика представляет собой зависимость показателей работы двигателя (мощности, крутящего момента, коэффициента наполнения цилиндров, удельного эффективного расхода топлива и др.) от частоты вращения коленчатого вала (KB) при неизменном положении органа управления, обеспечивающем максимальную подачу топлива в цилиндры.

Важным параметром автомобильного двигателя, позволяющим оценить устойчивость его режима при работе по внешней скоростной характеристике, является коэффициент приспособляемости (). Значение определяется отношением максимального крутящего момента к номинальному крутящему моменту, развиваемому двигателем на номинальной мощности при номинальной частоте вращения КВ. Особенно заметно значимость этого параметра проявляется в случае преодоления автомобилем крутых подъемов. Чем больше значение, тем большее сопротивление движению может преодолеть автомобиль без переключения коробки передач на пониженную передачу. Важное значение при этом имеет и диапазон изменения частоты вращения KB, в котором двигатель устойчиво работает: чем больше этот диапазон, тем лучшими динамическими качествами обладает автомобиль, тем легче управление двигателем. Скоростной диапазон устойчивой работы двигателя оценивается скоростным коэффициентом (), представляющим собой отношение частоты вращения KB при максимальном крутящем моменте к номинальной частоте вращения. Отсюда следует, что чем больше диапазон устойчивой работы двигателя, тем меньше значение . Это означает, что при прочих равных параметрах сравниваемых автомобилей предпочтение следует отдать автомобилю, двигатель которого характеризуется меньшим значением .

Следует назвать и еще один важный показатель, который достаточно часто применяется для оценки динамических качеств легковых автомобилей, - это приёмистость. Под приёмистостью обычно понимается время разгона автомобиля с места до скорости 100 км/ч. Этот показатель во многом определяется значениями и, но, кроме того, он зависит от соотношения номинальной мощности двигателя и массы автомобиля. Чем меньше масса автомобиля, приходящаяся на единицу номинальной мощности двигателя, тем меньше времени требуется автомобилю для достижения указанной скорости. Очевидно, что приёмистость автомобиля с дизельным двигателем той же мощности, что и у бензинового, будет несколько хуже, так как удельная масса такого автомобиля больше. Заметим, что приёмистость отдельных спортивных автомобилей, подвергнутых тюнингу, оценивается временем менее 5 секунд.

Четверть века назад бензиновые автомобильные двигатели имели = 1,25...1,35, тогда как для дизельных двигателей были характерны значения= 1,05...1,15, при этом меньшие значения коэффициента приспособляемости имелись у двигателей с наддувом. Скоростной коэффициент для бензиновых двигателей составлял= 0,45...0,55, а для дизельных двигателей - соответственно= 0,55...0,70, достигая при высоком наддуве значения 0,8.

Для улучшения названных выше параметров автомобильных двигателей выполняют как в отдельности, так и комбинированно следующие основные мероприятия:

  • подбор наиболее эффективных фаз газораспределения;

  • использование волновых и инерционных явлений во впускном и выпускном тракте для улучшения очистки и наполнения цилиндров при работе двигателя в зоне максимального крутящего момента;

  • регулирование давления наддува воздуха или топливо-воздушной смеси на впуске для двигателей с наддувом;

  • увеличение цикловой подачи топлива с улучшением наполнения цилиндра при работе дизельного двигателя по скоростной характеристике в зоне максимального крутящего момента.

Следует заметить, что каждое из названных мероприятий в той или иной степени усложняет конструкцию двигателя, ухудшает его массо-габаритные показатели и увеличивает стоимость. Тем не менее, автомобильные фирмы для повышения конкурентоспособности своей продукции часто идут на увеличение затрат и считают их оправданными.

В таблицах 1.1 и 1.2 представлены расчетные значения и, полученные на основании опубликованных в последнее время данных для автомобилей нескольких ведущих фирм Германии. В табл. 1.1 для сравнения приведены данные также и по некоторым двигателям автомобилей ВАЗ и ГАЗ. В табл. 1.2 данные по отечественным двигателям не приведены по причине крайней скудности опубликованной информации.

Таблица 1.1

Показатели динамических качеств легковых автомобилей с бензиновыми двигателями

Фирма

Марка автомобиля

Марка двигателя

Номин. МОЩНОСТЬ / частота вращения KB, кВт / (1/мин)

Максим, момент/ частота вращения KB, Н.м/ (1/мин)

Бензиновые двигатели

AUDI

ADR 1,8

92/5800

173/3950

1,142

0,681

АСЕ 2.0

103/5900

185/4500

1,110

0,763

ABC 2,6

110/5750

225 / 3500

1,232

0,609

ААН 2,8

128/5500

245 / 3000

1,102

0,545

АСК 2,8

142/6000

280/3200

1,239

0,533

AAN 2,2

169/5500

350/1900

1,194

0,345

BMW

3161

М43

75 / 5500

150/3900

1,152

0,709

31 8i

М43

85 / 5500

168/3900

1,138

0,709

320i

М52

110/5900

190/4200

1,070

0,712

325i

М50

141 /5900

245 / 4700

1.074

0,797

328i

М52

142/5300

280/3950

1,094

0,745

MERCEDES

Е200

111.945

100/5500

190/3700

1.094

0,673

Е240

112.911

125/5900

225/3000

1.112

0.508

Е280

112.921

150/5700

270/3000

1,074

0,526

Е320

112.941

165/5600

315/3000

1,120

0.536

Е430

113.940

205 / 5750

400 / 3900

1,175

0.678

Е 55 AMG

113.980

260 / 5500

530/3000

1,174

0,545

VW

Passat

ААМ1.8

55/5000

140/2500

1,333

0.500

AFT 1,6

74 / 5800

140/3500

1,149

0,605

ADY2.0

85/5400

166/3200

1,104

0,593

ABF2.0

110/6000

180/4800

1,028

0,800

Passat VR6

ААА 2,8

128/5800

235 / 4200

1.115

0,724

ABV 2,9

135/5800

245 / 4200

1,102

0.724

ВАЗ

BA3-2104

2105 1,3

47.0 / 5600

92/3400

1.148

0,607

BA3-21051

2101 1.2

43,2 / 5600

85/3400

1,154

0,607

BA3-21053

2103 1,5

52,3 / 5600

103,9/3400

1,165

0,607

BA3-21083

21083 1,5

52,6 / 5600

106.4/3400

1.188

0,607

ГАЗ

ВОЛГА

4021.10 2,4

66,2 / 4500

172,6/2400

1,228

0.533

402.10 2,4

73,5/4500

182,4/2400

1,169

0,533

4101.10 2,9

80,9 / 4250

225,4/2500

1,240

0.588

4062.10 2,3

110,3/5200

206/4000

1,017

0769

Анализ показывает, что для большинства современных бензиновых двигателей легковых автомобилей зарубежного производства = 1,028... 1,333, тогда как для дизельных двигателей характерны значения= 1,100...1,344. Наблюдается очевидная тенденция уменьшения нижнего предела диапазонадля бензиновых двигателей. Такой подход можно объяснить тем, что зарубежные легковые автомобили предназначены преимущественно для движения с высокой скоростью, и их двигатели имеют быстроходную регулировку (см. раздел 2). Применение в этих автомобилях автоматической коробки передач делает для водителя проблему своевременного переключения передач при возрастающем сопротивлении движению не столь актуальной.

В то же время для дизельных двигателей произошло увеличение как нижнего, так и верхнего предела диапазона до значений, характерных для бензиновых двигателей и даже превосходящих последние. Это стало возможным благодаря коррекции топливоподачи, совершенствованию смесеобразования и применению регулируемого турбонаддува.

Таблица 1.2

Показатели динамических качеств легковых автомобилей с дизельными двигателями

Фирма

Марка автомобиля

Марка двигателя

Номин. мощность / частота вращения KB, кВт/ (Шин)

Максим, момент / частота вращения KB, Н.м /(1/мин)

Дизельные двигатели

AUDI

А4, А6, 100

1.9TDI

66 / 4000

202/1900

1,282

0,475

1.9TDI

81/4150

225/1700

1,207

0,41

2.4 D

60 / 4400

164/2400

1,259

0,54

2.5 TDI

103/4000

290/1900

1,179

0,475

BMW

318tds

M41

66/4400

190/2000

1,327

0,455

325td

M51

85/4800

222/1900

1,313

0,396

325tds

M51

105/4800

260/2200

1,245

0,458

MERCEDES

Limousine, T-Modell

E220 Diesel

70/5000

150/3100

1,122

0,62

E290Turbo-D

95/4000

300/1800

1,323

0,45

E300 Diesel

100/5000

210/2200

1,100

0,44

E300Turba-D

130/4400

330/1600

1,170

0,364

VW

Passat

1Y1.9

48 / 4400

140/2200

1,344

0,500

AAZ1.9

55/4200

140/2200

1,200

0,524

RA/SB1.6

59 / 4500

155/2600

1,241

0,578

1Z1.9

66 / 4000

202/1900

1,282

0,475

AFN1.9

81/4150

235/1900

1,261

0,458

Значения скоростного коэффициента для современных бензиновых двигателей находятся в диапазоне = 0,345 ... 0,800, а для дизельных соответственно= 0,364 ... 0,620. Сравнивая эти цифры с данными 25-летней давности, можно констатировать, что как для бензиновых, так и для дизельных двигателей удалось добиться почти одинакового расширения скоростного диапазона устойчивой работы (уменьшение нижнего предела). Верхний предел скоростного коэффициента дизельных двигателей также понизился, тогда как для наиболее высокооборотных бензиновых двигателей отмечено сужение скоростного диапазона с возрастанием значениядо 0,8. На основании приведенных данных можно констатировать, что современные дизельные двигатели легковых автомобилей по своим динамическим качествам фактически не уступают бензиновым.

Сказанное выше позволяет сделать вывод о том, что наметившиеся тенденции к расширению скоростного диапазона устойчивой работы автомобильных двигателей, а также применение на значительной их части быстроходной регулировки, сохранится и в ближайшем будущем. А это значит, что автолюбителей ждут встречи с новыми и интересными инженерными решениями, направленными на дальнейшее совершенствование динамических качеств автомобильных двигателей.

studfiles.net

Динамические качества двигателя

Динамические качества двигателя

При покупке автомобиля помимо его дизайна и интерьера салона будущего владельца несомненно интересуют и динамические качества приобретаемого транспортного средства. Последние во многом зависят от технических характеристик двигателя, установленного на автомобиле.

Наиболее объективную оценку динамических качеств автомобильного двигателя можно получить при анализе его внешней скоростной характеристики. Внешняя скоростная характеристика представляет собой зависимость показателей работы двигателя (мощности, крутящего момента, коэффициента наполнения цилиндров, удельного эффективного расхода топлива и др.) от частоты вращения коленчатого вала (KB) при неизменном положении органа управления, обеспечивающем максимальную подачу топлива в цилиндры. Важным параметром автомобильного двигателя, позволяющим оценить устойчивость его режима при работе по внешней скоростной характеристике, является коэффициент приспособляемости ( ). Значение определяется отношением максимального крутящего момента к номинальному крутящему моменту, развиваемому двигателем на номинальной мощности при номинальной частоте вращения КВ.

Особенно заметно значимость этого параметра проявляется в случае преодоления автомобилем крутых подъемов. Чем больше значение , тем большее сопротивление движению может преодолеть автомобиль без переключения коробки передач на пониженную передачу. Важное значение при этом имеет и диапазон изменения частоты вращения KB, в котором двигатель устойчиво работает: чем больше этот диапазон, тем лучшими динамическими качествами обладает автомобиль, тем легче управление двигателем. Скоростной диапазон устойчивой работы двигателя оценивается скоростным коэффициентом ( ), представляющим собой отношение частоты вращения KB при максимальном крутящем моменте к номинальной частоте вращения. Отсюда следует, что чем больше диапазон устойчивой работы двигателя, тем меньше значение . Это означает, что при прочих равных параметрах сравниваемых автомобилей предпочтение следует отдать автомобилю, двигатель которого характеризуется меньшим значением.

Следует назвать и еще один важный показатель, который достаточно часто применяется для оценки динамических качеств легковых автомобилей, - это приёмистость. Под приёмистостью обычно понимается время разгона автомобиля с места до скорости 100 км/ч. Этот показатель во многом определяется значениями и, но, кроме того, он зависит от соотношения номинальной мощности двигателя и массы автомобиля. Чем меньше масса автомобиля, приходящаяся на единицу номинальной мощности двигателя, тем меньше времени требуется автомобилю для достижения указанной скорости. Очевидно, что приёмистость автомобиля с дизельным двигателем той же мощности, что и у бензинового, будет несколько хуже, так как удельная масса такого автомобиля больше. Заметим, что приёмистость отдельных спортивных автомобилей, подвергнутых тюнингу, оценивается временем менее 5 секунд.

Четверть века назад бензиновые автомобильные двигатели имели = 1,25...1,35, тогда как для дизельных двигателей были характерны значения = 1,05...1,15, при этом меньшие значения коэффициента приспособляемости имелись у двигателей с наддувом. Скоростной коэффициент для бензиновых двигателей составлял = 0,45...0,55, а для дизельных двигателей - соответственно = 0,55...0,70, достигая при высоком наддуве значения 0,8.

Для улучшения названных выше параметров автомобильных двигателей выполняют как в отдельности, так и комбинированно следующие основные мероприятия:

• подбор наиболее эффективных фаз газораспределения; • использование волновых и инерционных явлений во впускном и выпускном тракте для улучшения очистки и наполнения цилиндров при работе двигателя в зоне максимального крутящего момента; • регулирование давления наддува воздуха или топливо-воздушной смеси на впуске для двигателей с наддувом; • увеличение цикловой подачи топлива с улучшением наполнения цилиндра при работе дизельного двигателя по скоростной характеристике в зоне максимального крутящего момента.

Следует заметить, что каждое из названных мероприятий в той или иной степени усложняет конструкцию двигателя, ухудшает его массо-габаритные показатели и увеличивает стоимость. Тем не менее, автомобильные фирмы для повышения конкурентоспособности своей продукции часто идут на увеличение затрат и считают их оправданными.

Анализ показывает, что для большинства современных бензиновых двигателей легковых автомобилей зарубежного производства = 1,028... 1,333, тогда как для дизельных двигателей характерны значения = 1,100...1,344. Наблюдается очевидная тенденция уменьшения нижнего предела диапазона для бензиновых двигателей. Такой подход можно объяснить тем, что зарубежные легковые автомобили предназначены преимущественно для движения с высокой скоростью, и их двигатели имеют быстроходную регулировку (см. раздел 2). Применение в этих автомобилях автоматической коробки передач делает для водителя проблему своевременного переключения передач при возрастающем сопротивлении движению не столь актуальной.

В то же время для дизельных двигателей произошло увеличение как нижнего, так и верхнего предела диапазона до значений, характерных для бензиновых двигателей и даже превосходящих последние. Это стало возможным благодаря коррекции топливоподачи, совершенствованию смесеобразования и применению регулируемого турбонаддува.

Значения скоростного коэффициента для современных бензиновых двигателей находятся в диапазоне = 0,345 ... 0,800, а для дизельных соответственно = 0,364 ... 0,620. Сравнивая эти цифры с данными 25-летней давности, можно констатировать, что как для бензиновых, так и для дизельных двигателей удалось добиться почти одинакового расширения скоростного диапазона устойчивой работы (уменьшение нижнего предела ). Верхний предел скоростного коэффициента дизельных двигателей также понизился, тогда как для наиболее высокооборотных бензиновых двигателей отмечено сужение скоростного диапазона с возрастанием значения до 0,8. На основании приведенных данных можно констатировать, что современные дизельные двигатели легковых автомобилей по своим динамическим качествам фактически не уступают бензиновым.

Сказанное выше позволяет сделать вывод о том, что наметившиеся тенденции к расширению скоростного диапазона устойчивой работы автомобильных двигателей, а также применение на значительной их части быстроходной регулировки, сохранится и в ближайшем будущем. А это значит, что автолюбителей ждут встречи с новыми и интересными инженерными решениями, направленными на дальнейшее совершенствование динамических качеств автомобильных двигателей.

 

trancemissions.narod.ru


Смотрите также