Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин Морщихин Евгений Борисович

Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин
<
Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Морщихин Евгений Борисович. Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин : диссертация... кандидата технических наук : 05.04.02 Волгоград, 2007 114 с. РГБ ОД, 61:07-5/2891

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования 8

1.1. Особенности конструкции и топливная экономичность роторно-поршневых двигателей Ванкеля 8

1.2. Пути повышения топливной экономичности роторно- поршневых двигателей 14

1.3. Влияние способа регулирования мощности двигателей с внешним смесеобразованием и принудительным зажиганием на топливную экономичность и токсичность отработавших газов 17

1.4. Анализ возможности применения на РПД известных способов повышения топливной экономичности двигателей с внешним смесеобразованием и принудительным зажиганием при работе на частичных нагрузках 20

1.5. Постановка задач исследования 29

Глава 2. Теоретические исследования возможности снижения расхода топлива роторно-поршнеыми двигателями путем отключения части циклов 32

2.1. Метод расчета расхода топлива роторно-поршневым двигателем с отключением части циклов 32

2.1.1. Основные положения метода расчета расхода топлива роторно-поршневым двигателем с пропуском части рабочих циклов 32

2.1.2. Система уравнений для расчета удельного расхода топлива и определения требуемого положения дроссельной заслонки 33

2.1.3. Метод расчета с учетом возможного влияния отключенных циклов на рабочие 36

2.1.4. Аппроксимация нагрузочных характеристик РПД 37

2.1.5. Определение величины механических потерь в отключенных циклах 38

2.1.6. Алгоритм определения величины удельного расхода топлива при отключении части циклов 40

2.2. Результаты теоретических исследований эффективности применения метода отключения циклов в РПД 45

2.2.1. Теоретические исследования влияния отключения циклов на изменение на топливной экономичности роторно- поршневого двигателя на частичных нагрузках 45

2.2.2. Исследование влияния уровня механических потерь на эффективность применения метода отключения части рабочих циклов 50

2.2.3. Исследование эффективности применения метода отключения циклов с учетом возможного влияния

отключенных циклов на последующие 56

2.3. Заключение к главе 2 61

Глава 3. Экспериментальная установка 63

3.1. Объект исследований 63

3.2. Оборудование испытательного стенда 64

3.2.1. Измерительное оборудование 64

3.2.2. Система фазированного впрыскивания топлива 68

3.2.3. Система индицирования 70

3.2.4. Аппаратура для отключения части рабочих циклов 72

3.3. Заключение к главе 3 78

Глава 4. Экспериментальные исследования работы РПД с отключением части циклов 79

4.1. Экспериментальное изучение влияния отключения циклов на величину удельного расхода топлива 79

4.1.1. Методика проведения опытов при постоянной нагрузке 79

4.1.2. Результаты экспериментального исследования влияния отключения циклов на величину удельного расхода топлива при постоянной нагрузке 80

4.1.3. Методика снятия нагрузочных характеристик при неизменной доле отключенных циклов 82

4.1.4. Нагрузочные характеристики двигателя при различных фиксированных значениях доли отключенных циклов 84

4.2. Влияние отключения циклов на неравномерность частоты вращения эксцентрикового вала двигателя 87

4.3. Исследование влияния отключенных циклов на последующие рабочие 90

4.3.1. Методика индицирования 92

4.3.2. Методика обработки результатов индицирования 92

4.3.3. Результаты исследований влияния отключенных циклов на последующие рабочие 95

4.4. Заключение к главе 4 100

104

Основные результаты и выводы 102

Литература

Введение к работе

Снижение расходов топлива, в первую очередь эксплуатационных, двигателями внутреннего сгорания является неизменно актуальной задачей многих последних десятилетий.

В настоящее время вновь повысился интерес к роторно-поршневым двигателям (РПД). Это обусловлено как успехами фирмы Mazda, создавшей РПД Renesis, который удовлетворяет современным требованиям по топливной экономичности, надежности и экологическим характеристикам, так и стремлением найти альтернативу двухтактным и четырехтактным поршневым двигателям легкого топлива для мототехники, маломерных судов и, особенно, для легкомоторной авиации.

Роторно-поршневые двигатели обладают, как известно, рядом неоспоримых преимуществ перед обычными поршневыми четырехтактными двигателями по массогабаритным показателям, уравновешенности, металлоемкости, требованиям к октановому числу топлива. Эти преимущества оказываются еще более весомыми, если проводить сопоставление роторно- поршневых и обычных поршневых по методике полного жизненного цикла.

Хотя современные РПД фирмы Mazda практически приблизились по топливной экономичности к обычным поршневым двигателям, поиск дополнительных резервов снижения эксплуатационного расхода топлива двигателями этого типа являются важнейшей задачей, прогресс в решении которой может заметно повлиять на перспективы их более широкого применения.

Для всех типов двигателей внутреннего сгорания, в том числе для РПД, работающих с принудительным зажиганием предварительно приготовленной топливовоздушной смеси, существенные резервы снижения эксплуатационного расхода топлива связывают с повышением топливной экономичности за счет потерь при дросселировании на частичных нагрузках.

На сегодняшний день известно несколько способов снижения расхода топлива двигателями с принудительным зажиганием при их работе на частичных нагрузках с дросселированием:

  1. Частичный переход от количественного к качественному регулированию мощности путем расслоения заряда в камере сгорания.

  2. Оптимальное регулирование фаз газораспределения с целью снижения насосных потерь.

  3. Изменение степени сжатия в процессе работы двигателя при изменении нагрузочного режима.

  4. Изменение рабочего объема двигателя в процессе его работы в зависимости от нагрузки.

Среди перечисленных способов, как показывает проведенный анализ, для РПД наиболее подходящим является последний. Проще всего управлять в зависимости от нагрузки фактически реализуемым объемом РПД отключением части рабочих циклов.

Данная диссертационная работа, выполненная на кафедре "Теплотехника и гидравлика" Волгоградского государственного технического университета, посвящена исследованию эффективности применения метода отключения циклов на РПД с впрыскиванием топлива во впускной трубопровод.

В ходе исследований предложен оригинальный метод расчета удельного расхода топлива двигателем, работающим с отключением циклов на режиме с дросселированием. Метод универсален, то есть применим как для РПД, так и для обычных поршневых ДВС, и позволяет находить не только величину удельного расхода топлива для выбранной доли отключенных циклов, но и требуемое положение дроссельной заслонки, которое обеспечивает при отключении циклов тот же нагрузочный режим работы двигателя, что и без отключения циклов.

Проведенные с использованием предложенного метода расчета теоретические исследования показали, что отключение части рабочих циклов позволяет повысить топливную экономичность лишь в ограниченной области нагрузок, превышающей некоторую граничную величину. Теоретически изучено влияние на граничную нагрузку ряда основных факторов.

Результаты теоретических исследований подтверждены экспериментами на односекционном РПД ВАЗ-311, установленном на стенде и оснащенном специально разработанной и изготовленной аппаратурой для управления топливоподачей и отключением циклов.

В ходе экспериментальных исследований на основе данных индици- рования вскрыта особенность работы с отключением циклов РПД с впрыскиванием топлива во впускной трубопровод, заключающаяся в заметном влиянии отключенного цикла на рабочий цикл в следующей по порядку камере РПД. Даны рекомендации по изменению конструкции РПД, за счет которых можно повысить практически достигаемую эффективность метода отключения циклов.

Автор выражает огромную благодарность и признательность своему научному руководителю доктору технических наук, профессору Федянову Евгению Алексеевичу, а также заслуженному деятелю науки и техники РФ доктору технических наук, профессору Злотину Григорию Наумовичу, по инициативе и под руководством которого был создан новый стенд для испытаний РПД, который предложил провести исследование работы РПД с отключением части циклов и затем на протяжении всей работы оказывал неоценимую помощь и поддержку. Автор выражает свою особую благодарность и признательность кандидату технических наук, доценту Шумскому Сергею Николаевичу за содействие в проектировании, изготовлении, наладке и ремонте электронной аппаратуры. Автор благодарит всех сотрудников кафедры, оказавших помощь и поддержку при выполнении данной работы.

Особенности конструкции и топливная экономичность роторно-поршневых двигателей Ванкеля

Расход топлива любым двигателем внутреннего сгорания на нагрузочных режимах зависит от величины удельного эффективного расхода топлива ge, который обратно пропорционален эффективному коэффициенту полезного действия rie. Последний, как известно, можно представить в виде произведения трех других КПД: термического rit, относительного индикаторного гш-, механического г]м.

Возможности увеличения термического КПД всех двигателей с принудительным зажиганием гомогенной топливовоздушной смеси связаны, в основном, с обеднением состава смеси по топливу, то есть с увеличением коэффициента избытка воздуха. Для РПД этот путь повышения топливной экономичности вряд ли приемлем, так как при обеднении смеси проблема затянутого догорания топлива станет еще более острой и практически неразрешимой.

Повышение относительного индикаторного КПД может быть достигнуто за счет, в первую очередь, устранения недогорания топлива в зоне камеры сгорания, примыкающей к задней вершине ротора. В настоящее время предложен и испытан ряд путей уменьшения указанного недогорания: установка нескольких свечей в камере сгорания, оптимизация расположения и формы камеры сгорания в роторе, оптимизация расположения свечей зажигания, оптимизация момента искрообразования, подбор оптимальной ширины ротора.

Установка в камере сгорания РПД нескольких, обычно двух, свечей зажигания [78, 95] делается с целью сокращения пути, проходимого каждого из фронтов пламени, что в свою очередь, позволяет использовать эффект одностороннего движения заряда. По имеющимся оценкам [78], за счет применения двух свечей зажигания удается примерно на 6% сократить расход топлива, и соответственно, уменьшить выбросы токсичных компонентов, в первую очередь СН, с отработавшими газами.

Важным фактором, влияющим на топливную экономичность РПД, является положение свечей зажигания относительно малой оси эпитрохоиды и относительно друг друга [20].

Опыт показывает, что при использовании нескольких свечей зажигания необходимо согласовывать последовательность их работы и значения углов опережения зажигания с режимом работы двигателя. Выбор формы камеры сгорания в роторе также оказывает влияние на топливную экономичность в РПД, однако степень этого влияния не велика [20].

Как было отмечено в п. 1.1, одной из основных причин повышенного расхода топлива РПД является недогорание заряда в части камеры сгорания, примыкающей к задней вершине ротора. Для того, чтобы уменьшить указанное недогорание, желательно обеспечить расслоение заряда в камере сгорания таким образом, чтобы в ту часть камеры, в которую пламя не может проникнуть, попадала бы, по возможности, максимально обедненная топливовоздушная смесь. В идеале топливо в этой части камеры сгорания должно полностью отсутствовать.

В Волгоградском государственном техническом университете в течении ряда лет ведутся исследования возможностей расслоения заряда указанным выше образом за счет применения так называемого фазированного впрыскивания топлива во впускной трубопровод, при котором начальный и конечный моменты подачи топлива форсункой согласованы с моментами открытия и закрытия впускного окна и с частотой вращения ротора. Схема, иллюстрирующая расслоение заряда в камере сгорания РПД с фазированным впрыскиванием топлива, приведена на рис. 1.3. Как показывает опыт тогишв «воздушная смесь воздух с отрабогавшиии газами [29], применение фазированного впрыскивания позволяет снизить удельный расход топлива на 15%.

Применение перечисленных выше методов должно обеспечить близкое значение удельного расхода топлива РПД к расходу обычных поршневых ДВС.

В настоящее время ведутся активные исследования, целью которых является снижение эксплуатационных расходов поршневыми двигателями с внешним смесеобразованием и принудительным зажиганием, работающими значительную часть времени на частичных нагрузках, за счет уменьшения потерь, связанных с вынужденным дросселированием впуска.

Представляет интерес оценить возможности уменьшения аналогичных потерь в РПД с учетом современных достижений в области управления рабочим процессом двигателя, в первую очередь топливоподачей.

Для того чтобы выбрать способ снижения потерь на частичных нагрузках, наиболее пригодный для РПД, необходимо предварительно рассмотреть причины снижения топливной экономичности при дросселировании и способы, с помощью которых стараются избежать этих потерь или, по крайней мере, уменьшить их в поршневых ДВС.

Метод расчета расхода топлива роторно-поршневым двигателем с отключением части циклов

Исходя из целей исследования, метод расчета должен позволять находить удельный расход топлива и требуемое положение дроссельной заслонки, при котором двигатель с пропуском заданного числа циклов обеспечивает ту же эффективную мощность на данной частоте вращения в зависимости от числа отключенных циклов на любом заданном режиме работы РПД. Кроме того, метод расчета должен при необходимости учитывать возможное влияние отключенных циклов на протекание процессов в одном или нескольких последующих циклах.

Предлагается для расчета зависимости расхода топлива РПД с отключением части рабочих циклов от доли отключенных циклов использовать скоростные и нагрузочные характеристики РПД, работающего без отключения циклов. Такой подход позволяет избежать излишнего в данном случае математического описания физических процессов, протекающих в двигателе, максимально сократить число калибровочных коэффициентов и, тем самым, повысить надежность результатов расчета.

Укрупнено функциональную зависимость, которая требуется для решения поставленных задач, можно представить в следующем виде: 5Ч&.Ф др} = /(Х{ь0},г{п,ме}), (2.1) где У - вектор выходных переменных, компонентами которого являются удельный эффективный расход топлива и положение дроссельной заслонки; X - вектор независимых переменных, который в данном случае содержит единственный компонент 80 - относительное число отключенных циклов; 2 - вектор параметров режима, включающий в качестве компонентов частоту вращения п, эффективный крутящий момент Ме, или среднее эффективное давление ре. Предполагается, что на каждом режиме, заданном значениями п и Ме, коэффициент избытка воздуха а, углы опережения зажигания 05?,, и начала впрыскивания топлива 0у во впускной трубопровод остаются неизменными и соответствующими оптимальным для этого режима.

Система уравнений для расчета удельного расхода топлива и определения требуемого положения дроссельной заслонки

В основу метода расчета положены нагрузочные характеристики РПД без отключения части рабочих циклов, полученные для различных частот п вращения эксцентрикового вала: ЛГв=/(Арк,я), (2.2) &=/(Дрк я), (2.3) где Арк- разрежение за дроссельной заслонкой, однозначно связанное с положением дроссельной заслонки и характеризующее величину нагрузки.

Величина ge удельного эффективного расхода топлива для двигателя без отключения части циклов связана с цикловой подачей топлива следующим образом: (2-4) 5е где пЕ- число рабочих циклов за единицу времени, Ые- эффективная мощность. От цикловой подачи топлива зависит величина индикаторной работы Ц: (2.5) где Р1 среднее индикаторное давление, У - рабочий объем одной рабочей камеры, 0Н-низшая теплота сгорания топлива, гг—индикаторный КПД. Рассматривая совместно выражения (2.4) и (2.5), получаем _ Уг Ук ( ёе Я—7Г- (2-6) Л г 2н Для двигателя, работающего с отключением части рабочих циклов, аналогичным образом приходим к выражению 5е - г\ \т % Он- е где р- среднее индикаторное давление в оставшихся рабочих циклах; п0 количество циклов, отключенных за единицу времени; гг- - индикаторный КПД оставшихся в работе циклов.

При отключении части рабочих циклов значение Ые необходимо сохранять, приоткрывая дроссельную заслонку и увеличивая, соответственно, подачу топлива. При открывании дроссельной заслонки индикаторная работа оставшихся рабочих циклов растет за счет повышения среднего индикаторного давления в этих циклах. Следовательно, чем больше доля отключенных циклов, тем сильнее должно быть неравенство .

Из условия сохранения эффективной мощности при отключении части циклов следует = = Рмех) Ук П1 = 1 1 " П0) - ЛГ ех, (2.8) где мощность механических потерь в двигателе с пропуском части рабочих циклов.

Мощность механических потерь при работе с отключением части рабочих циклов можно представить в виде суммы мощности Л меХш потерь в оставшихся рабочих циклах и мощности Л меХо механических потерь в отключенных циклах.

В свою очередь, каждую из указанных составляющих мощности можно выразить через величину среднего давления механических потерь: = N = п -1Умех 1 у мех т 1 мех а Нь мех, Ук (ПЕ " по) + Рмех0 \ по (2-9) где ртх - среднее давление механических потерь в оставшихся рабочих циклах; рмеХо - среднее давление механических потерь в отключенных циклах; Рассматривая совместно выражения (2.8) и (2.9), получаем Щ = Ргт Ук (ПЕ - по) - Рмехш (ПЕ "о) - РШХо п0, (2.10) Учитывая, что р- = - среднее эффективное давление в циклах, которые остаются рабочими, можно записать

Оборудование испытательного стенда

Двигатель был установлен на испытательном стенде (рис.3.2). Комплектация двигателя соответствовала ГОСТ 14846-81 на испытания автомобильных двигателей. Нагружение осуществлялось электрическим тормозом постоянного тока ВСЕТИН MEZ MS 2821-4.

Комплект контрольно-измерительной аппаратуры стенда позволял измерять крутящий момент, расходы воздуха и топлива, частоту вращения эксцентрикового вала, величину разрежения за дроссельной заслонкой, температуру охлаждающей жидкости. Точность основных параметров соответствовала ГОСТ 14846-81.

Измерение величины крутящего момента, развиваемого двигателем, осуществлялось общепринятым способом - по реакции статора балансирной машины, специально предназначенной для испытания двигателей внутреннего сгорания. При измерении величины крутящего момента учитывался мо . Внешний вид ротора роторно-поршневого двигателя ВАЗ-З! 1 мент сопротивления проворачиванию подшипников балансирной машины.

Частота вращения вала двигателя определялась фотоэлектрическим методом с помощью электронного тахометра, включающего установленный на носке эксцентрикового вала двигателя диск, по окружности которого с шагом 6 градусов выполнено 60 отверстий, оптронную пару с усилителем и частотомер-хронометр Ф-5080.

Последний работал в полуавтоматическом режиме счета импульсов, поступающих с оптронной пары. Количество импульсов за секунду равно частоте вращения (п, мин"1) эксцентрикового вала РПД.

Погрешность замера частоты вращения составляла менее ±1 мин 1.

Для измерения расхода воздуха использовалась стандартная диафрагма диаметром 25 мм. Перепад давлений на диафрагме измерялся дифференциальным жидкостным манометром. Погрешность измерения расхода воздуха лежала в пределах ± 1,5 %.

Измерение расхода топлива осуществлялось объемным способом. Объем мерной колбы составлял 53,1 см . Время расходования топлива определялось с помощью частотомера-хронометра Ф-5080. Точность измерения расхода топлива была ±0,5 % от значения на исследуемом режиме. Правильность измерения расхода топлива дополнительно контролировалась по длительности управляющего импульса на топливной форсунке. Указанная длительность прямо пропорциональна цикловой подаче Зависимость = /(Тф) была получена опытным путем при тарировки цикловой подачи форсунки. При проведении опытов фиксировалась длительность управляющего импульса при помощи частотомера-хронометра Ф-5080.

Регулировка и измерение углов опережения зажигания (УОЗ) производилась с помощью ручного электронного блока регулировки, созданного на кафедре «Теплотехника и гидравлика» [32]. Шаг варьирования УОЗ для каждой свечи зажигания составляет 1,4 ПЭВ.

Система фазированного впрыскивания топлива во впускной трубопровод, которой оснащен РПД ВАЗ-311, установленный на стенде, включает аппаратуру подачи топлива: топливный насос, регулятор давления, форсунку, и специальные блоки управления. Схема системы представлена на рис. 3.3.

Топливо из бака 1 через запорный клапан 2 поступает в топливный насос 3, далее через регулятор давления 4 в топливную форсунку 5. Обратная магистраль регулятора давления врезана в трубопровод после запорного клапана 2, что позволяет измерять расход топлива объемным способом. Электромагнитная топливная форсунка BOSCH с производительностью 170 см3/мин и рабочим давлением 0,3 МПа установлена во впускном трубопроводе, как это показано на рис. 3.4.

Блок управления топливоподачей, разработанный на кафедре «Теплотехника и гидравлика» ВолгГТУ, позволял независимо изменять момент начала впрыскивания относительно начала открытия впускного окна и его продолжительность. Общий вид блоков управления, входящих в систему управления фазированным впрыскиванием топлива показан на рис. 3.5.

Так как продолжительность впрыскивания при постоянном давлении определяет величину цикловой подачи, была проведена тарировка форсунки, в результате которой получена зависимость цикловой подачи от длительности управляющего импульса (рис. 3.6). Методика определения величины цикловой подачи заключалась в следующем. При заданной продолжительности впрыскивания подсчитывалось число впрыскиваний для выработки мерного объема топлива. Длительность управляющего импульса измерялась с помощью частотомер-хронометр Ф-5041, работающего в режиме Ч" (длительность импульса). Для подсчета количества импульсов использовался второй частотомер-хронометр Ф-5041 в режиме счета количества импульсов. Зная количество импульсов, их длительность и объем штихпробера находили цикловую подачу. По 12 опытам было получено уравнение вида: Уц = 0,00375+ 0,0037-т, (3.1), где Уц- объемная цикловая подача бензина, мл/впрыск, т- время управляющего импульса форсунки, т=(3..45) мс.

Система индицирования

Индицирование роторно-поршневого двигателя является весьма сложной задачей. Известно, что для снятия полной индикаторной диаграммы рабочего цикла РПД необходимо располагать показаниями как минимум 3-х датчиков давления, установленных в различных точках статора. Помимо трудностей конструктивного характера такой способ индицирования требует также строгой идентификации параметров самих датчиков и их усилительных систем.

Задача индицирования упрощается, если исходя из задач конкретного исследования интерес представляет лишь часть полного цикла. В нашем случае индицирование было необходимо, чтобы выявить степень неидентичности рабочих циклов и характер влияния отключенного цикла на показатели индикаторного процесса в последующих рабочих циклах

Экспериментальное изучение влияния отключения циклов на величину удельного расхода топлива

Опыты проводились в диапазоне частот вращения от 1500 до 2500 мин"1. Для каждой режимной точки подбирали оптимальное значение углов опережения зажигания и начала впрыскивания топлива форсункой во впускной трубопровод, при которых достигалось минимальное значение ge. В ходе опытов при варьировании доли отключенных циклов сохранялись режимные параметры и величина среднего по камере сгорания коэффициента избытка воздухаа.

В начале каждого опыта устанавливались выбранные скоростной и нагрузочный режимы при условии, что отключенных циклов нет. Далее фиксировалось значение а и, при необходимости, корректировалось до принятого значения при сохранении режимных параметров. После измерения удельного расхода топлива ge устанавливалась минимально возможная доля отключенных циклов, и после этого восстанавливался скоростной и нагрузочный режим работы двигателя путем корректировки угла открытия дроссельной заслонки с соответствующим изменением цикловой подачи топлива для поддержания неизменным коэффициента избытка воздуха. Далее подбирались оптимальные значения углов опережения зажигания и начала впрыскивания топлива, при которых достигалось минимальное значение После определения значения удельного расхода топлива устанавливалась следующая, по возрастанию, доля отключенных циклов и процедура повторялась.

На рис. 4.1 приведены экспериментально полученные зависимости удельного расхода топлива от доли отключенных циклов для частоты вращения эксцентрикового вала п = 2000 мин 1 и величин средних эффективных давлений 200 и 400 кПа. Из приведенного рисунка видно, что при ре = 200 кПа вне зависимости от доли отключенных циклов улучшения топливной экономичности не наблюдается. При ре = 400 кПа наблюдается снижение удельного расхода топлива в области значений 0 50 16,7%. Максимальное снижение составляет 7,6% при пропуске 11,1 или 12,5% циклов. Увеличение доли отключенных свыше 16,8% циклов ведет к ухудшению топливной экономичности.

Необходимо обратить внимание на характер изменения удельного расхода топлива в окрестностях точки с долей отключенных циклов 11,1%. В этом случае в соответствии с выбранным нами законом отключения рабочих циклов отключенные циклы приходятся на одну и ту же рабочую камеру. На рис. 4.1 видно, что даже при отсутствии положительного эффекта в целом (кривая ре = 200 кПа на рис. 4.1) попадание отключенных циклов в одну и ту же камеру приводит некоторому относительному снижению расхода топлива. 10 15 20 25 —Г— 5 30 Доля отключенных циклов, %

Экспериментальные зависимости изменения удельного расхода топлива от доли отключенных циклов при постоянной нагрузке {п = 2000 мин"1): - рвп = 200 кПа; ре = 400 кПа Отключенные циклы попадают в одну и ту же камеру не только при отключении одного цикла из девяти (50= 11,11%), но и при отключении одного цикла из шести (80= 16,7%) или одного цикла из трех (80= 33,33%). В последнем случае, как было отмечено в п. 2.2.3, одна из камер полностью выключается. в предположении, что влияние отключенных циклов на оставшиеся рабочие отсутствует. Сопоставление кривых на рисунке 4.2 показывает, что качественно экспериментальные результаты совпадают с теоретическими, однако количественно они заметно расходятся. Последнее позволяет предполагать наличие влияния отключенных циклов на последующие рабочие.

Для того чтобы получить более полную картину влияния отключения циклов на топливную экономичность в широком диапазоне нагрузок были сняты нагрузочные характеристики при различных фиксированных значени-

Похожие диссертации на Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин