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

Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров Медведев Алексей Николаевич

Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров
<
Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров
>

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

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

Медведев Алексей Николаевич. Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров : диссертация ... кандидата технических наук : 05.04.02 / Медведев Алексей Николаевич; [Место защиты: Юж.-Ур. гос. ун-т].- Челябинск, 2008.- 138 с.: ил. РГБ ОД, 61 08-5/1608

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования 12

1.1. Типы дизелей, на которых проводились исследования отключения цилиндров. Постановка проблемы 12

1.2. Анализ достигнутой экономичности дизелей 17

1.3. Способы отключения цилиндров 20

1.4. Использование способа отключение топливоподачи и достигнутая при этом эффективность 22

1.5. Теоретическое обоснование режимов отключения-включения цилиндров 25

1.5.1. Влияние переходных процессов в топливной аппаратуре при отключении цилиндров 25

1.5.2. Теоретические методы оценки эффективности отключения цилиндров 27

1.5.3. Определение числа работающих цилиндров 31

1.6. Сопутствующие явления при работе дизеля при отключении цилиндров и их изученность 33

1.7. Особенности работы автомобильного дизеля при включении цилиндров 37

1.8. Известные способы отключения подачи топлива в цилиндры дизеля и их классификация 38

1.9. Примеры использования отключения топливоподачи на автомобильном дизеле, их преимущества и недостатки 39

1.10. Обзор патентных документов 41

1.11. Цель исследования в данной работе 45

1.12. Постановка задачи исследования 45

1.13. Предлагаемая научная новизна 46

1.14. Практическая ценность работы 46

1.15. Выбор и обоснование объекта исследования 46

2. Теоретическое обоснование режимов включения и отключения цилиндров автомобильного дизеля для экономии топлива 47

2.1. Выбор критерия эффективности отключения цилиндров дизеля 47

2.2. Аналитическое представление зависимости индикаторного КПД от среднего индикаторного давления 49

2.3. Определение улучшения топливной экономичности при отключении цилиндров с использованием аналитической зависимости rji=f(PJ 55

2.4. Изменение скоростного режима работы автомобильного дизеля при включении цилиндров 59

2.5. Объект теоретических исследований и его характеристики 61

2.6. Обработка и анализ экспериментальных характеристик дизеля без отключения цилиндров 64

2.7. Расчетно-теоретическая оценка улучшения топливной экономичности автомобильного дизеля КАМАЗ-740.10-20 при отключении различного количества цилиндров 71

2.8. Теоретическая оценка частоты вращения коленчатого вала при включении цилиндров 75

2.9. Выводы и рекомендации по отключению количества цилиндров, порядка их отключения и ожидаемый эффект от отключения 79

2.9.1. Рекомендации по отключению количества цилиндров 79

2.9.2. Ожидаемый эффект по экономии топлива от отключения цилиндров по часовому расходу топлива 83

3. Методика экспериментального исследования 88

3.1. Задачи экспериментальных исследований 88

3.2. Объект и общая методика экспериментальных исследований 89

3.2.1. Характеристика топливного насоса высокого давления мод.334 92

3.2.2. Определение формы и размеров паза на ведомой рейке топливного насоса высокого давления для отключения цилиндров одного блока дизеля 95

3.3. Режимы испытаний 97

3.4. Измерительная аппаратура и измеряемые величины 99

3.5. Оценка погрешностей при проведении эксперимента 101

4. Результаты экспериментальных исследований 105

Выводы 114

Литература

Введение к работе

Нефть и продукты её переработки являются ценнейшим сырьем для многих отраслей промышленности. Сокращение природных запасов нефти, рост трудозатрат и капиталовложений на освоение новых месторождений, снижение производительности действующих, рост цен на нефтепродукты заставляют искать пути и способы решения проблемы экономии топлива и смазочных материалов [25].

Поскольку равноценная замена нефти в достаточном количестве отсутствует, то во всем мире широко развернулись исследования и разработки, направленные на поиск и совершенствование конструкций существующих двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и разработки новых силовых установок для автомобильной техники [36].

Экономичность поршневых двигателей в значительной степени зависит от режимов их работы. Если на номинальном или близком к нему режимах экономические показатели обычно достигают оптимальных или близких к ним значений, то на частичных нагрузках и холостом ходу (XX) топливная экономичность работы дизелей может заметно ухудшаться. Вместе с тем в эксплуатационных режимах большинства транспортных средств режимы холостого хода и малых нагрузок составляют значительную долю [25].

Эксплуатируя силовые установки при низких температурах, а также для привода дополнительного оборудования, многие водители часто вообще не останавливают двигатель в течение рабочей смены. Это приводит к значительному перерасходу топлива, увеличению выброса вредных веществ в окружающую среду и снижению моторесурса двигателя[25].

Поэтому в последнее время в нашей стране и за рубежом возрос интерес, к такому направлению улучшения экономических показателей двигателей, в особенности дизельных двигателей, как отключение части цилиндров на режимах холостого хода и частичных нагрузках[16].

Метод отключения части цилиндров пытались его использовать на сравнительно крупных дизелях (тепловозных, судовых, дизелях строительных и дорожных машин, тракторов, большегрузных автомобилей и т.д.). Но на автомобилях средней и малой грузоподъемности этот метод не используется. Объясняется это, очевидно, сложностью конструктивного его оформления малоразмерной топливной аппаратурой дизелей таких автомобилей и недостаточной изученностью вопроса [46].

Таким образом, имеется необходимость теоретического исследования и практического решения задачи по разработке теоретических положений работы автомобильного дизеля с отключением части цилиндров, экспериментальное подтверждение этих положений и требований к методу и устройству осуществления отключения.

В качестве объекта исследования обосновано взят дизель КамАЗ-740.10 серийного автомобиля многоцелевого назначения КАМАЗ-4310 (КАМАЗ-43101, КАМАЗ-43105), а также применявшегося на Урал-4320 и его модификациях.

В связи с этим целью работы являлось научное обоснование возможности повышения топливной экономичности на режимах холостого хода и малых нагрузок отключением (включением) топливоподачи в части цилиндров многоцилиндрового автомобильного дизеля.

Объектом исследования являлся многоцилиндровый дизель

автомобильного назначения КАМАЗ-740.10.

Предметом исследования являлась закономерность изменения расхода топлива от числа работающих цилиндров дизеля.

Гипотеза исследования. Отключение части цилиндров приводит к увеличению подачи топлива в работающие цилиндры, и улучшение качества рабочего процесса в них, что может быть основой улучшения топливной экономичности дизеля в целом.

Для достижения указанной цели на основании выдвинутой гипотезы в диссертации были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать теоретические положения экономии топлива при работе
дизеля с отключением части цилиндров от подачи топлива.

2. Разработать математическую модель и методику количественной
оценки влияния отключения цилиндров на топливную экономичность
дизеля.

3. Разработать конструкцию устройства по отключению топливоподачи
в части цилиндров.

4. Провести экспериментальное подтверждение адекватности
математической модели, эффективности метода и устройства осуществления
отключения цилиндров.

Методологической основой исследования служили: математическая аппроксимация характеристик, их анализ; разработка, изготовление и испытание опытного образца устройства.

Методы исследования для решения поставленных задач в работе использовались теоретический анализ и обобщение данных из научной и специальной литературы; математический анализ характеристик дизеля; комплекс стендовых методов исследования дизелей; методы математической и статической обработки экспериментальных данных.

Научная новизна работы:

  1. Обосновано, что экономия топлива на холостом ходу и малых нагрузках при отключении части цилиндров определяется зависимостью индикаторного КПД от нагрузки Pt.

  2. Разработана математическая модель оценки влияния отключения цилиндров на топливную экономичность дизеля, на основе аналитического представления зависимости индикаторного КПД от среднего индикаторного давления. На ее основе получены зависимости для оптимального по улучшению экономичности числа отключаемых цилиндров на различных скоростных режимах холостого хода и малых нагрузок.

3. Обоснованы режимы отключения (включения) цилиндров дизеля для достижения наибольшей топливной экономичности.

Практическая значимость работы. Разработанная методика определения режимов и эффективного количества отключаемых цилиндров позволяет решить прикладную задачу в области проектирования и создания устройств для отключения цилиндров автомобильного дизеля. Разработана новая схема отключения подачи топлива в части цилиндров, в топливном насосе высокого давления, первичные этапы апробации которой проводились на кафедре «Двигатели» и кафедре «Эксплуатация автомобильной техники» Челябинского высшего военного автомобильного командно-инженерного училища (военного института). Разработано устройство для отключения части цилиндров.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждаются испытаниями дизеля КАМАЗ-740.10, оборудованного опытным топливным насосом высокого давления, новой конструкцией ведомой рейки, применением современной измерительной аппаратуры, систематической ее проверкой и контролем погрешностей, выполнением рекомендаций соответствующих стандартов и руководящих технических материалов на испытания и корректной статистической обработкой экспериментальных данных с использованием ЭВМ.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

способ оценки повышения топливной экономичности автомобильного дизеля с помощью аналитической зависимости гц=/(Р\) и ее свойств;

математическая модель и методика оценки влияния отключения цилиндров на топливную экономичность дизеля;

- измененная конструкция ведомой рейки топливного насоса
высокого давления дизеля КАМАЗ-740.10;

- результаты экспериментальных исследований топливной
экономичности автомобильного дизеля КАМАЗ-740.10 при работе на

холостом ходу и малых нагрузках с отключением части цилиндров.

Реализация результатов работы. Результаты исследований и рекомендации переданы в ведущую организацию ОАО «КАМАЗ» и приняты к использованию в дальнейших конструкциях дизелей семейства автомобиле КАМАЗ:

1. При разработке новой конструкции ТНВД для дизелей нового
поколения;

2. Рассматривается вопрос на внедрение в производство при выпуске
дизелей КАМАЗ-7403.10, КАМАЗ-740.30, КАМАЗ-740.31, КАМАЗ-740.50, а
также при создании опытных дизелей нового поколения (Евро-4,5 и т.д.).

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-технических конференциях в Южно-Уральском государственном университете (ЮУрГУ), Челябинском государственном агроинженерном университете (ЧГАУ) и Челябинском высшем военном автомобильном командно-инженерном училище (военном институте) ЧВВАКИУ (ВИ). Обсуждались на заседаниях кафедр «Автомобили» и «Двигатели внутреннего сгорания» ЮУрГУ в 2005-2007 гг., на заседаниях кафедры «Тракторы и автомобили» ЧГАУ в 2002-2004 гг., на заседаниях кафедр «Двигатели» и «Эксплуатация автомобильной техники» ЧВВАКИУ (ВИ) в 2002-2008 гг., а также в межвузовских конкурсных работах и отчетах по НИР.

Публикации. По теме диссертации работы опубликовано семь печатных работ, в том числе одна работа в издании, рекомендованном ВАК, и один патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, литературы, включающей 67 наименований, 2х приложений. Работа содержит 124 страниц машинописного текста, 41 иллюстрацию и 25 таблиц. Общий объем диссертации 138 с.

Анализ достигнутой экономичности дизелей

Анализ исследований и испытаний дизелей при отключении части цилиндров показал эффективность по топливной экономичности. Так, на судовых дизелях 2Д100 и ЗД100, в которых благодаря наличию двух ТНВД при отключении одного ряда топливных насосов на режиме холостого хода Пдв=400 6\0 мин"1 часовой расход топлива дизеля 2Д100 снижается на 17-20% [6]. При эксплуатации ледокола серии «Москва» с главным дизелем 9МН51(9Д51\55), оборудованным системой отключения цилиндров, максимальный эффект в экономии топлива составляет 20,2% [17,19].

На судовом вспомогательном дизеле 2412,5/18 при проведенных исследованиях Мурманским филиалом научно исследовательского института морского флота снижение часового расхода топлива составило 6,8% в диапазоне s=400-r-1000 мин"1 [16].

На тепловозном дизеле 2Д100, отключением ряда насосов достигнута подача всей порции топлива в цилиндры через одну форсунку вместо двух, что позволяет увеличить давление распыливания, улучшить его качества и снизить расход топлива на холостом ходу на 6-7%. Давление распыливания может быть увеличено за счет изменения усилия на запорный орган форсунки. Эта система испытана на тепловозном дизеле 1 ОД 100, которая одновременно с отключением ряда цилиндров воздействует на запорные органы работающих форсунок, увеличивая запирающие усилия. Расход топлива на холостом ходу уменьшается при этом не менее чем на 4% [23].

По данным фирмы MTU, внедрение системы отключения цилиндров, в частности отключение подачи топлива, на V-образных дизелях 12V396 и 12V1163 позволило уменьшить расход топлива на холостом ходу на 18%, загрязнение масла в картере на 81% и токсичность отработавших газов на 72%. На отечественных дизелях типа ЧНІЗ/11,5, ЧН14/14, ЧН21/21, ЧН26/26, ЧНЗ 1,8/33 получено снижение часового расхода топлива, при отключении половины цилиндров на холостом ходу на 20-30% и на 10-15% в режиме малых нагрузок. Улучшение среднеэксплуатационной экономичности дизелей с отключаемыми цилиндрами составляет 4-7% [35].

Расход топлива на дизеле ПДГ1М тепловоза ТЭМ2У и дизеле СМД-62 трактора Т-150К, оборудованных системой отключения подачи топлива и прекращения газообмена в половине цилиндров на режимах холостого хода и малых нагрузок, сокращается на 30% [55].

Исследования возможности снижения расхода топлива дизелем ЯМЗ-238(8413/14) при применении метода отключения цилиндров показали, что это позволит снизить часовой расход топлива на режимах холостого хода примерно на 5-15% (в зависимости от числа цилиндров) [10,36,60].

При испытаниях дизеля КАМАЗ-740 Российским университетом дружбы народов и научно техническим центром «КАМАЗ» отключением цилиндров получено снижение расхода топлива дизельным двигателем на режиме минимальной частоты вращения коленчатого вала на величину до 10% [22].

При совместном проведении испытаний Российского университета дружбы народов, МАДИ и Национального инженерного университета Перу дизеля DS-11 установленного на автомобиле «Скания Фабрис-110 Супер» грузоподъемностью 20тонн с системой отключения цилиндров и циклов была выявлена закономерность: эффективность системы тем выше, чем меньше загрузка автомобиля. Так, при загрузке восьми тонн экономия топлива достигла 14%, при загрузке 17-18 тонн уже 10,5-11,7%, а при загрузке 22,5 тонн экономия составила 9,5-10%. Система положительно влияет на снижении дымности дизеля [46].

Таким образом, возможность улучшения топливной экономичности дизелей исследована на дизелях различных конструкций и назначения. В большинстве случаев наблюдается улучшение экономичности, но показатели изменяются в широких пределах: от 4 до 30%. Не установлены причины такой разницы в эффективности отключения и нет обобщения большого количества испытаний. Остался нерешенным вопрос о рациональном количестве отключаемых цилиндров, не исследованы переходные режимы отключения-включения цилиндров в работу. Нет однозначного решения по способу отключения и устройству для его осуществления. Осталось неясным, почему при полученной эффективности, отключения цилиндров не вошло в практику широкого применения, кроме тракторного дизеля Д-180, где это сделано в основном с целью повышения температурного режима в цилиндре и ликвидации осмолення деталей, а экономии топлива не придавалось главного значения.

Влияние переходных процессов в топливной аппаратуре при отключении цилиндров

Анализ процессов отключения-включения подачи топлива при отключении цилиндров показывает, что необходимо учитывать в протекании переходных процессов изменения начального давления Рнлч в линиях высокого давления (ЛВД) топливной системы [36]. Переходные процессы в топливной аппаратуре (ТА) дизеля имеют влияние на выходные показатели любого дизеля. В топливной аппаратуре дизеля после отсечки подачи топлива в линии высокого давления устанавливается некоторое остаточное давление Рост, которое будет начальным Рнлч для последующего цикла. При этом каждой топливной аппаратуре свойственны определенные характеристики Pm4=f(w,hp). Величина Рнлч определяет исходную сжимаемость топлива, скорость звука в топливе на линии высокого давления, а следовательно характеристику впрыскивания. Причем, чем больше Рнлч, тем больше производительность подачи. Этот вопрос подробно исследован доктором технических наук Патрахальцевым Н.Н. [47, 48,49].

В последовательности циклов переходного процесса изменения частоты вращения коленчатого вала или перемещение рейки приводят к изменению от цикла к циклу Рнлч: Ttg =f(w; hp; РНАЧ), причем Ршч =f(w; hp), где Ttg - эффективный момент дизеля; w- скоростной режим; hp- положение регулирующего органа дизеля (рейки ТНВД). При этом приращение эффективного момента дизеля может быть в виде:

Знак минус (1.1) появился в связи с тем, что рост РНАЧ В каждом /-ом цикле переходного процесса (АР 0) от РНАЧ исходного режима до Рнлч конечного ожидаемого установившегося режима сопровождается уменьшением производительности системы в каждом /-1-ом цикле и уменьшением развиваемого крутящего момента. Одним из путей совершенствования процессов топливоподачи является стабилизация или регулирование начального давления в линии высокого давления топливной аппаратуре. Переходный процесс в топливной аппаратуре может значительно влиять на динамические качества дизеля. Анализ динамических свойств дизеля с учетом и без учета переходного процесса в топливной аппаратуре позволяет оценить целесообразность введения в топливную аппаратуру средства воздействия на РНАЧ. Учет переходного процесса целесообразно ввести в оценку динамических качеств дизеля, при разработке средств управления его работой отключением циклов и цилиндров [47].

Любой метод отключения — включения подачи топлива приводит к тому, что в топливной магистрали высокого давления меняется остаточное давление, являющееся начальным для очередного впрыскивания топлива [35].

Эти явления исследованы в работе [36] достаточно полно и могут быть использованы в проводимых исследованиях.

Теоретические методы оценки эффективности отключения цилиндров В известных методах, например [60], уравнение баланса. рк _ рк рк рк р ге — гі ГН " ГТР гагр (1.3) рк рк где е иг/ - эффективное и индикаторное давление А:-цилиндрового дизеля; iff И ijp _ давление насосных потерь и потерь на трение к-цилиндрового дизеля;

Рагр — давление потерь на привод агрегатов, величина которых не зависит от способа регулирования дизеля, а определяется только скоростным режимом.

Предлагаемый метод расчета распространяется только на дизели без наддува. Аналогично для k-цилиндрового дизеля при z-работающих цилиндрах используют соотношение: pz — р2 р2 pz p Ге Гі ГН"ГТР Гагр- (1.4) где e и i - эффективное и индикаторное давление к - цилиндрового дизеля при z работающих цилиндрах; - # и ТР - давление насосных потерь и потерь на трение к -цилиндрового двигателя при z работающих цилиндрах.

Очевидно, что при отключении k-z цилиндров при неизменном положении органов управления дизелем индикаторное давление дизеля с отключенными цилиндрами будет равна z/k от индикаторного давление стандартного дизеля:

Аналитическое представление зависимости индикаторного КПД от среднего индикаторного давления

При изменении нагрузки в дизелях применяют качественное регулирование, при котором изменяется средний по объему камеры сгорания коэффициент избытка воздуха а. При значениях коэффициента избытка воздуха а соответствующих нагрузкам, близким к холостому ходу, наблюдается некоторое снижение 77,- и повышения удельного индикаторного расхода топлива gt, что является результатом ухудшения сгорания топлива, вследствие уменьшения тонкости распыливания малых порций топлива и увеличения периода задержки воспламенения. При увеличении нагрузки в дизелях коэффициент избытка воздуха а уменьшается. С увеличением нагрузки до некоторого предела индикаторный КПД т/,- повышается, а максимальное давление цикла Pz увеличивается. Повышение индикаторного КПД 77, с уменьшением коэффициента избытка воздуха а в области высоких нагрузок является положительным фактором, улучшающим экономичность автомобильного дизеля [12]. Типичная зависимость индикаторного КПД, от нагрузки показана на рис. 2.1.

Индикаторные показатели с ростом частоты вращения коленчатого вала улучшаются до тех пор, пока надежно работает топливоподающая аппаратура, обеспечивая качественное распыливание и распределение топлива по камере сгорания, а коэффициент наполнения tjv остается достаточно высоким. В период впрыска топлива, для большинства камер сгорания дизелей существует оптимальная скорость движения воздушного заряда, при которой обеспечивается наилучшее смесеобразование и сгорание топлива. При понижении этой скорости от оптимального значения полнота сгорания топлива ухудшается и снижается индикаторный КПД щ При увеличении скорости воздушного заряда выше оптимальной вследствие несогласования её величины с условиями впрыска топлива, также ухудшается сгорание. Условия, при которых достигается оптимальная скорость, обеспечивают также уменьшение дымности отработавших газов дизеля вследствие высокой полноты сгорания топлива [12].

При увеличении rji вследствие лучшего теплоиспользования среднее индикаторное давление Р{ и индикаторная мощность N{ дизеля возрастают. Наибольшая мощность при прочих равных условиях достигается, когда 77/ 2=тах.[12].

В дизеле предел эффективного обеднения смеси, значительно больше , чем в бензиновом двигателе. Максимальные значения rjja определяются качеством процессов распиливания топлива, смесеобразования и сгорания. При уменьшении аниже некоторых пределов (a 1.3-rl.4) процесс сгорания резко ухудшается, появляется недопустимая дымность отработавших газов.

Значение коэффициента избытка воздуха а, соответствующее /ортах, считается предельно допустимым при работе дизеля [11].

Наибольшую цикловую подачу топлива q4 ограничивают так, чтобы предельное значение а было несколько больше, чем при максимальном значении rjila. Именно для этого режима выбирают параметры топливной аппаратуры - число, размеры расположения сопловых отверстий, профиль кулачка насоса и другие. А для режимов больших а эти параметры являются не оптимальными, и это приводит к снижению rji.

В современных дизелях, значение коэффициента избытка воздуха а на номинальном режиме выбирают в пределах а =1.5-1.8. Это необходимо для обеспечения допустимой тепловой напряженности ответственных деталей.

В диапазоне частот вращения, где достигается максимальный крутящий момент двигателя Мк, цикловую подачу топлива q4 увеличивают, и соответственно снижается а до такого предела, при котором еще существует допустимая дымность отработавших газов.

Определение формы и размеров паза на ведомой рейке топливного насоса высокого давления для отключения цилиндров одного блока дизеля

Проведение экспериментальных исследований осуществлялось в три этапа. - На первом этапе определены базовые характеристики дизеля: расход топлива на холостом ходу при Ре = 0 и всех работающих цилиндров для различных частот вращения коленчатого вала и=800,1000,1200, НООмин"1. Измерялся часовой расход топлива Gm дизеля. - На втором этапе проверялась принципиальная возможность отключения максимального количества цилиндров от одного до четырех по условиям пуска и устойчивости работы дизеля на режиме холостого хода.

На третьем этапе определялись возможности улучшения экономичности при отключении двух и четырех цилиндров на частотах вращения коленчатого вала W SOOJIOOOJ OOJMOOMHH"1, а в случае получения значительной экономии топлива при и=1600,1800,2000,2200,2400,2600мин" .

Все эти режимы испытаний характеризовались отсутствием эффективной нагрузки Ре - 0, Ne = 0, индикаторная мощность соответствовала мощности механических потерь N, = Nm и этим обусловлена величина расхода топлива. Учитывалось также, что по теоретическим исследованиям наибольшее улучшение топливной экономичности от отключения цилиндров, ожидается при индикаторной мощности работающих цилиндров, меньше их собственной мощности механических потерь, то есть в области малых нагрузок.

Измерение мощности механических потерь при работе дизеля представляет собой трудную задачу, а косвенные методы (прокрутки дизеля без подачи топлива, выбега и другие) являются неточными.

Методом отключения цилиндров определяют одновременно и равномерность их работы, которую оценивают коэффициентом равномерности: А - ітіп - imax где Nimtn и Ntmax - соответственно наименьшее и наибольшее значения условной индикаторной цилиндровой мощности, кВт (л.с.).

В последнее время применяется метод так называемого двойного выбега. Для этого снимают тахограммы вращения коленчатого вала после отключения подачи топлива.

Изложенные методы не дают точного определения величины механических потерь, так как погрешность их достигает ±30% и более. Применение этих методов ограничивается чисто техническими трудностями [53].

По этой причине в нашем случае эти методы не применялись.

Известно так же, что определение индикаторных показателей по экспериментальным индикаторным диаграммам на режимах холостого хода осуществляется со значительной погрешностью из-за малых величин работ и возможных флуктуации циклов. Поэтому в этих условиях испытания было принято проводить в сравнительных условиях, когда можно утверждать об одинаковости механических потерь, индикаторных работ и мощностей. Для этого было необходимо обеспечить постоянство и совпадение в различных вариантах работы дизеля параметров, определяющих механические потери дизеля.

Необходимо также сохранить неизменными все вспомогательные агрегаты дизеля и их привод для обеспечения идентичности затрат мощности на их привод для одинаковых скоростных режимов и внешних условий работы дизеля. Сравнение результатов следует проводить при одинаковых скоростных режимах дизеля, на одних и тех же эксплуатационных материалах.

При испытаниях установлено, что дизель работал устойчиво без перебоев, температурный режим охлаждающей жидкости и масла соответствовал норме: ТОЖ=80+85С, Г„=50-г70С. Дизель по своему техническому состоянию соответствовал техническим требованиям. Перед испытанием на прогретом дизеле были проведены регулировочные работы по инструкции завода-изготовителя. При проведении испытания температура окружающего воздуха была в пределах: Тв03=\6-т\9С. Топливо применялось в соответствии с ГОСТ 305-82 дизельное зимнее (3-0.2минус35), моторное масло марки М-8-Г2(к) в соответствии с ГОСТ 17479.1-85, охлаждающая жидкость тосол А-40М без изменения их свойств, количества и заправки.

Измеряемые величины заносились в протокол испытаний. Сохранялось неизменность регулировки дизеля и его систем.

Выдерживался минимальный промежуток времени между различными этапами испытаний для обеспечения идентичного технического состояния объекта.

Обеспечивалось минимальное вмешательство измерительными приборами в работу систем дизеля. Измерения проводились путем ввода в систему охлаждения, систему смазки дизеля термопар.

Похожие диссертации на Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров