Пути и методы совершенствования экономических и экологических показателей транспортных дизелей (1024697), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Закономерности истечения газов из цилиндра двигателя и изменения их температуры при выпуске для исследованных дизелей, представленные в относительных координатах,оказываются близкими (рис.б). Продувка ВыпК горячими газами (по установленным зависимостям 6„7, =~~6,„„,у, а,а~, прежде всего для случая 1ООФУ , рис.б,а) оказалась, однако, весьма сложной, требующей охлаждения головки пИ- линдра и исключающей использование упрощенных моделей ВыпК. Продувка ВыпК воздухом по отношению к горячим газам не характеризуется газодинамическим подобием, Однако,из результатов опытов вытекает ~рис.б,б,в),что при Ь„„,Я,=солей значения коз4хрициентоп расхода р близки и различия их не превышают ЬЯ.
Поэтому в основе методики оценки качества ВыпК используется продувка его воздухом, а перерасчет гидравлических сопротивлений, кПа,для горячей продувки осуществляется по уравнению 2 где и = 0318 Рг'Гг~с„ямов('+ Гй~х4 ~ ~вмп- '6~ - ~4 Рис.1 Яб "ОК> ила и бскп/ Рис.2 тснл г) Оса 5 4 ) -40 ~ 40 020 230 О 0 О 0 5 О 5 О 0,5 ФЗ т *" и /( ~лаан Рис.1.
Продувочная установка для исследования ВК(а) и для определеления скорости вихревого движения заряда в КС(в); Результаты продувок различных ВК(б) и условных КС при ббеизменном ВК(г). Рис.2. Зависимости Бас,„ЯО=УЯ„с„) ,где 1,2,3-ТЛ-ЗЧ12/12;8Ч13/14, 10Ч12,б/13; 6~, Ц~ — расход воздуха при продувке ВХ и двигателем; б~„, С„ - скорость порйбня текущая и средняя; 6И = 65/65~ ° а) ° о — росиета! сто методике; 2) тайабна унлннбра м4 (Опнскнай клапан алас ар 9 + ---нзмеренирт с исоолтьйой, Эбрб-5рб. с нириай); снарастн б Кс б ланца саатиа та'Орбит) на рпсстаанни с > 5) ~талабка ' илннОРа и2 станганаиальний бим ат стансн Кс.
бпнскнай канал) со т рамю 300 525 $ прибаба Ч тлт. 24, 2М и.си М 75 Чт. 33 ™ асс 30 Й) «'>с ' Я ъ бманапа скатиЯ) 000 е00 ЯО „260 -~ !05' 245' 305" иин 9нл анри. ° 'Раб Рис.З. Движение заряда в КС а„ъ0,5 при с 3 ъ200 с-б, с„й10,5 м.с-б (а) и при ст =0(б); Результаты определеббия скоростей вихревого движения заряда в цилиндре(в начале сжатии) и КС с~„,, =0,615(в конце сжатия) в двигателе Ч13/14 при использовании тангенциального ВК(в) и ВК с зайбирбйленнырй клапаном (г).
1 (~) ! Ж, -6 ~0 . 6г $2 Рис. 4 2 мм 0 0 Рис.5 „саиФ < 2 0,2 0,0 Рис.б. Продувочная установка(а); Результаты продувок ВыпК ТД 10Ч12,5Л3 для случая 22„,,„, с~=1,52(б); Изменение Функций р=Я~'Л' ~ ~, )при холодной и горячей продувках ВыпК дизеля 8Ч12/12,где — козф~ициент скорости. 00п прапре2и0пмие ииюстей пе0 2 00Х айнем 0 00040'е„„„ 02 0,6 0 00 0,2 0„, ПИ 000 Ие 660 220 а ~~Ъп1 Рис.4. Схема для определе2)ия затрат малости на очистку цклиндра (а); Изменение проходных сечений и параметров газа при выпуске для ~".Л 10Ч12,5/13 при п.мопе = 2500 мин (б).
Рис.5. Изменение 6„, Т„.=~Я„,/3„'„„) для ря а ТЛ при п„,„,где 1,2, 3,4-Ы =1,5;3,0;6„8-7,5 и прокручивание двигателя; Я,=6',;/6„, 7',-= -. Т„;/Т„~; Я, , Я„ - расход газа мгновенный и двигателем; Т,-., T„ "темперчтура газа в 2пйлиндре при истечении и в начале выпуска. — ~3- продолжительность фазы выпуска; Е„- площадь поршня,см; ~ — наименьшее проходное сечение клапанной щели или. канала (определяемые по его слепку),см ; С вЂ” константа. Различия в затратах мощнос- 2.
ти на истечение газа через ВыпК,определенные по уравнению,аналогичному (8),для качественно разных по лр„=фр,я,сс) ВыпК,оказываются близкими разнице в мощности двигателя с данными ВыпК на расчетных режимах. Это позволяет прогнозировать изменение показателей двигателя за счет изменения качества ВыпК. Одновременно,для целей сравнения, оказывается удобным использовать результаты оценки ВыпК, полученные при холодной продувке,в частности, средние за период выпуска значения 6„ ,лр„ ,р у К~ ~ Е)(~ 3. П о ессы смесеобпазования Решению проблем совершенствования качества процессов смесеобразования и сгорания в дизелях посвящены многие исследования, среди которых выделяются работы Д.Н.Вырубова,И.И.Гершмана,А.С,Хачияна, Ю.Б.Свиридова,Н.Ф.Разлейцева,Н.Н Иванченко,И.Мойрера, А.
и Ф.Пишингеров и других. Качество процессов смесеобразования в дизелях выявляется через сокращение продолжительности тепловыделения Д„ „„ и уменьшение оптимального значения степени повышения давления при сгорании Хе„ ,способствующих увеличению ~. и снижению К и токсич- Ь ности ОГ. Обеспечение процессов смесеобразования непосредственно связано с изменением р~, ц„, с6 Вп скной канал (ВК . Исследованы тангенциальные, винтовые с одним и двумя клапанами,с заширмленным клапаном и другие ВК.
Для тангенциального и винтового ВК наибольшая вихреобразующая способность и наименьшие гидравлические сопротивления имеют место при больших подъемах клапана Е , . При уменьшении Е, вихреобразующая способность для тангенциального ВК снижается существенно активнее ~при -(0,3-0,5)Ьх „ со=О~ ,чем для винтового. Организованное вихревое двйжение заряда в цилиндре в случае тан генщ~ального ВК образуется взаимодействием весьма разнообразных по направлению и скорости элементарных струй, условно объединенных в прямое (ооответствующих направлению канала в головке цилиндра) и обратное (при отражении потоков в канале о тело клапана) движения потоков. В результате в цилиндре формируется суммарное вращательное движение с уменьшенной интенсивностью.
При использовании винтового ВК вращение заряда устанавливается не только в цилиндре,но и в самом канале. Обратные воздушные пото-- ки,как правило, отсутствуют.. Клапа~ная щель используется большей частью своего периметра и воздушные потоки имеют весьма организо- ванное вращательное движение без ярко выраженных неоднородностей. Этим обусловлены более высокие значения коэффициентов расхода у~ и более "полная" вихреобразующая характеристика И=Я для винтового ВК,чем для тангенциального. Многообразие движения элементарных струй в цилиндре за период впуска приводит в случае использования тангенциального ВК к более значительному проявлению турбулентных пульсаций в заряде,чем при винтовом ВК.
Изменение со оказывает активное влияние на изменение показате-' лей двигателя ~рис.7). При любой организации рабочих процессов в ' ТД обнаруживается оптимальное значение ых,„,,соответствующее наилучшим показателям двигателя. Отклонение й ~<с.~х,„, создает "недозавихривание" или "перезавихривание" заряда,обусловливаюших ухудшение смесеобразования и тепловыделения. При снижении и. интенсивность вихревого движения заряда в цилиндре изменяется по уравгде к=® ~ 0,5-0,9.
Уменьшение к,способствующее более пологому протеканию зависимости сз =~Я , )достигается использованием винтового ВК; увеличением полноты профиля кулачка; оптимизацией фазы впуска в зоне малых и средних рабочих и,; организацией динамического наддува и др. Протекание реальных со =До) и оптимальных со~ „~ Яи~ не совпадает. Поэтому для обеспечения требуемых показателей ТД по скоростной характеристике необходимо при и,„,„ использовать определенное "перезавихревание", а при и ;„ ю О,б.
п.„~,„ "недозавихревание" заряда. Степень отмеченного определяется требованиями к протеканию зависимостей М„, уз,К„„.. =Яп), реальными возможностями используемых рабочих процессов и стабильностью технологии производства. При Увеличении со гидравлическое сопротивление ВК лю „ для любой его конструкции увеличивается. Чем ниже лр „ при ы =сал~И, тем совершеннее конструкция ВК и выше уровень показателей двигателя. Качество конструкции ВК определяется показателем Кз по уравне- Р у~ ~ч (11) справедливому для всего диапазона ТД. Здесь Я' — условный радиус вихреобразующего момента; ~ = — ~ ~Ну — проходное сечение кла/ Уеа ~ панной щели и ВК.
Чем меньше К при ы =солИ , тем совершеннее ВК. На рис.8 для случая с„~сопИ приведены зависимости наивыгодне~~шлх К =~Дсо ) для совершенных тангенциальных (с вариантами седел кла пана) и винтовых ВК в 2-х и 4-х клапанных головках цилиндров опыт ных Разработок и современных ТД. Здесь видны преимущества винтов— го ВК, что и определило его повсеместное применение. При дифф — 15— цировании показателя Кэ определилось,что несколько худшая вихреоб- разухщая способность винтового ВК по отношению к тангенциальному существенно окупается меньшими его значениями лра, . При с ) > ак~ 330 с и К ~сомй практически пропорционально с.~ увеличиваются также ьр „ и, следовательно, снижаются ~„ и ~~, что свидетельствует о нецелесообразности использования рабочих процессов с ы > 300-320 с ,хотя они нашли применение в ТД фип1мы М4Л И-процесс) и Юаи~з (процесс Ю-413),где со = 540-575 с .
При уменьшении С„ зависимости К =Я~со ) смещаются в сторону меньших сох,но не существенно. На совершенствование конструиди ВК существенное влияние оказывает использование в нем двух впускных клапанов,способствуюшпх увеличению отношения †"~ до 0,35 (в 4-х клапанной головке цилиндЫвп ра; с~ „-диаметр тарелки клапана), профилирование седла и размещение рабочей фаски клапана вблизи плоскости головки цилиндра (рис, - 9) и др. Поэтому при создании дизеля с высоким ~ целесообразно отношение е выбирать по статистическому минимуму,способствукщему С~ и л достижению высоких значений 1/Кз,~~ и повышению эффективности работы горного тормоза.
Используя разработанную методику и опыт по формированию ВК,для дизелей ЯИ при С„„.„ = 10-10,5 м.с 1 и сах, = 300-320 с 1 созданы образцы ВК с а~в„х = 6,3-6,65 кПа для 4-х клапанных (включая головки с — 0,308) и пр — 8,7-9, 3 кПа для 2-х клапа .ных С~ Вп головок цилиндров. Расположение келов топлива в КС. Из анализа интенсивности то-- пливоподачи Ц „,мм~/цикл....~, скорости распространения факела в объеме КС и продолжительности задержки воспламенения у следует, Ф~, что основные процессы смесеобразования протекают вблизи стенок КС. В результате наилучшие показатели двигателя достигаются при центрально расположенной 1Б; наименьшем различии в длинах факелов; равноудаленном расположении точек встречи факелов топлива со стенкой КС по ее окружности и по отношению к ее кромке; взаимном согласовании направления факелов топлива, Ц и, ~,.
„, размеров и формы КС. Зто определяет расположение носика распылителя вблизи центра КС„ зависимость угла наклона форсунки к оси КС р от числа сопловых от:- верстий в распылителе ~со (т.е.,чем больше асс ,тем меньше ~Ь ); смещение линии осей клапанов в 2-х клапанной головке относительно оси цилиндра до БИО,11.Д (к примеру в двигателях ЧоЬо ТД-1201., 6ЧН15„л~ = 0,108Д; Ясап~а-ЯЯ- 1406, 8ЧН-1~-, дС = 0,0786.Д и др,).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
