Пути и методы совершенствования экономических и экологических показателей транспортных дизелей (1024697), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Однако, факт пропорциональной зависимости между у;~, р; и ~, установлен на всех исследованных дизелях. Причиной поглощения газами части теплоты излучения на участке быстрого сгорания (подтверждаемое японскими исследователями и др.) могут являться, прежде всего, углеводороды топлива и образующаяся сажа. Аналогичными отмеченным (т.е. к,',„к,',,к,', ) являются козффициенты ~~г ~ кл„л„„,к„~,характеризующие интенсивность потерь теплоты (в основном) при излучении соответственно суммарные,в газы и стенки КС, т ч' „н .см (рис.28). При учете изменения продолжительности участка быстрого сгорания р„=Яп) в значении коэффициентов кд,к „,к делает их при а„- = =сапз1 независимыми от ю , С учетом принятой размерности отмеченных козффициентов,уПТ при теплоизлучении примут вид: (.'~~д+%~~~Ркс к~р ~кс 'Фг ~мс (26) Из анализа относительных УПТ в стенки КС у„„=Вар.~~, вытекает,что они увеличиваются при увеличении лр,Й„ и уменьшении Ю,Я, Рр, к„„с~, я..
Физически состав ОГ разделяется на "чистые" продукты сгорания (при с~ = 1) и "избыточный" воздух (пропорциональный о~-1),являющийся в процессе сгорания,в основном, балластом. Позтому прочие УПТ с ОГ с;,„ включают УПТ от диффузионной стадии сгорания у;, „ и УПТ, затрачйваемые на прогрев (до средних температур) "избыточного" воздуха ~г м 1 ) Я~Г,~ ~.Гл 9~Г ди 9Р УЪ" ~ф~ - ~) (27) т.е. УПТ с ОГ отражают в своем составе всю совокупность процессов, происходящих при тепловыделении в дизеле. УПТ с п о тами неполного ого ануя включают потерю теплоты с сажей С,углеводородами Г„Н,„,оксидом углерода СО ,а также затраты теплоты, связанные с образованием оксидов азота М'„ .
Природа их образования и концентрации в ОГ оказываются различными и зависят от рабочих процессов и режимов работы двигателя, конструкции злементов ТА и др. Уб„ образуются при высоких температурах цикла преимущественно на стадии быстрого сгорания и концентрации их в ОГ увеличиваются при уменьшении й и п.. Но в целом ряде случаев при о~< 2(2,б) прирост б~ в ОГ приостанавливается и возможно их снижение,что определяется,прежде всего, характером изменения зависимости )~=Щф и др. Однако, образование УОх при ~„,1„,р„=с0пИ весьма слабо зависит (г. ~ Рис .
26 . Показатели работы ТД 8Ч12/12 В фУнк(лли к и с~о ПРи гг00 (к(гс-1г )'(гпт *-1 мо 1,2,3,4- Ы„~ =О,75;0,625;0,5; 0,433. (к6г,к) (90 и„ (ко) 56 ~-4~ Екс ~кс~ !М к(гк' К б) кксе (габт.ч) гк,к) Вмт — ' кк к 3 4 к 5 гу,7(у. 6 Рис.27. Схемы для определения относительной плОЦади поиеРхности КС- Гг(~ (а),коэф( иЩента ~ормы КС-((~,(б), заииси„(остал у;- р;,.
ЯР~~) и коз(р'и(п(ентои кд, к „ при п,м- =сопг1, с~„, =Коз (в) . Екс~ К(г =— гкг (Рк "ег гкк ю'.(( Й9, ((Гк Л2 кйк.гм (кБкфйкк Я (гк кк гкк Рис.28ф Занисимости ку~,((у,.=,~(~(.) „ где 1,2,3- с~7=1,5;2,5;5; А;Б,С-ТД-8Ч14/14; 8Ч12/12; 6Ч10/8,5. ап га (( МИ „„„и сЛХ. Заии.и-сти ~;„,=„~~ос), де 1,2,3,4,5-ТД: 8Ч13/14( ~, =16,4; ~„= ж =0,445;0,561;0,73); 6ЧЬ~3/15~ Ййа- 4 ТД-120А, 8д-"13,6, С~~с=Ог576); 6ЧН14/ /15,2~ Сищтшю-КГА-1160, Е =14,2, й((~ =О,76, о~ло =8,5 мм); А,Б- л.„ам = =2100-2200 мин, ю((~ =1400-1500 мин"1 -43- где к — коэффициент, учитывающий отличие реальной площади поверх° - Ищ~ ности вытеснителя поршня от плоской.
Из результатов опытов вытекает,что УПТ у;„ увеличиваются практически линейно при увеличении Е~о . Наклон зависимости с;„ =УЯ оказывается тем большим,чем меньше с~„ -и и . В потере теплоты ~;„~ принимает участие вся поверхность внутрицилиндрового прострайства,что делает их как бы последующими по отношению к у; у;л +с;„ . По результатам опытов ~рис.
30,в) запишем ням Чеке где к„- коэффициент,определяющйй интейсивность УПТ при тепловыдеиеиии конвенцией,Щ Л~~ ††„ (рис.ЭО,г,н); С вЂ” консевнев,св ,внвчение которой увелйчйвается при уменьшении Я,Я и увеличении 8...но не изменяется при п,с~р-маг. Значение к„(соответствующее к„~вХ,Ь~~~ и КЧс = 1) УВЕЛИЧИВазтоя Прв СНИЖЕНИИ С~р И УВЕЛИЧЕНИИ ЕсеЯсеС~~ еНО НЕ обнаруживает связи с интенсивностью организованного макродвижения заряда в цилиндре и КС (в частности,при изменении сох,„„при се~ = =Ваг и др.),чтЬ согласуется с результатами исследований Р.М.Петриченко,А.В.Жарова,М.В.Страдомского и др.,из которых следует,что ..."изменение сэ в цилиндре и КС оказывает незначительное влияние на изменение как формы полей тепловых потоков в основные детали двигателя,так и на их величину.
Не "переносная" скорость определяет теплообмен конвекцией,а пульсации скорости, непосредственно влияющие на турбулентность в пристеночных зонах, источниками которых являются струйные течения при впуске,перемещение поршня, перетекание заряда при сжатии, срывы потоков на острых кромках, неравномерность распространения пламени и др.". В дизеле с наддувом (по отношению к"безнаддувному) при ~„Ы„,=сои1 и к„,м1, 1щ~ увеличение давления и температуры цикла, сопровождаемое увеличением к~ и у„.,с,является одной из причин снижения р, (рис.ЗЗ,а),что характеризует конвективную природу УПТ,определяемых у;„. Применение уравнения (32) для других форм КС (в частности,при переходе от -с — г к с; ,—у и др.) и дизелей при кс,в1, 10„, показало, что при Г„п,с~„-=сопз1 одновременно изменяются к„и С,однако предельные наивыгоднейшие УПТ у;„ практически не изменяются.
Отношения УПТ у„„ для различных дизелей (в частности,для ВЧХ , 8Ч~, '~ч 14 12 бЧ~-~ и др.) при Е„,Н„.~ее„ир„,к;,=сом1 весьма близки (или одинаковы) отношению их Г.„, Ьк,- Ею~ ~ЗЗ) где Х и 2 — различные двигатели. Зто позволяет достаточно близко рассчитывать значения у;„ для интересующего двигателя по результатам других исследовании.
— 45— тавили 0,321 и превысили определенные на 4-11Ф (рис.31). - УПТ при тепловыделении путем конвенции у;„являются одними из наименьших в двигателе без наддува. Они увеличиваются при увеличеи уменьшении Ы„.„л,~~ и являют~я причиной ~ниже~ия ~. в области "узких" КС (рис.ЗЗ,а,б). Учитывая достаточно низкий уро- вень у„„ в дизеле без наддува, становится объяснимой причина слабо- го влияния материала головки цилиндра и поршня на совершенствова- ние р„.. — УПТ при тепловыделении с продуктами неполного сгорания р„~- — наименьший вид потерь теплоты особенно в области средних и высо- ких нагрузок. Из анализа различий особенностей смесеобраэования,показателей двигателя и распределения УПТ при тепловыделении при Ы„;-Аэ (рис. ЗЗ,а) вытекает,что их формирования определяются, прежде всего,осо- бенностями протекания участка быстрого сгорания д„ .
3 частности, "плотность" теплового потока при излучении, условно отнесенная к площади поверхности КС, кДж/м .ч, 3 %, Р;,„)... 9 ~к„„)й,-би,' и; (ж) увеличивается при уменьшении с~„, (прежде всего вследствие уменьше- ния ~„ ) и способствует повышению локальных температур в КС. По- следнее,согласно закону Аррениуса ( ~= С~~э~~,где к — константа ско- рости химической реакции; С вЂ” константа; Š— энергия активации)со- провождается увеличением скорости химических реакций. 3 "узкой" КС (в частности, д~„,= 0,5 — "объемнопленочный принцип смесеобразова- ния) это способствует активному испарению капель топлива как в объ- еме,так и на ее стенках и высокой интенсификации сгорания в диффу- зионной области, сопровождаемой сокращением продолжительности сгора- ния Ш„ „„.
Зто является причиной более позднего Ве~~,„, и уменьше- ния щ,~~~~ ) ,„, А „„,С„ц„. Одновременно такое развитие процесса не нуждается в чрезмерно тонком распыливании топлива (рис.13,б;15-17; ЗЗ,а). Предельными случаями такого развития процессов сгорания яв- ляются вихрекамерное и предкамерное смесеобразования,у которых зна- чение о. существенно увеличено (за счет низкого ~~, и высокой 6„ ), а требования к качеству распыливания топлива еще более снижены. 3 "широкой" КС (при с~„~~ 0,75 - "объемный" принцип смесеобразо- вания) значение ~,„ уменьшается (рис.ЗЗ,а) и снижается его влияние на испарение топлйва. Поэтому для обеспечения качества смесеобра- зования на уровне к„,в1 требуется (с учетом увеличения дальнобой- ности факела) высокая энергия механического распыливания топлива без попадания его на стенки КС.
Диффузионный процесс сгорания про- — 48- ности КС при излучении изменяется незначительно),запишем (в первом приближении) уравнение, определяющее соотношение условных ТП на рассматриваемый участок поверхности внутрипдлиндрового пространства 9м~ У'л ~~~ (38) Ид )„,„— Ф ~е ®~ клА+М~кс ~я + ущд ~то где ~ — суммарный ТП, кр — коэффициент,характеризухций отличие локального ТП по отношению к среднему по рассматриваемой площади поверхности теплообмена (рис.34,а). Результаты расчетов по уравнению (38),выполненные для участка поверхности головки цилиндра над центральной частью КС (без учета особенностей конструкпии и др.) при Ы„, ~,с~=йз приведены на рис.34, б,в. Полученные значения Я~ ~„ „ оказываются близкими типичным для двигателя без наддува и характеризуются значительным влиянием на них р .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
