Пути и методы совершенствования экономических и экологических показателей транспортных дизелей (1024697), страница 8
Текст из файла (страница 8)
В частности, в работе Г. Зберсола экспериментально определенное отношение о. длн двигателя 0д Д~ 8 при ь = 1200 мин составило 0,35-0,45 при полной нагрузке и -0,05-0,1 при работе на режиме, близком холостому ходу и др. В дизеле с нэпдувом (несмотря на некоторое увеличение р„из-за сниженин суммарных затрат на газообмен и др.) наблюдается снижение (ф~ )„,„ по отношению к дизелю без наддува,что определяется увеличенйем ~.„„ (из-за увеличения р„7,. ) и к,~ (из-за увеличения затрат на сжатие-расширение, впуск и выпуск,...), а также снижением ~л, (из-за снижения г, ,увеличения Уд ,...). Из результатов формальных сопоставлений вытекает, что ТП (по составляющим) в стенки внутрицилиндрового пространства, рассчитанные по приведенным уравнениям, оказываются близкими определяемым в теплотехнических исследованиях.
Использование основных УПТ при тепловыделении совместно с характеристикой р „=~~с„) является удобной методической основой для прогнозирования изменения показателей ТД в зависимости от элементов его конструкции и режимов работы. 7. Оптимиза я отношения хо а по ня к иамет лин в т анспо тном зеле В решении этой общей для ТД проблемы, которой посвящались работы И.Р.Брилинга,Д.Р.Поспелова,В.В.Зфроса,В.Г.Дьяченко и др.,затрагивается широкий круг вопросов. В их числе рабочий объем цилиндра Ч>„,особенности конструкции дизеля и его рабочих процессов„режимы работы и другое.
Поэтому, с целью выявления общих закономерностей и некоторого упрощения задачи, примем следующее: — двигатель без наддува; а;= 16,8; КС цилиндрическая с~„; — 0,55 и 0,75 соответственно с плоским и коническим дном, коэффициент формы о) скак МПа 25 ~мфк 0,20 Вн см (,5 2,6- Г„~— Я 2~ (- Ку 006 0,05 б) —;. ~а,вВ 0,04 ,60 0,ВВ 0,~, 0,5 0,6- 0,7 0 а~ кС П:Н ИВВ (( 2(00 мнн Рис.33. Формирование 2; =Я ~6~с) в ТЛ 8Ч-8ЧН12/12, 8„ =17,2 и 15,5 при (7.
=1500 мин ', с~ =1,4, к„, =1, В „„ ,где 1,2 — опыты и расчетй для двигателя без наддува, 3 — расчеты для двигателя с наддувом при р„ =0,065 ИПа(а)„ Расчеты по определению целесообпазных К„, ци- лйндрйческих КС, где 1,2,3 4 5 — двигатели: 8Ч12/12( Ю =17,2) и 8Ч14/14( Ек, =16,2) ПРИ 77. =1500 МИН '(МКтИЧЕСКИЕ 0,5 И О 521) 6ЧН16,5/15 5( м7'и-ЗЖ, 6~ =3,31 дмз", г, =14) при к'=2000 и 1000 мий (фактйч.О,Ы); для дизеля Ц(, =3,31 дм 8 =2 Е =14 при = 1000 мий-'(б)0 Зависимости для ТД Ы1З-238(8Ч13/14, 4, =16,2, с7„, =0,561), где А,З- ж =1,4 и 2,0; 1,2 — опыт и расчет (в).
( г'Ф0)дсп М В,В 'к9 40 г ( ~,тя) 20 2 0 тт 5 6~7 Рис. 34. Схема для определения козфрициента кр Для плол(ади ПОВерХ- ности цилиндра (а); Зависимости т7„,у; ЯкВ )„,„=~~о4) для ТД-8Ч12/12,где 1,2,3,4- а' с -О,'Е;От625;03;0,433; б в- л =2600 1400 мин 1, (0'.25 2( %» .(0 к0:к ит.ч Л7 "',",Лгр~Д",". 20 2,6- '~ ' 2 '" 0,(2 250 220 (кВт.ч) 2(0 9е' 225 (кВтн7 2(5 к 0,5 0,6 0,7 — 0,6 екс 230 ,(е* 220 г (кВт.н) 2(0 2 см ,0.(0 ( 0,(. 7р 0,00 4 0,0 ,2 0,( 0,0 (,0 «,4 (,0 2.2 ~ ~0 0,0 (,0 .4 (.0 $0,0 (.0 «,4 0 У Рис.36., Зависимости относительных удельных потерь теплоты при теплоныделении н систему охлаждения двигателя в функции Я при с~ =1,4, где 1'2'3'4 ~~ О'5'1'2'4 дм ' А ~~ ~кс О'55 и О,'Б; а,б,и- (~ = = 1000;1500;2000 мин 1. Рис.
Ж, 3аиисимости мин, с~=1,4, где 1 и 0,75. а) — 0,20 Ье (Д' (Б 02Р Ен',ъ~/с, ,2,3,4,5- 0,0 (,2 (,0 02,0 Я~,«~,Г„Е,',=У(Я3 при ю= 1500 ~(„=0,5;1;2;4;7 дм; А 3- д<с = 0,55 -53- При этом диапазон частот, соответствующий ре ,активно сокращается. е В зоне малых п,когда уменьшается р „и увеличивается ю„,оптималь- ное значение относительного хода поршня увеличивается и достигает Я~„~> 3(рис.38,а). Ряд фирм используют эти особенности и создают ' малооборотные длинноходные двигатели с высоким эффективным КПД.
В . 84 . -1 частности: ЯиБез-Рта-84, 6ДН29~, Я = 3,45, й = 70-87 мин, р о,воБ; И~Ь~йи;-юа-Йс-ноь,ь-вакф~, в = з,г~, с = пс Дел,а~ 0,51; ~~~~-В ~~~~ - ь 42ЫС/МСЕ,5-6ДК-у, 5 = 3,24, ч. = Х59 Из приведенных результатов исследований также вытекает, что для каждого дизеля при ~~„,~ь=свЫ совершенствование организации рабо- чих процессов и р„способствует увеличению Яр„, учитывая,что каждое из составляющих максимального эффективного КПД ~а~,„=р,р„формируется в функции сс,определяет также зависи- мость Я,, от ос .
Из приведенных зависимостей р.,р„,ре,у,=~ф,с~), определенных для дизеля ~~„= Х дм, Ы„,= 0,55 при и. = 2300 мин (рис.Ж,б),вытекает,что при увеличении сС значения р;=~ф) увели- чиваются,а значения р =~ф) снижаются. В результате наивыгоднейший удельный расход топлива ре „- достигается для сс= 4;2 и 1,3 при Я~„~=0,5; 0,9 и 1,16.
Это свидетельствует,что значение $о„~ увели- чивается при увеличении нагрузки. Зависимость й =~® ,определен- ная при с4 = 1,3 (кривая 4), сопоставлена для данных условий опыта с аналогичной зависимостью (кривая 5),которую Н.Ма~аз показал в докладе "Уровень разработки и тенденции развития дизельных двига- телей с непосредственным впрыском",сделанном на симпозиуме фирмы ФУ~- в октябре 1987 г. в Москве. Как следует из приведенных резуль- . татов эти зависимости практически совпадают.
На рис.38,в для двигателя с У>,= 1 дм , с~„ = 0,55 показаны зави- 3 симости Я~„;-~ф~,а),из которых видно,что значение Я,,л. Увеличивает- ся при уменьшении сС и л.. Здесь же приведены нагрузочные характе- ристики ~е=~Я ,определенные для данного двигателя при л.
=2300 мин и Я = 0,5;0,9;1,2. Из их рассмотрения вытекает,что длинноходный двигатель имеет преимущество по отношению к короткоходному по топ-. ливной экономичности в области высоких форсировок по ре,но явно проигрывает ему в области малых и средних нагрузок (для Ы = 4 по казано относительное ухудшение уе при увелвчении Я ). Отмеченными дополнительно усложняет выбор Я для ТД,работающего в широком дйа " пазоне и.
и р и обусловливает взаимосвязь оптимизации показателей двигателя с основными режимами его работы. Для снижения эксплуатационных расходов топлива транспортным средством целесообразно осуществлять преимущественную загрузку его двигателя при наивыгодна*"~- -54- ших у =~(р ),которые в наибольшей степени соответствуют частотам вращейия ю„=ХХОО-1500 мин 1 и которым предпочтительна длинноходность (для увеличения ре),сопровождаемая относительно малой степенью снижения ~ (рис.
37). В результате наивыгоднейшие значения незначительно изменяются в диапазоне от р ж0,7-0,8 МПа до ре Примерами таких разработок являются ТД Юасшйг-Ве~у ОМ-366 (6Ч-6ЧН Я = 1,362, Ц~ = 0,993 дм, и, = 2800-1200 мин, Яе ~х 975 3 -1 э0,435); Сипищдз-6ВТ-5,9 (6Ч~~, 8 = Х,Х77, 1и.= О 98 дм, а = 2500-1200 мин , р =0,413); ЯВ-752 (6ЧНд, 6ЧН-~5-2) и др. Одновременно практика транспортного двигателестроения подтверждает совокупное увеличение о и ре в области частот гь„ (рис. 38,г).В е~ а~ области высоких частот увеличение Я сопровождается значительным снижением р и ре,что делает предпочтительным снижение п.„~~ (рис. 37, 39) . Глубокая совокупная оптимизация показателей двигателя и режимов его работы на транспортной установке возможна путем создания ТД с переменным ходом,вероятность появления которого очевидна.
Такие двигатели,использухщие "барабанную" компоновку и работающие по циклу Отто,уже показали свое преимущество в совершенствовании эксплуатационных расходов топлива, достигающих-25Ф. В ы в о д ы Х. Разработан метод совершенствования ТД по эфрективным и экологическим показателям, включающий рациональный выбор отношения Я = — ,размеров и формы КС,конструкции внутрицилиндрового простран- 8 ства,параметров газообмена,а также оптимизацию процессов смесеобразования и сгорания с учетом режимов его работы. Данный метод был использован на всех стадиях доводочных работ по совершенствованию показателей работы ТД ЯМЗ серийного производства,в результате которых достигнут уровень максимального э(4ективного И1Д евах ж 0,414 для дизелей без наддува и в 0,421 для дизелей с наддувом при выполнении действующих ограничений по дымности К, и токсичности отработавших газов.
Использование денного метода на стадии проектирования нового ТД позволяет формировать его конструкцию с учетом обеспечения рациональной взаимосвязи рабочих процессов и непосредственно в начальный период испытаний его макетного образца достигать показатели по уровню форсировки,эффективному КПД,дымности и токсичности ОГ соответствующие лучшим мировым образцам ТД.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
