Диссертация (1024783), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Испытания по определению дымности ОГпроведены с целью оценки ее соответствия требованиям ГОСТ Р 51250-99[26]. Замеры дымности ОГ проводились в процессе работы дизеля по209тепловозной характеристике на втором этапе исследований. Испытанияпроводились на режимах, приведенных в Таблице 5.3.Таблица 5.3.Режимы испытаний дизеля с целью определения дымности ОГ№ режимакВт832,0724,3393,38176,555,1512345Частота вращения, мин-1Мощность%1007550255750650480330300При испытании измерялся приведенный коэффициент ослаблениясветового потока N [%] и рассчитывался натуральный показатель ослаблениясветового потока Кх. Результаты испытаний приведены в Таблице 5.4.
Онисвидетельствуют о том, что дымность ОГ исследуемого дизеля находилась впределах норм соответствует требованиям ГОСТ Р 51250-99 [26].Таблица 5.4.Результаты определения дымности ОГ дизеля Д50 с электронной системойуправления ЭСУВТ.01№режима12345Расходтопливакг/с0,0500,0410,0220,0100,0041РасходРасходвоздуха,ОГ, дм3/скг/с1,71356,251,31039,270,82621,550,48379,750,41336,89Нормы по ГОСТ РезультатыР 51250-99расчетов-1Кх, м-1Кх, мN, %0,461180,4000,519200,4000,638240,3000,829300,4700,897320,400РезультатыизмеренияN,%12111099При экспериментальных исследованиях дизеля Д50 проведена проверкасоответствия выбросов вредных веществ с ОГ двигателя требованиямотечественного ГОСТ Р 51249-99 [27].
Замеры выбросов вредных веществ сОГ проводились в процессе работы дизеля на режимах тепловознойхарактеристики на втором этапе исследований. Испытания проводились нарежимах, приведенных в Таблице 5.5.210Таблица 5.5.Режимы моторных испытаний дизеля с целью определения показателейтоксичности ОГМощность№ режимакВт882,35393,38176,4755,151234Частота вращения, мин-1%10050255750480330300При моторных испытаниях исследуемого дизеля с целью определенияпоказателей токсичности ОГ измерялись объемные концентрации в ОГоксидов азота СNOх, монооксида углерода ССО и несгоревших углеводородовССНх (в миллионных объемных долях – ррm).
Эти концентрации токсичныхкомпонентовОГопределялисьначетырехрежимахтепловознойхарактеристики при частотах вращения коленчатого вала двигателя n = 750,480, 330 и 300 мин-1. При оценке интегральной токсичности ОГ двигателя наэтих режимах с использованием известных концентраций в ОГ токсичныхкомпонентов (СNOx, СCO, СCHx) рассчитывались их часовые массовые выбросы(ENOx, ECO, ECHx).
Полученные значения вредных выбросов суммировались завесь цикл по каждому компоненту (с учетом коэффициентов Ki, отражающихдолю времени каждого режима) и затем делением на условную среднююмощность дизеля за испытательный цикл (NeiKi) определялись удельныевыбросы вредных веществ по формулам [29, 98]:4 ENOxi KieNOx i 144, Nei KieCO i 1Полученныезначения ECOi Kii 144, N ei KieCHx выбросовi 14. Nei Kii 1i 1удельных ECHxi Kiтоксичныхкомпонентов,отнесенные к единице вырабатываемой мощности (еNOx, еCO, еCHx),сравнивалисьспредельнодопустимыминормамиэтихвыбросов,211установленнымисоответствующиминормативнымидокументаминатоксичность ОГ (ГОСТ Р 51249-99) [27]. Результаты указанных измерений ирасчетов показателей токсичности ОГ дизеля Д50 с электронной системойуправления ЭСУВТ.01 приведены в Таблицах 5.6 и 5.7.Таблица 5.6.Объемные концентрации токсичных компонентов в ОГ дизеля Д50 сэлектронной системой управления ЭСУВТ.01№режимаКонцентрация вредныхNе, кВтn, мин-1Vair, м3/чвыбросов, %Gт, кг/чKiСNOхССОССНх1882,357505078,8181,90,130,0100,0450,202393,384802330,2981,390,100,0060,0350,103176,473301434,038,30,0190,0010,0100,10455,153001284,615,000,00520,0030,0420,60Примечание: Vair – расход воздуха; Gт – расход топлива; Ki – доля времениработы дизеля на каждом режиме (его весовой коэффициент)Таблица 5.7.Средневзвешенные выбросы токсичных компонентов ОГ дизеля Д50 сэлектронной системой управления ЭСУВТ.01№режимаNei отнni , мин-1Vexhi,м3/чУдельные средневзвешенныеNei · Ki11,007504938,80,220,504802267,690,0530,253301404,50,02540,053001273,00,03Норма удельных средневзвешенных выбросоввыпуск с 2000 г.
(требования ГОСТ Р 51249-99)выбросы вредных веществ, г/(кВт·ч)еNOxеСОеСНх10,650,581,7412,03,01,0Примечание: индексом «i» отмечен i-тый режим испытательного цикла; Nei отн– относительная мощность (отнесенная к ее максимальному значению); Vexhi объемный расход ОГ212Приведенные в Таблице 5.7 данные свидетельствуют о том, что повыбросам оксидов азота еNOx и монооксида углерода еСО исследуемый дизельД50сэлектроннойсистемойуправленияЭСУВТ.01удовлетворяеттребованиям ГОСТ Р 51249-99. Но при проведении экспериментовустановлено, что удельные средневзвешенные выбросы несгоревшихуглеводородов еСНх превышают норму, установленную ГОСТ Р 51249-99. Этовызвано тем, что при испытаниях двигателя с системой управленияЭСУВТ.01навторомэтапеисследованийвпрыскиваниетопливаосуществлялось на неоптимальном участке кулачка кулачкового вала ТНВД(начало подачи – в точке 1 диаграммы скорости плунжера спл на Рис.
2.12, аокончание подачи – на заднем фронте характеристики спл с уменьшающейсяскоростью плунжера). Для снижения выбросов несгоревших углеводородовеСНх желательно реализовывать впрыскивание при его начале в точке 2 наРис. 2.12. В этом случае окончание подачи происходит при максимальныхскоростях плунжера спл. Следует также отметить, что выбросы несгоревшихуглеводородов значительно снижаются путем установки на выпускетермического или каталитического нейтрализатора ОГ.Для оценки статических и динамических свойств САУ с электроннойсистемой управления ЭСУВТ.01 были проведены ее исследования не толькона установившихся режимах, но и в переходных процессах.
Примерполученной характеристики переходного процесса представлен на Рис. 5.8.При испытаниях получены следующие результаты: величина заброса частотывращениядизеляприсбросе100%нагрузкисоставилаδd=1,21%;длительность переходного процесса – τ=3,5 с. Данные о нестабильностичастоты вращения n на установившихся режимах по позициям контроллерасведены в Таблицу 5.8.213Рис.
5.8. Вид характеристики переходного процесса сброса 100%-нойнагрузки (δd=1,21%; длительность переходного процесса τ=3,5 с)Таблица 5.8.Нестабильность частоты вращения дизеля n на установившихся режимахПозицияконтроллера0123456788Частота вращения,мин-1300300300330400480570650750750Мощность, кВтНестабильность, %055,15113,97176,47268,38393,38558,82724,26882,3500,520,520,480,310,390,230,260,170,260,26 Для оценки шумности работы исследуемого тепловозного дизеля типаД50 на нулевой позиции контроллера (режим холостого хода при Ne=0 иn=300 мин-1) были проведены замеры уровня шума при оптимальном углеопережения впрыскивания топлива и УОВТ, равном штатному углуопережения впрыскивания, реализуемому системой ЭСУВТ.01. Замерыпроизведенысиспользованиемследующихприборов:ВШВ-003-М3;микрофон М101.
Схема замера шумности дизеля приведена на Рис. 5.9.Результаты замера представлены в Таблице 5.9.214Рис. 5.9. Схема замера шумности работы дизеля Д50 с системой ЭСУВТ.01(расположение точек замера шумности и их номера)Таблица 5.9.Результаты замера шумности работы дизеля Д50 с системой ЭСУВТ.01Замер №1угол опереженияподачи топливаоптимальный№ точек замера12345678990 дБ91 дБ93 дБ97 дБ86 дБ85 дБ96 дБ93 дБ93 дБЗамер №2угол опереженияподачи топлива,равныйсерийному91 дБ94 дБ95 дБ98 дБ90 дБ96 дБ97 дБ95 дБ94 дБПримечаниеНа турбокомпрессорустановленомерное соплоОбщий уровеньшумаРезультаты испытаний показали, что воздушный шум, исходящий отдвигателя с системой ЭСУВТ.01 при оптимальных значениях УОВТ, имеетменьшие значения (на 1-11 децибел в зависимости от точек местонахожденияизмерительного прибора), по сравнению с воздушным шумом при работедвигателя с УОВТ, равными углам опережения впрыскивания штатнойсистемы топливоподачи.В целом результаты проведенного комплекса экспериментальныхисследованийподтвердилиработоспособностьэлектроннойсистемыуправления топливоподачей ЭСУВТ.01 и ее эффективность при реализацииоптимизированныхзаконовуправлениятопливоподачей.Система215работоспособна,работаетбезсбоев,выполняетвсезаявленныепроизводителем функции.
Кроме того, САУ тепловозного дизеля типа Д50 ссистемой управления ЭСУВТ.01 имеет лучшие статические и динамическиекачества и позволяет целенаправленно управлять углом опережениявпрыскивания топлива, что позволяет существенно улучшить показателитопливной экономичности и токсичности ОГ.В заключение следует отметить, что схема описанной системыуправления ЭСУВТ.01 тепловозного дизеля типа Д50 может быть примененаи для дизелей других мобильных установок. В частности, настоящее время впроизводственно-промышленномпредприятииООО«ПППДизельавтоматика» (г.
Саратов) разрабатывается ряд аналогичных системуправления топливоподачей для ряда автотракторных и автомобильныхдизелей (в частности для автомобильных дизелей семейства КамАЗ).5.4. Выводы по пятой главе1.Обосновананеобходимостьпроведенияэкспериментальныхисследований тепловозного дизеля типа Д50, оснащенного системойтопливоподачи с электронным управлением типа ЭСУВТ.01.2. Разработана методика проведения экспериментальных исследованийдизеля типа Д50, оснащенного штатной механической системой и опытнойэлектронной системой топливоподачи типа ЭСУВТ.01.3. Проведены экспериментальные исследования тепловозного дизелятипа Д50 на моторном стенде с целью оценки влияния управления угломопережения впрыскивания топлива на показатели топливной экономичностии токсичности отработавших газов при использовании системы электронногоуправления топливоподачей типа ЭСУВТ.01.4.
Применение системы ЭСУВТ.01 на дизеле типа Д50 позволилоснизить удельный эффективный расход топлива на 3,5-17% на позициях216контроллера от 0 до 3 и на 0,9% – на четвертой и пятой позицияхконтроллера при оптимальных значениях УОВТ по сравнению с серийнойсистемой топливоподачи.5. На режимах холостого хода дизеля типа Д50 снижение частотывращения до n=250 мин-1 позволило снизить удельный эффективный расходтоплива на 31,3% по сравнению с серийной системой топливоподачи (причастоте вращения холостого хода n=300 мин-1), а при снижении частотывращения холостого хода до n=220 мин-1 – на 37,0%.6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
