Тюфтин_Антиплагиат полный (1229836), страница 7
Текст из файла (страница 7)
30 Также весьма важна высокая степень сжатия для обеспечения надежного пускадизеля и при использовании обычных топлив.3.3 30 Влияние параметров окружающей среды на период задержки39воспламененияМощность двигателя и его удельный расход топлива будут положительнымитолько при определенных внешних условиях, к таким относятся, давлениеокружающей среды и температура воздуха. Так например суда и установленныена них дизели работают как в северных так и в южных широтах, применяющемся давлении и температуре воздуха с разницей доходящей до 90 .Температура забортного воздуха может меняться от 275 К (в северных морях)до 313 К (в тропиках). Изменение метеорологических условий в определеннойстепени влияет на работу двигателя, влияет на его мощность и экономичность.Влияние таких показателей как давление окружающей среды и температуравоздуха можно увидеть в таблицах 3.3 и 3.4 и рисунках 3.3 и 3.4.Таблица 3.3 – Влияние давления окружающей среды на период задержкивоспламенения,0,96 14,02 39,080,98 13,55 39,931 13,03 40,851,02 12,61 41,611,04 12,23 42,4740Рисунок 3.3 – Зависимость давления окружающей среды от давления в конце сжатия ипериода задержки воспламененияВыполним аналогичные расчеты в программе, с изменением температурынаружного воздуха (таблица 3.4, рисунок 3.4)Таблица 3.4 – Влияние температуры наружного воздуха на период задержкивоспламенения,280 13,81 39,09284 13,43 38,99288 13,03 38,89292 12,68 38,79296 12,29 38,6841Рисунок 3.4 – Влияние температуры окружающей среды на давление в конце сжатия ипериод задержки воспламененияВыполнив расчеты в программе “Дизель-РК”, по влиянию параметровокружающей среды, можно сделать вывод о том, что, при повышениитемпературы воздуха, поступающего в цилиндр дизеля, уменьшается плотностьвоздушного заряда, а, следовательно, и коэффициент избытка воздуха присгорании (при неизменной порции топлива в цилиндре).
Это приводит кнедогоранию топлива в цилиндре и увеличению его удельного расхода.Давление окружающей среды влияет как на плотность воздухапоступающего в цилиндр дизеля без наддува, так и на режим работы турбиныдизеля с наддувом. Так как с уменьшением давления плотность воздухаснижается, то одновременно уменьшается давление перед турбиной, и за ней,двигателя с наддувом.
Совместное влияние этих факторов приводит кнекоторому уменьшению мощности дизеля. Влияние факторов окружающейсреды на работу дизеля в процентном соотношении можно увидеть в таблице3.5.42Таблица 3.5 – Влияние параметров окружающей среды на работу дизеля, %ДизельИзменениедавленияокружающейсреды на 1 кПаИзменениетемпературы на10 КИзменениеотносительнойвлажности на 10%Четырехтактный 0,75 1,0 1,0 1,1 1,0 1,0Двухтактный 0,75 1,1 1,2 1,4 1,0 1,03.4 Влияние оборотов двигателя на период задержки воспламененияЧастота вращения коленчатого вала в определенной степени влияетна период задержки воспламенения.
Увеличение числа оборотов вопределенных пределах способствует уменьшению задержки воспламенения,так как условия в цилиндре значительно улучшаются, а именно, улучшаютсяусловия смесеобразования, повышается температура воздуха и усиливается егозавихрение. Но из-за высоких оборотов сокращается продолжительностьвпрыска, в следствии чего в камеру сгорания попадает много холодных частицтоплива, что уменьшает прогрев топлива.Так у быстроходных дизелей период задержки воспламенения во времениприближается к периоду впрыска, топливо сгорает с резким нарастаниемдавления в цилиндре. Такое явление может послужить ограничением вувеличении числа оборотов в дизельном двигателе.
Параллельная зависимостьпредставлена в таблице 3.6 и графически на рисунке 3.5.43Таблица 3.6 – Влияние числа оборотов двигателя на период задержкивоспламенения,810 13,09 38,11820 13,02 38,21830 12,94 38,31840 12,85 38,42850 12,76 38,52860 12,66 38,63870 12,56 38,72880 12,45 38,81890 12,35 38,89900 12,25 38,96Рисунок 3.5 – Зависимость числа оборотов коленчатого вала от давления в конце сжатияи периода задержки воспламенения44Опыт показывает, что с увеличением n числа оборотов абсолютныедлительности задержек воспламенения сокращаются. Длительность первойфазы сгорания становиться выше, сам процесс горения развивается сзапаздыванием. Максимальное давление цикла Pz снижается и все большесмещается к такту расширения, экономичность двигателя ухудшается.
Если приувеличении n увеличить на определенную величину угол опережения впрыска,то основная фаза горения приблизится к верхней мертвой точке (ВМТ),давление цикла Pz увеличится, и не смотря на то что третья фаза горения(догорание) закончится позже, чем при меньших значениях n, экономичностьцикла улучшается. Исходя из этого, если от двигателя потребуется большаямощность возникает нужда в автоматическом увеличении угла опережениявпрыска топлива.При создании дизельных двигателей, рассчитанных на работу в широкомдиапазоне изменения скоростных режимов и нагрузок, а также наиспользование топлив, обладающих плохой 82 характеристикойвоспламеняемости, необходимы специальные меры, обеспечивающиевысококачественное протекание процессов смесеобразования и сгорания навсех режимах.3.5 82 Влияние цикловой подачи топлива на период задержки воспламененияСгорание топлива в четырехтактном дизельном двигателе отличается отсгорания в двигателе с посторонним источником зажигания.
Сгорание вдвигателе с воспламенением от сжатия происходит в три фазы. Первая фаза период задержки воспламенения топлива. Вторая фаза- период быстрогогорения, данный период охарактеризован резким нарастанием давления иповышением температуры. Третья фаза - период замедленного горения. В этойфазе происходит незначительное увеличение давления, так как поршеньначинает двигаться к нижней мертвой точке (НМТ) и происходит догораниетоплива, вызванное плохим его распылением и смешением с воздухом.
Подача45топлива может продолжаться от первой до третьей фазы, это зависит от объемацикловой подачи и продолжительности впрыска.Также для качественного распыления топлива, в топливной аппаратуредвигателя установлен топливный насос высокого давления (ТНВД). Существуетдва типа топливных насосов высокого давления, рядный многоплунжерный состоящий из отдельных секций по числу цилиндров дизеля, каждая из которыхимеет гильзу и входящий в нее плунжер, который приводится в движениекулачковым валом.
80 Распределительные же ТНВД создают значительно болеевысокое давление впрыска топлива, нежели насосы рядные, и обеспечиваютвыполнение действующих нормативов, регламентирующих токсичностьвыхлопа. 80 Для того чтобы наглядно увидеть влияние цикловой подачи на периодзадержки воспламенения, представлена таблица 3.7 и рисунок 3.6.Таблица 3.7 – Влияние подачи топлива за цикл на давление в конце сжатия ипериод задержки воспламенения,0,02 12,69 38,930,021 12,76 38,920,022 12,84 38,910,023 12,91 38,900,024 12,98 38,890,025 13,04 38,880,026 13,09 38,880,027 13,16 38,870,028 13,17 38,87460,029 13,19 38,86Окончание таблицы 3.7,0,03 13,2 38,86Рисунок 3.6- зависимость цикловой подачи топлива от давления в конце сжатия ипериода задержки воспламененияВ таблице 3.7 видно, что при увеличении цикловой подачи период задержкивоспламенения увеличивается, это связано с подготовкой большего объематоплива для горения, соответственно на это тратится большее время.
Также изза большего времени для подготовки топлива к воспламенению давление вконце сжатия уменьшается.Эффективная мощность, развиваемая в каждом цилиндре какодноцилиндрового, так и многоцилиндрового в большой степени зависит отколичества топлива, попадающего в цилиндр за один цикл, а равномерностьнагрузки цилиндров - от равномерности подачи топлива по всем цилиндрам.Следовательно, регулирование топливной аппаратуры по величине цикловойподачи должно обеспечить необходимую подачу топлива, на наиболее47ответственных режимах. Наиболее ответственными режимами дизеля являютсярежимы его работы по внешней характеристике - режим максимальноймощности, которому соответствует максимальная частота вращения вала, а,следовательно, и наибольшие механические нагрузки, и режим максимальногокрутящего момента, для которого характерна максимальнаятеплонапряженность поршневой группы.Повышенная теплонапряженность двигателя на режиме максимальногокрутящего момента объясняется возрастанием величины цикловой подачи, атакже уменьшением величины воздушного заряда в цилиндре из-за парениядавления наддува, при уменьшении частоты вращения вала двигателя инагнетателя.
Весьма ответственным является также режим минимальных частотвращения холостого хода - без обеспечения устойчивости этого режиманевозможна нормальная работа дизельного двигателя.Отсюда следует, что величину цикловой подачи нужно контролировать натрех режимах: максимальной мощности, максимального крутящего момента ина минимальных частотах вращения холостого хода. Регулировочным режимомможет быть только один режим. Он должен выбираться таким образом, чтобыобеспечить минимальный разброс величины цикловой подачи на описанныхвыше трех режимах.Краткие выводы: по представленным выше зависимостям можно судить отом, что при измерении моторным методом возникает большая вероятностьнеправильно определения цетанового числа из-за влияния различных факторов(например, постоянно изменяющиеся внутрицилиндровые параметры). Поэтомудля контроля параметров сжатия воздуха в цилиндре целесообразноиспользовать такую величину как давление в конце сжатия (Pс).3.6 Выбор измерительного оборудования для усовершенствованногометодаТак как раньше мы не могли контролировать величину давления в концесжатия (Рс), то с появлением специальных датчиков для контроля давления48возможно подбор этой величины, а в дальнейшем и определение цетановогочисла.На сегодняшний момент наибольшее распространение получили датчики напьезоэлектрическом эффекте, поскольку их простота и надежность оченьвысока.
Принцип действия таких датчиков основан на эффекте появлениязаряда на гранях 32 природных или искусственных материалов с кристаллическойструктурой при механическом воздействии на них ( 32 например, при растяженииили сжатии). Для примера материала с кристаллической структурой возьмем кварц, который имеет правильную шестиугольную кристаллическую решетку,на ней по углам расположены ионы кремния и кислорода, имеющие четыреположительных и четыре отрицательных элементарных заряда. В такойкристаллической решетке имеются три оси, которые называют электрическими.Наиболее часто в качестве преобразователей используют Хориентированный кварц, который представляет круглую или прямоугольнуюпластину. Такая пластина вырезается из кристалла так, чтобы ее главныеплоскости были перпендикулярны одной из 32 ее электрических осей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
