Файл: Махалдиани, В. В. Двигатели внутреннего сгорания с автоматическим регулированием степени сжатия.pdf

возможность установки максиіметра, манометров и индика­ тора, измеряющего величины перемещения поршня.

Рис. 122. Механизм для регулирования степени сжатия

испытательной установки.

На рис. 121 показано фото испытательной установки а на рис. 122 — головка блока цилиндра вместе с ыехаштом регу­ лирования степени сжатия.

§ 4. Исследование гидравлической системы ПАРСС на опытной установке

Сущность работы поршня автоматически регулирующе­ го степень сжатия заключается в получении -в широком дна-

2 5 6

лазоне работы двигателя постоянного максимального давле­ ния сгорания, независимо от давления наддува. Это основ­ ное условие, которое обеспечивает применение такого порш­ ня на дизелях с высоким наддувом.

Получение высоких литріовых мощностей дизеля воз­ можно в том случае, если давление, объем и температура воздуха в камере сгорания перед впрыском топлива будут иметь оптимальное значение [29J. С увеличением давления наддува, чтобы сохранить это условие оптимальным, необ­ ходимо увеличивать объем камеры сгорания, т. е. снижать степень сжатия.

На опытной установке возникает аналогичная картина, которая заключается в том, что с увеличением давления на впуске, создаваемом поршневым компрессором, давление конца сжатия не должно превышать заданной величины. При снижении давления на впуске услшия в камере сжатия должны сохраняться неизменными, а это возможно путем увеличения степени сжатия.

Таким образом, необходимо прежде всего на опытной установке проверить возможность осуществления этого ос­ новного условия работы поршня автоматически регулирую­ щего степень сжатия, а также проанализировать влияние параметров отдельных элементов гидравлической системы на получение заданных давлений конца сжатия и колебания подвижного стакана поршня на установившемся режиме.

Измерительная и регистрирующая аппаратура, приме­ нявшаяся в данном исследовании, не отличалась от той, ко­ торая обычно применяется для исследования рабочего про­ цесса двигателя. Давление в различных камерах гидравли­ ческой системы записывалось на шлейфовый осциллограф Н-105 с помощью пьезонварцѳвых датчиков «RFT» произ­ водства ГДР. Для этого использовался усилитель от элек­ тронно-лучевого осциллографа того же производства. Запись перемещения подвижного стакана порщня осуществлялась индуктивным датчиком, сердечник которого был закреплен на этом стакане. Предварительно вся эта аппаратура тари­ ровалась в статических условиях. Перед записью интересую­ щих величин на осциллографе определялось для данного режима давление в конце сжатия с помощью макаимегра.

Во время іраіботы опытной установки температура масла и воды поддреживалась примерно постоянной 60—80°С.

Кроме записи давлений в различных камерах гидравли­ ческой системы, определялся .расход .масла через регулирую­ щий клапан и дросселирующее отверстие при различных ре­ жимах работы установив. Предварительно определялась про­ пускная способность клапанов. Это .осуществлялось путем за­ мера расхода и давления масла перед клапаном в условиях установиів-шегася процесса истечения.

В данных исследованиях в качестве регулирующего .кла­ пана использовался нагнетательный .клапан без отсасываю­ щего пояска с диаметром отверстия' 7 мм от топливного на­ соса. Дроссельное отверстие представляло собой конусную иглу, положение которой, относительно отверстия создавало различную проходную площадь сечения.

Основной эксперимент, который доказывает сущность ра­ боты поршня автоматически регулирующего степень сжатия, заключается в получении зависимости между давлением кон­ ца сжатия и перемещением, подвижного стакана поршня при различных давлениях на впуске. Для получения такой за­ висимости .последовательность работы на опытной установке заключалась .в следующем. Предварительно задавалось дав­ ление конца сжатия путам соответствующей затяжки пру­ жины регулирующего клапана. Для выбранных оборотов ус­ тановки определялось путем расчета требуемое давление мас­ ла в верхней камере подвижного стакана поршня, имитиру­ ющего действие силы инерции. Создавалось давление масла в магистрали, питающей .верхнюю и нижнюю .камеру поршня. Далее, при работе установки с помощью индикатора наблюда­ лось колебание стакана поршня на установившемся режиме. Путем .регулирования величины проходного сечения дроссели­ рующего отверстия устанавливалось минимальное возможное колебание стакана поршня на данном режиме. На работаю­ щей установке производился замер давления конца сжатия и перемещения стакана поршня в зависимости от давления на впуске при постоянных оборотах.

На рис. 123 представлена такая за.висимость для трех ограниченных давлений конца сжатия 40—66—78 кГ/см2.

258

Нижние кривые показывают перемещение подвижного стакана поршня, средние — давление конца сжатия, и, на­ конец, верхние — расход масла через 'регулирующий кла­ пан и дросселирующее отверстие. При малых давлениях на впуске, примерно до 2 кГ/см2, стакан поршня неподвижен, вследствие чего давление в конце сжатия постепенно уве-

Рис. 123. Давление сжатия, перемещение стакана поршня и расход масла через клапаны в зависимости от давления

на впуске.

личивается. После срабатывания регулирующего «лапана давление в конце сжатия становится величиной постоянной. С увеличением давления на впуске происходит перемеще­ ние подвижного стакана поршня в сторону уменьшения сте­ пени сжатия. Это видно на рис. 123 по наклонной прямой

259

хода подвижного стакана поршня. При дальнейшем уве­ личении давления на впуске подвижной стакан поршня до­ ходит до сиоѳго упора, и давление в конце сжатия начинает повышаться. На рис. 123 представлен расход масла через клапаны для давления конца сжатия 60 кГ/см2. Характер изменения расхода масла примерно такой же, как переме­ щение подвижного стакана поршня. Расход масла увеличи­ вается после срабатывания регулирующего «лапана и в дальнейшем остается постоянным. При определении пере­ численных зависимостей обороты опытной установки имели постоянное значение 600 об/мин.

Рис. 124. Зависимость давления сжатия и степени сжатия от давления масла.

Для выявления влияния различных параметров гид­ равлической системы на давление конца сжатия были про­ ведены испытания с различными регулировками элементов гидравлической системы.

На рис. 124 представлено изменение давления конца сжатия и степени сжатия в зависимости от давления масла

260

в магистрали, питающей верхнюю и .нижнюю камеры порш­ ня. Эта зависимость показывает, что с увеличением давле­

ния масла на входе в камеры давление конца сжатия по­ вышается. Затяжка пружины регулирующего клапана со­

ответствует давлению конца сжатия 60 кГ[см2, которое по­ лучалось в установке при давлении масла в магистрали 10 кГ/см2. Дальнейшее повышение давления масла сопровож­ далось увеличением степени сжатия, доходящим до 22 еди­ ниц. Таким образом, можно заключить, что давление мас­ ла в магистрали двигателя может сказать влияние на ма­ ксимальное давление сгорания. На рис. 125 представлены

Рис. 125. Зависимость давления сжатия н степени сжатия

от величины сечения дросселирующего отверстия.

кривые изменения давления конца сжатия и степени сжатия в зависимости от величины проходного сечения дроссели­ рующего отверстия. Эта зависимость показывает, что с уве­ личением проходного сечения дросселирующего отверстия степень сжатия и давление в конце сжатия увеличиваются, что объясняется увеличением результирующей силы, дейст­ вующей от давления масла в верхней и нижней камерах

:261

поршня. На рис. 126 даются зависяМ'ости изменения степе­ ни сжатия и давления конца сжатия от величины давления масла в верхней камере поршня, имитирующего давление инерционных нагрузок. Эта зависимость показывает, что с увеличением оил инерции давление в іконце сжатия увели­ чивается, что согласуется с принципом работы поршня авто­ матически регулирующего степень сжатия.

Рис. 126. Зависимость давления сжатия и степени сжатия от давления месла в камере IV.

Для изучения характера изменения давления в различных камерах гидравлической системы и перемещения стакана поршня за один цикл работы, производилась запись интере­ сующих величин на осциллограф.

осциллограмме наблюдается высокочастотное колебание давления масла в камере в момент срабатывания регулиру­ ющего клапана, свидетельствующез о получении больших

262

давлений и малого (времени для срабатывания клапана. Максимальное давление конца сжатия соответствует 66 кГ/см2, а перемещение подвижного стакана поршня состав­ ляет 0,2 мм.

Рис. 127. Осциллограмма иаменения давления сжатия, давления масла в верхней камере и перемещения подвижного стакана поршня.

Рис. 128. Осциллограмма изменения давления сжатия, давления в кольцевой масляной камере поршня и премещения подвижного стакана поршня.

На рис. 128 представлена осциллограмма давления в ідалиіндре устаиовіки (кривая I) и в кольцевой масляной

2S3

(камере (кривая 2), с соответствующими перемещениями подвижного стакана поршня (кривая 3).

Как видно из осциллограммы, давление в кольцевой камере в момент срабатывания регулирующею клапана

Рис. 129. Изменение давления сжатия, перемещение подвиж­

ного стакана поршня на уста­ новившемся режиме работы.

резко падает из-за быстрого перемещения подвижного ста­ кана поршня вверх. В момент закрытия (регулирующего кла­ пана давление масла в кольцевой камере резко повышается,

Рис. 130. Переходной режим при уменьшении степени сжатия.

264