Файл: Взоров, Б. А. Форсирование тракторных двигателей.pdf

Вследствие того что при прокручивании дизелей потери на тре­ ние в кривошипно-шатунном механизме оказались заниженны­ ми, в табл. 15 они даны как разность между общими потерями и потерями иа приводы агрегатов и на насосные ходы. Относи­ тельные значения составляющих потерь (в процентах) нахо­ дятся в пределах, полученных при исследованиях других моде­ лей дизелей.

Из этой же таблицы следует, что наиболее эффективными направлениями снижения механических потерь являются: уменьшение потерь на насосные ходы и потерь на трение в кри­ вошипно-шатунном механизме, главным образом в гильзо­ поршневой группе. Первое может быть достигнуто увеличением клапанов и, в меньшей степени, их диаметра. Иллюстрацией этого может служить рис. 73, на котором показаны средние давления рм.п механических потерь в зависимости от частоты вращения экспериментального тракторного дизеля при двух и четырех клапанах на цилиндр.

В обоих экспериментах комплектация дизеля была одинако­ вой, за исключением механизма газораспределения. Поэтому разница в потерях рм. л получается только за счет уменьшения потерь на насосные ходы. Эта разница изменяется примерно от 0,12 кгс/см2 при 1200 об/мнн до 0,32 кгс/см2 при 2000 об/мин.

Снижение потерь на трение гильзопоршневой группы может ■быть достигнуто уменьшением числа колец и их упругости.

113

П р и м е ч а й и е. В числителе даны абсолютные значения, в знаменателе—проценты от суммарных потерь.

Укорочение нижней части поршня («юбки») дает меньший эффект, так как потерн па трепне самого поршня составляют примерно 20% от потерь па трение поршней с кольцами. Кроме того, нижняя часть поршня служит для его направления в гильзе, воспринимает нормальную составляющую газовых сил и отводит часть тепла от поршня. Поэтому высоту поршня вы­ бирают с учетом всех упомянутых функций.

Влияние упругости колец на потерн трепня исследовано па

ясняется применением в нем маслосъемных стальных пластин­ чатых колец с радиальным расширителем н удельным давле­ нием примерно 13 кгс/см2 вместо применяемых в серийном комп­ лекте маслосъемных колец скребкового типа, имеющих удель­ ное давление примерно 1,6 кгс/см2. Результаты показаны на рис. 74 в виде зависимостей суммарных потерь па трение порш­ ней с кольцами и на насосные ходы (рт_n + plLх) от среднего индикаторного давления р; при двух постоянных частотах вра­ щения 1600 и 2000 об/мин. Разница указанных потерь состав­ ляет для 1600 об/мин 0,17—0,22 кгс/см2, а для 2000 об/мин

0,23—0,32 кгс/см2.

Эти исследования, проведенные на работающем дизеле, по­ казали, что существенное влияние на трение колец оказывает не только давление газов в цилиндре, но и упругость колец. Увеличение потерь от применения колец с большей упругостью в некоторой мере компенсируется уменьшением угара масла (в данном случае в 2 раза). Конструкция колец также играет немаловажную роль, и в некоторых случаях повышенная упру­ гость колец может не столь значительно увеличивать потери, обеспечивая в то же время снижение угара масла.

Особую сложность представляет определение механических потерь при работе дизеля с наддувом. Показанная на рис. 68 зависимость основных составляющих механических потерь от среднего индикаторного давления дает основание предполагать большее нарастание рм. гг при /;,•>8 кгс/см2. Метод, применен­ ный в этих исследованиях, хотя и нуждается в уточнении, но позволяет определить упомянутые составляющие рт. п и ри.\ механических потерь при работающем дизеле с наддувом. Од­ нако, как было сказано ранее, с увеличением нагрузки при

Это хорошо видно на рис. 75, где показана зависимость дав­ ления наддува рк и противодавления ртот нагрузки, замерен­ ных в трубопроводах. С увеличением нагрузки разность между

116

Рк и Рг уменьшается. Давление в цилиндре при впуске вследст­

давлений в цилиндре в виде штриховых линий р ' к и р ' г, то вид­

ты при таком методе приблизитель­ ны, так как отсутствует давление газов, увеличивающее потери

на трение поршней с кольцами, а создаваемое дросселирова­ нием противодавление в выпускном трубопроводе не воспро­ изводит возникающих в нем импульсов давления. Введение устройств, имитирующих импульсы, дает результаты более близ­

кие к действительным.

Для снижения механических потерь при форсировании по среднему эффективному давлению с применением наддува так же, как и при форсировании по частоте вращения, увеличивают число клапанов и уменьшают число поршневых колец.

Приводные нагнетатели, применяемые на некоторых моде­ лях дизелей, повышают механические потери. По результатам

117

вод нагнетателя составляют 33—36% от общих механических потерь при 1000—1800 об/мин.

Кроме конструктивных изменений, упомянутых выше, на снижение механических потерь влияет также улучшение каче­ ства изготовления деталей, определяемое уменьшением биений, несоосностей валов, овализацип гильз, непараллельности осей шестерен и повышаемием чистоты обработки трущихся поверх­ ностей.

6. ИНДИКАТОРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Во всех случаях форсирования общим является увеличение среднего эффективного давления (хотя и не одинаковое по ве­ личине), а следовательно, и цикловой подачи топлива. Часто при форсировании увеличивается и частота вращения. Таким образом, при всех способах форсирования изменяются коэф­ фициент избытка воздуха а, состояние воздушного заряда (тем­ пература, давление) и располагаемая теплота. При повышении частоты вращения, кроме того, увеличивается турбулентность заряда и сокращается время всех процессов рабочего цикла. Все эти факторы влияют на индикаторные показатели, в число которых входят индикаторный к. п. д. тр, среднее индикаторное

давление ри максимальное давление сгорания рг и скорость нарастания давления при сгорании dp/dq.

Ни — низшая теплотворность топлива в кал/кг; т]v- — коэффициент наполнения;

Плотность воздуха при атмосферном давлении 760 ммрт. ст. и температуре 20°С равна

Ро = 1.2 кг/м3.

118