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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 63

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Подставляя эти величины в формулу (23), получаем

Л ; - 27, 5-10" 3

(24)

Через эти же параметры можно выразить и удельный инди­ каторный расход топлива:

gt - 2,25-103— - г/л. сч .

(25)

р(а

4

Эти зависимости сложны по следующим причинам. Все три параметра pt, а и rjy влияют друг на друга, что в формулах

Рис. 76. Зависимость индикаторного к, п. д. и,- от коэффициента избытка воздуха а дизеля А-41:

/ — 2100,

1900, 1750 об/мин; 2 — 1600,

Н00

об/мин; 3 — 1200 об/мин

Рис. 77. Зависимость индикаторного к. п. д. 1],- от коэффициента избытка

воздуха а дизеля А-03:

/ — 1800 об/мин; 2 — 1700, 2000 об/мин; 3 — 1200 об/мин

■(24) и (25) не раскрыто. Кроме того, в формулах в неявном

виде содержится частота

вращения, которая также влияет на

т]г и gi. Все упомянутые

зависимости получают эксперимен­

тально.

 

Наглядное представление об этом дают кривые, приведен­ ные на рис. 76—78. Они показывают зависимость индикаторного к. п. д. г),- от коэффициента избытка воздуха а при разных ча­ стотах вращения дизелей А-41, А-03, Д-240. Разные значения а при какой-либо постоянной частоте вращения получены путем изменения цикловой подачи топлива, а следовательно, среднего индикаторного давления р\. Изменение нагрузки и частоты вра­ щения сказывалось на коэффициенте наполнения riy. Таким образом, приведенные зависимости rn=f(a) включают влияние на гр всех четырех параметров: ри а, г|у, п. При значениях

1,35-г-1,40 вследствие большой неполноты сгорания и отно­ сительно высоких потерь тепла индикаторный к. п.д. имеет низ­

кие значения, не превышающие 0,45. Увеличение

а резко улуч­

шает

рабочий процесс,

и в диапазоне а = 1,3-4-1,8

индикаторный

к. п.

д. возрастает на

8—17%, что в среднем составляет при­

119


мерно половину всего роста гр от его минимума

(при а~1,30 .

-у 1,35) до максимума. По мере увеличения а

от

1,8 до 2,4—2,6

рост II,- замедляется - и составляет 4—7%.

Повышение а от

2,4—2,6 до 3,0—3,2 дает прирост тр не более 2%, при этом до­

стигается

максимальное

значение

гр, которое сохраняется в

 

 

 

 

некотором

 

диапазоне

и

 

 

 

 

начинает

 

уменьшаться

 

 

 

 

при а ^4 .

 

 

моделях

 

 

 

 

В

разных

 

 

 

 

тракторных

дизелей

мо­

 

 

 

 

гут быть

некоторые

от­

 

 

 

 

клонения

от приведенных

 

 

 

 

выше относительных

ве­

 

 

 

 

личин, но даже при раз­

 

 

 

 

ных способах

смесеобра­

 

 

 

 

зования

 

эти

отклонения

 

 

 

 

невелики.

 

отмечалось,

Рис. 78. Зависимость

индикаторного к. п. д.

Как

уже

Ч,- от коэффициента

избытка

воздуха а

резкое

увеличение инди­

 

дизеля

Д-240:

 

каторного

к. п. д. в диа­

/ — 2200,

2400 об/мнн: 2 — 200

об/мин;

3 — 1800 об/мик; 4 — 1600

об/мнн; 5 — 1400 об/мнн;

пазоне малых значений а

 

6 — 1200

об/мнн

 

объясняется

главным

об­

 

 

 

 

разом

сокращением

не­

полноты сгорания. Вместе с тем вследствие увеличения а умень­ шается теплотворность смеси, т. е. количество располагаемого тепла, отнесенное к 1 кг заряда,

Ясм = — —— кал/кг смеси.

1-f-a/o

Врезультате этого уменьшаются максимальное давление сгорания, среднее индикаторное давление, максимальная и средняя температуры рабочего цикла. Следствием этого яв­ ляется уменьшение потерь тепла в воду, масло и с отработав­ шими газами. Дальнейший рост гр объясняется теми же причи­

нами— повышением полноты сгорания и снижением потерь. Максимальное значение гр достигается при наибольшей пол­ ноте сгорания в данной модели при используемом способе сме­

сеобразования.

Уменьшение гр при а ^ 4 ,0 вызывается ухудше­

нием процесса

вследствие «переохлаждения» цикла — малого

выделения тепла при относительно большом количестве возду­ ха, т. е. по причине низкой теплотворности смеси.

Исследования тракторных дизелей дали возможность полу­ чить связь между средним индикаторным давлением pi и коэф­ фициентом избытка воздуха а. Эти зависимости для дизеля Д-240 показаны на рис. 79. В диапазоне а=1,4-=-2,2 гиперболи­ ческие зависимости = яр (ct) могут быть с достаточной точ­ ностью заменены прямыми линиями вида

Pi = а Ьос.

120


Нетрудно показать, что при тех значениях коэффициентов Ь,

которые соответствуют этим прямым,

произведения pia

умень­

шаются но мере уменьшения а,

что согласно формуле (24) вле­

чет за собой понижение индикаторного к. п. д.

 

 

 

 

Изображенные па рис. 76—78 зависимости п; = /(а)

показы­

вают

также, что при одинаковых

значениях а

индикаторный

к. п. д. возрастает с увелнчс-

ри кгс/сн‘

 

 

 

 

 

 

пнем

частоты

вращения,

по­

 

 

 

 

 

 

скольку при повышении часто­

 

 

 

 

 

 

 

 

ты

 

вращения

сокращается

 

 

 

 

 

 

 

 

время цикла и его процессов,

 

 

 

 

 

 

 

 

что уменьшает потери теплоты,

 

 

 

 

 

 

 

 

в стенки цилиндра. Подтверж­

 

 

 

 

 

 

 

 

дением служат

индикаторные

 

 

 

 

 

 

 

 

диаграммы,

обработка кото­

 

 

 

 

 

 

 

 

рых

 

показывает

увеличение

 

 

 

 

 

 

 

 

показателя

политропы сжатия

 

 

 

 

 

 

 

 

и уменьшение показателя по­

 

 

 

 

 

 

 

 

литропы расширения. Послед­

 

 

 

 

 

 

 

 

нее

свидетельствует

также

о

 

 

 

 

 

 

 

 

догорании на линии расшире­

 

 

 

 

 

 

 

 

ния,

 

что несколько

 

увеличи­

 

 

 

 

 

 

 

 

вает потерю тепла с отрабо­

 

 

 

 

 

 

 

 

тавшими газами. Тем не ме­

 

 

 

 

 

 

 

 

нее

результат

заключается

в

Рис.

79.

Зависимость

среднего инди­

повышении

 

индикаторного

каторного давления р,- от коэффи­

к. п.

 

д. Возможно

также, что

циента

избытка

воздуха

а

дизеля

этому

способствует

 

некоторое

 

 

 

Д-240:

 

 

 

/ — 2400, 2200 об/мин;

2 — 2000

об/мшп

улучшение

смесеобразования

.2— 1800

об/мнм:

-/ — 1600 об/мшк

и горения вследствие увеличе­

 

5 — 1400

об/мин:

6 — 1200

об/мин

ния

 

турбулентности

воздуш­

 

 

 

 

 

 

 

 

ного

 

заряда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Повышение частоты вращения ухудшает условия топливоподачп. что может неблагоприятно влиять на рабочий процесс, ухудшая индикаторный к. п. д. Для предотвращения этого тре­ буются изменения в топливной аппаратуре. Этим обстоятельст­ вом, по-видимому, можно объяснить то, что у дизеля А-41, имеющего номинальную частоту вращения 1750 об/мин, инди­ каторный к. п. д. при одинаковых значениях а остается неиз­ менным при 1750, 1900 и 2100 об/мин (см. рис. 76), а у дизеля А-03 индикаторный к. п. д. при 1800 об/мин больше, чем при

2000 об/мин (см. рис. 77).

У дизеля

Д-240

рост гр прекра­

щается после 2200 об/мин (см. рис. 78).

78 в р,-= ср(п), по­

Перестроив зависимости

rp = f(a)

на рис.

лучим кривые, показанные на рис. 80. Каждая кривая соответ­ ствует определенному значению а. Нарастание тр при увеличе­ нии частоты вращения примерно одинаково для разных зна­ чений ц.

5 В. А. Взоров

121



Изменение индикаторного к. и. д. при форсировании нагляд­

но можно показать с помощью совмещения

двух зависимостей

(см. рис. 78 п 79): ц,• = /(«) и /э,- = ф(<г) на

одном графике

рпс. 81. Каждая пара этих зависимостей, одинаково заномеро­ ванная. соответствует определенной частоте вращения. Стрел­

кой па прямой

линии

3 показано форсирование по среднему

индикаторному

давлению от pi=

= 8,0 кгс/см2 при

1800 об/мин до

Р/ = 8,6 кгс/см2

при той же часто­

те вращения.

Этому

соответст­

вует уменьшение

а

от 1,63, до

1,43 и показанное стрелкой па

третьей кривой

ц; = [(и.) умень­

шение индикаторного к. п. д. от

0,435 до 0,410.

Рис. 80.

Зависимость

индикаторного

Рис. 81.

Зависимость

индикаторного

к. п. д.

1],- от частоты

вращения п

к. п. д.

)]; и среднего

индикаторного

 

дизеля Д-2-10:

 

давления р,- от коэффициента из­

У— (1= 2.0; 2 — u=I.S; 3 — ц=1.П;

J — а=|.-1

бытка

воздуха

а дизеля

Д-240:

 

 

 

 

/ - 2100.

2200 оО/мim;

2 — 2000 об/мпп;

 

 

 

 

3 —

1800 об/мпп;

0 — 1000

об/ммо:

 

 

 

 

о -

I НЮ об/мои;

в — 1200

об/мии

Форсирование

по

частоте

вращения до 2200

об/мпп. что

показано горизонтальной стрелкой, дает возможность сохра­ нить неизменным среднее индикаторное давление при большем коэффициенте избытка воздуха а п получить вследствие этого индикаторный к. и. д., равный 0,450, т. е. больший, чем до фор­ сирования. В случае форсирования только по частоте вращения от 1800 до 2200 об/мпп при постоянном /;,■= 8 кгс/см2 индика­ торный к. п. д. повышается примерно до 0,473, но при этом по­ вышение мощности невелико, так как вследствие возрастания механических потерь уменьшится среднее эффективное давле­ ние. Для компенсации этого, а также для большего увеличения мощности потребуется повышение среднего индикаторного дав­ ления. что вновь приведет к результатам, показанным стрелка­ ми на рис. 81.

Из этого рассмотрения следует, что форсирование только по среднему индикаторному давлению до максимального значения,