специальные характеристики

Специальные характеристики
Специальные характеристики строят по данным стендовых испытаний двигателя или по данным регистрации параметров и показателей двигателя в реальных условиях эксплуатации конк- ретной машины с целью оценки опре- деленных качеств или показателей дви- гателя (например, эксплуатационной экономичности, оп- ределяющей по вре- мени частоты вра- щения коленчатого вала и т.п.). Приме- рами специальных характеристик могут быть различные мно- гопараметровые ха- рактеристики (рис. 13.8, 13.9, 13.10), из- менение параметров и показателей рабо- ты комбинированно- го двигателя с сило- вой газовой турби- ной в зависимости от давления газов перед турбиной (рис. 12.5, рис. 13.11). Многопараметровая характеристика двигателя в конкретных условиях работы автомобиля, трактора позволяет определить не только среднеэксплуатационный удельный эффективный расход топлива i i n i ei i ei i n i gе . .Nei g . .N . .. ..1 1 э , (13.5) Рисунок 13.8 – Распределение режимов работы дизеля ЯМЗ-238 в % по времени на автопоезде КрАЗ-257 за пределами пригородной зоны: масса поезда – 37,5 т; дорога с твердым покрытием; местность слабохолмистая; nн = 2100 об/мин; Nен = 176 кВт 0,95geн 3,40 1,1geн 14,48 13,77 27,32 0,07 0,24 4,61 7,98 0,94рzн 0,42 0,56 1,07 0,38 1,34 0,03 0,02 0,05 0,26 0,31 0 0,03 0,07 0,06 0,27 6 0,02 0,02 0,10 0,11 0,59 6 0,01 0,05 0,39 6 0,07 1,53 6 0,04 0,12 0,39 1,61 6 6,14 0,04 0,08 0,21 0,30 0,42 2,63 0,01 0,04 0,37 0,27 0,40 1,49 6 0 0,08 0,26 0,60 0,97 1,00 1,83 0,93 0 -0,2 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 ен е рр А n/nн 0,15 1,39geн ge = 0,92geн 0,4 0,6 0,8 1,0 454 определяющую частоту вращения коленчатого вала, но и уровень доводки рабочих процессов в зоне основных эксплуатационных режимов работы двигателя, степень согласованности характерис- тик двигателя с характеристиками трансмиссии и движителя ма- шины (рис. 13.8, 13.9) [1]. При использовании дизеля ЯМЗ-238 как на автопоезде (рис. 13.8), так и на тракторе (рис. 13.9) в зоне режимов работы, соответствующих минимальным значениям удельных эффективных расходов топлива, дизель практически не работает. Для совмещения зоны режимов работы дизеля, соответ- ствующих минималь- ным удельным эф- фективным расходам топлива, с основной зоной эксплуатацион- ных режимов работы дизеля необходимо не только совершенство- вание рабочих про- цессов дизеля на ре- жимах, близких к ре- жиму номинальной мощности, но и суще- ственная корректи- ровка характеристик трансмиссии и дви- жителя (количества передач и шага пере- дач коробки переме- ны передач в случае механической короб- ки передач, переда- точного числа глав- ной передачи, радиуса ведущих колес и т.д.). Многопарамет- ровые характеристики двигателя по выбро- сам токсичных ве- n/nн ен е NN ge =160 г/(кВт.ч) ge =155 г/(кВт.ч) рz=8,0 МПа рz=7,5 МПа 1,18 0,04 3,45 4,5 2,92 0,05 0,03 0,07 0,03 0 0 0 0 0,03 0,06 0,12 0,44 0,04 0,05 0,38 0,34 0,7 0,02 0,23 0,38 0,23 0,22 0,01 0,09 0,05 0,01 0,09 0,01 0,03 0,02 0 0,25 0 0,02 0 0,01 9,95 0 0 0,02 26,8 43,3 0,01 0,03 2,79 0,4 0,6 0,8 1,0 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 А Рисунок 13.9 – Распределение режимов работы дизеля ЯМЗ-238НБ в % по времени на тракторе К-700А на пахоте: фон – стерня; nн = 1700 об/мин; Nен = 147 кВт 455 ществ с отработавшими газами (рис. 13.10) позволяют установить режимы с повышенными выбросами отдельных токсичных ком- понентов, оценить уровень доводки рабочих процессов на этих режимах и примерный уровень выбросов токсичных компонентов с отработавшими газами в г/(кВт.ч) или г/км на различных скоро- стных режимах движения транспортного средства или для усло- вий ездовых циклов. Для данной комплектации и регулировки двигателя повышенные выбросы оксида углерода СО, углеводо- родов CnHm имеют место на режимах повышенных нагрузок и в зоне режимов холостого хода, оксидов азота – в зоне повышен- ных нагрузок и частот вращения коленчатого вала. Снижение вы- бросов токсичных веществ с отработавшими газами в данном двигателе до уровня регламентируемых требований ездовых цик- лов возможно только при использовании вместо карбюратора электронных систем впрыска и регулирования с обратной связью по датчику содержания кислорода в отработавших газах. Характеристика комбинированного двигателя с силовой га- зовой турбиной по давлению газов перед турбиной (рис. 13.11) позволяет установить оптимальное значение давления газов перед силовой турбиной по эффективному КПД установки (.еу) [2]. При отношении давления газов перед турбиной рт к дав- лению воздуха за нагнетателем рн, равном примерно 0,75, мощ- ность турбины Nтурб равна мощности на привод нагнетателя Nн (рис. 13.11). С увеличением давления газов перед турбиной возрастает количество остаточных газов в надпоршневой по- лости, потери индикаторной работы газов на удаление из надпоршневой полости продуктов сгорания (увеличивается сред- нее давление насосных потерь рн.п). Коэффициент наполнения .V, отнесенный к условиям окружающей среды, снижается с 2,17 (на турбокомпрессорном режиме, .турб = .н) до 1,98 при отношении рт рн = 1,3. Индикаторный КПД .i дизеля в ис- следуемом диапазоне изменения отношения рт рн ( рт рн = = 0,75 – 1,3) изменяется незначительно. Доля работы турбины .турб в тепловом балансе силовой установки увеличивается с 8,3 % (на турбокомпрессорном режиме) до 14,7 % (от теплоты топлива, поступившего в дизель) при отношении рт рн = = 1,3. 456 Рисунок 13.10 – Характеристики карбюраторного двигателя ВАЗ-2103 (z = 4; S/D = 80/76; . = 8,5) по выбросам токсичных веществ с отработавшими газами 3000 ре, МПа 0,2 0,4 0,6 0,8 ре, МПа 0,2 0,4 0,6 0,8 ре, МПа 0,2 0,4 0,6 0,8 ре, МПа 0,2 0,4 0,6 0,8 ре, МПа 0,2 0,4 0,6 0,8 ре, МПа 0,2 0,4 0,6 0,8 СО, % СО, г/(кВт.ч) СnHm, млн–1 СnHm, г/(кВт.ч) NOx, млн–1 NOx, г/(кВт.ч) 2000 4000 n, мин–1 2000 4000 n, мин–1 2000 4000 n, мин–1 2000 4000 n, мин–1 2000 4000 n, мин–1 2000 4000 n, мин–1 2000 4000 5000 400 1000 300 400 1,5 2 3 4,5 5 6 7 8 10 8 10 8 700 12 400 350 450 800 700 300 550 1 2 1,0 3,0 1,0 1,0 1,4 2,5 3,5 2,0 80 50 80 110 140 170 200 457 Избыточная доля работы турбины (.турб – .н) с увеличением дав- ления газов перед турбиной не только компенсирует увеличение доли работы насосных потерь (.н.п), но позволяет заметно сни- зить долю эффектив- ной работы дизеля .ед. При этом эффек- тивный КПД уста- новки .еу возрастает с 42,2 % до 45 % (примерно на 6,6 %). Оптимальному эф- фективному КПД ус- тановки соответст- вуют отношения рт рн . 1,2–1,3. При экспери- ментальной доводке рабочих процессов и конструкции двига- телей используются и ряд других специаль- ных характеристик для оценки, напри- мер, температурных условий работы дета- лей двигателя, мно- гопараметровых ха- рактеристик по углу опережения зажига- ния, углу опережения подачи топлива и т.п. Контрольные вопросы и задания 1. Объяснить понятия: режим работы, характеристика ДВС. 2. Представьте классификацию характеристик ДВС. Рисунок 13.11 – Влияние давления газов перед силовой турбиной на показатели комбинированного двигателя Д70Б (16ЧН24/27, Nеу = 2206 кВт; n = 850 мин–1; рн = 0,255 МПа; ts = 65.С): ртурб . Nтурб .кVh .; к . n z .60..; . . рн . Nн кVh ; реу = ред + ртурб – рн; . . .мд . 3600Nмд Вч Qн ; . . .н.п . 3600Nн.п Вч Qн ; . . .ед . 3600 Nед Вч Qн ; . . .турб . 3600Nтурб Вч Qн ; . . .н . 3600 Nн Вч Qн ; . . .еу . 3600Nеу Вч Qн рмд, рн.п, МПа 0,2 0 ртурб, рн, МПа 0,2 0,4 2,0 2,1 .v 2,0 1,95 1,6 1,8 . рi,МПа ред, МПа 1,6 1,4 реу, МПа 1,8 1,6 590 630 tт,.С tт реу рн ртурб ред рн.п рмд рi . .v 0,6 0,8 1,0 1,2 рт /рн 0,6 0,8 1,0 1,2 рт /рн .еу, % 41 43 45 .ед, % 41 39 .i, % 46 47 .мд, % 4 6 .н, .турб, % 13 11 9 7 .i .мд .н.п .ед .н .еу .турб .н.п, % 1 3 458 3. Как определяются параметры и показатели двигателя на режимах регулировочных характеристик по углу опережения по- дачи топлива и по углу опережения зажигания? 4. Как определяется оптимальный состав смеси? 5. Представьте классификацию эксплуатационных характе- ристик. 6. Как определяются параметры и показатели двигателя на режимах нагрузочных и скоростных характеристик? 7. Как влияет коэффициент приспособляемости на условия работы автомобильного двигателя? 8. Какие характеристики ДВС относят к специальным? Список литературы к главе 13 1. Терещук А.Г. Исследование эксплуатационных режимов работы и топливной экономичности автомобильного дизеля: Ав- тореф. канд. дисс. – Харьков: ХИИТ, 1980. – 20 с. 2. Дьяченко В.Г. О возможности понижения быстроходнос- ти двигателя 16ЧН24/27 при сохранении номинальной мощности // Труды ХПИ: Серия «Энергомашиностроение». – Харьков: ХГУ, 1963. – Т. XLIII – Вып.3. – С. 170–177.
Форма входа
Поиск
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0