5.2 Влияние подогрева топлива на пусковые качества дизелей работающих на летнем топливе

При проведении испытаний электронагревательных устройств [69-71] на тракторе МТЗ -80 с двигателем Д-240 Л была снята характеристика продолжительности пуска по ГОСТ 18509-88.

Испытания проводились на дизельном топливе марки “Л” ГОСТ 305-82 с температурами помутнения и застывания -5⁰С и -12⁰С соответственно. Характеристика снималась при значениях температуры окружающего воздуха с интервалом между ними не менее 5⁰С. Температура охлаждающей жидкости в головке и блоке цилиндров дизеля, масло в поддоне до начала испытаний не отличалась от температуры окружающей среды не более чем на 1 ⁰С. После проведения каждого пуска дизель выдерживался в камере не менее 2 часов. Пуск осуществлялся попытками общей продолжительностью 3 мин для каждой температуры. Продолжительность пуска определялась до момента отключения пускового двигателя, при этом после выхода дизеля на устойчивую частоту вращения холостого хода он должен был работать не менее 2 мин. На каждом температурном режиме проводилось не менее 3 пусков. Были сняты также пусковые характеристики дизеля Д-240 с предлагаемыми электронагревательными устройствами.

При снятии каждой характеристики пуск проводился не менее чем при четырех значениях частоты вращения коленчатого вала. Температурное состояние дизеля выдерживалось аналогично, как и при снятии характеристики продолжительности пуска. Частота вращения коленчатого вала устанавливалась изменением напряжения на клеммах электростартера и определялась при предварительном прокручивании коленчатого вала без подачи топлива в течение 10с, измерение производилось после 5с. Пуск дизеля осуществлялся через 1 мин после установления частоты вращения коленчатого вала без изменения ЭДС на клеммах стартера не более чем с трех попыток продолжительностью не более 20 с каждая с интервалом между ними 1,5 мин. Перед пуском дизелей, имеющих электронагревательное устройство между топливным баком и ФГО, предварительно производился разогрев нагревательных элементов в течение 30 с.

При проведении сравнительных испытаний двигателей с электронагревательными элементами и без них были получены следующие сравнительные характеристики продолжительности пуска, которые представлены на рис. 5.8. Согласно рис. 5.8 продолжительность пуска двигателя без электронагревательного элемента в системе питания при 0 ⁰С составляет 3 с, при -6 ⁰С увеличивается до 4 с, возрастает до 10 с при -11 ⁰С, дальнейшее снижение температуры окружающего воздуха ведет к резкому нарастанию времени пуска. При -13 ⁰С продолжительность пуска составляет 23 с.

t_п ,с

t_С, ⁰C

Рис. 5.8. Характеристики продолжительности пуска:

1— дизель без электронагревательного элемента;

2— дизель с электронагревательным элементом.

Для дизеля с электронагревательным элементом кривая имеет плавный характер. Для температуры -4 ⁰С продолжительность пуска составляет 3 с, плавно возрастает до 10 с при температуре -14 ⁰С и достигает значения 24 с, когда температура окружающего воздуха составляет -18 ⁰С. Дизельный двигатель без электронагревательного элемента при -14 ⁰С не запускается, тогда как дизель, оснащенный предлагаемым нагревателем, не запускается при температуре -19 ⁰С, что ниже температуры застывания дизельного топлива на 7...8 ⁰С.

Пусковые характеристики дизельного двигателя без электронагревательного устройства представлены на рис. 5.9.

t_п ,с

n, мин^-1

Рис. 5.9. Пусковые характеристики дизеля без электронагревателя:

1— при t_С=-6 ⁰C, 2 — при t_С=-8 ⁰C, 3 — при t_С=-12 ⁰C.

Согласно рис. 5.9 при температуре окружающего воздуха t_С=-6 ⁰C время пуска дизеля составляет 2,1с для частоты вращения 250 мин^-1, увеличивается до 8,5 с при n=150 мин^-1 и достигает 19,5с при n=125 мин^-1. Для температуры окружающего воздуха t_C=-8 ⁰C время пуска для частоты вращения 250 мин^-1 составляет 3,7с, плавно увеличивается до 4,2с при n=200 мин^-1, а затем резко возрастает до 19 с при n=150 мин^-1.

Снижение температуры окружающего воздуха до -12 ⁰С приводит к увеличению времени пуска до 4с при n=250 мин^-1, возрастает до 6,5с при n=200 мин^-1 и достигает 17,5с при снижении частоты вращения до n=175 мин^-1.

Пусковые характеристики двигателя с электронагревательным элементом в системе питания представлены на рис. 5.10.

Рис. 5.10. Пусковые характеристики дизеля с электронагревателем

1. при t_C=-12 ⁰C, 2— при t_C=-14 ⁰C, 3— при t_C=-17 ⁰C.

Как следует из рис. 5.10 при температуре окружающего воздуха t_C= -12⁰C время пуска составляет 2,2с для частоты вращения 240 мин^-1, увеличивается до 4 с, когда частота составляет n=180 мин^-1 и достигает 19с при n=140 мин^-1. Для температуры воздуха t_C=-14 ⁰C время пуска при n=240 мин^-1 равно 3,7с, для n=180 мин^-1 — t=6,1 с и достигает 22 с при n=150 мин^-1. При дальнейшем понижении температуры окружающего воздуха до t_C=-17⁰С время пуска соответствует 5с для n=240 мин^-1, при n=200 мин^-1 оно возрастает до 8, с, а затем резко увеличивается до 18,2 с при n=180 мин^-1.

Таким образом, как видно из выше представленного применение предлагаемых электронагревательных элементов в системе питания дизельного двигателя Д-240/240 Л позволяет:

1. Снизить температуру пуска дизеля на летнем топливе на 5...7 ⁰С в сравнении с двигателем обычного исполнения. Это в свою очередь расширяет температурный диапазон использования топлива марки “Л” на 7...8 ⁰С.

2.Уменьшить пусковую частоту на 30 % в отношении к двигателю без электронагревательного элемента.