Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Петренко, Е. Я. Некоторые особенности работы автотракторных дизелей в высокогорных условиях

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
2.66 Mб
Скачать

Из этой таблицы видно, что работа автотракторных дизелей с постоянными значениями коэффициента из­ бытка воздуха в высокогорных условиях, достигнутыми путем соответственного уменьшения цикловой подачи топлива, не может быть рекомендована для широкого применения, так как на высотах 2000 м и более падение эффективной мощности достигает весьма ощутимых ве­ личин. В этом случае, вследствие значительного падения литровой мощности, не полностью используются возмож­ ности дизелей, что свидетельствует об относительном увеличении их металлоемкости с ростом высоты.

Третий случай, когда режим работы дизеля в высоко­ горных условиях доводится до предела дымления. В этом случае в начале понижения барометрического давления (увеличения высоты) цикловая подача топлива не из­ меняется, л (за счет снижения коэффициента избытка воздуха) происходит некоторое обогащение рабочей с.меси. При дальнейшем падении давления окружающего воздуха путем соответственного уменьшения цикловой подачи топлива этот коэффициент поддерживается по­ стоянным.

Следует отметить, что уменьшение коэффициента избытка воздуха не должно превышать 10—15% номи­ нального значения, так как в противном случае режим работы дизеля перейдет в область дымления со всеми вытекающими из этого последствиями.

Для определения оптимальных значений коэффициен­ та избытка воздуха и часового расхода топлива дизеля СМД-14 при работе па высотах до 3000 м над уровнем моря предлагаются формулы, полученные в результате стендовых испытаний этого дизеля в реальных высоко­ горных условиях:

а н— а о' ~р-(1+65- 10~3-Я);

(24)

ГО

 

30

а 0

Ун

(25)

 

 

«И

Уо'

 

где Н — высота над уровнем моря в км.

коэффициента

В таблице 5 представлены значения

избытка воздуха и часового

расхода

топлива дизеля

СМД-14 для высотных условий, полученные расчетом по предлагаемым формулам.

Таблица 5

Расчетные значения коэффициента избытка воздуха

ичасового расхода топлива дизеля СМД-14 для работы

ввысокогорных условиях

Высота

 

Коэффициент

Часовой

расход

 

избытка

 

топлива,

над

 

воздуха,

 

 

уровнем

 

 

 

 

 

моря, м

 

а

%

кг,'час

%

 

 

0

1.000

1,60

100,0

15,00

100,0

1000

0,900

1,53

95,6

14,12

94,1

2000

0,808

1,46

91,9

13,28

88,5

3000

0,725

1,39

86,9

12,52

83,5

Из этой таблицы видно, что с ростом высоты сни­ жается коэффициент избытка воздуха. На высоте 3000 м над уровнем моря коэффициент избытка воздуха соста­ вил а =1,39, что соответствует понижению примерно на 13% по сравнению с работой на нулевой высоте. Таким образом, минимальное значение этого коэффициента не достигло своего нижнего предела (15%).

5—3599

31

Такие значения коэффициента избытка воздуха до­ стигнуты путем уменьшения цикловой подачи топлива. На высоте 3000 м значение часового расхода топлива дизеля СМД-14 снизилось до 12,52 кг!час, что соответ­ ствует уменьшению примерно на 16% по сравнению с нулевой высотой.

В таблице 6 даны значения показателей работы дизе­ лей.СМД-14, Д-50 и Д-37М на пределах дымления, по­ лученные при стендовых испытаниях этих дизелей в реальных высотных условиях.

Таблица 6

Результаты испытаний дизелей СМД-14, Д-50 и Д-37М при работе на пределах дымления в высотных условиях

Высота над уров­ нем моря, м

С М Д -1 4

 

От,

£ е ,

с

кг

г

нас

Л. с. ч

 

5?

 

Ь

 

 

Д -5 0

I

 

.

5:?

 

час

 

 

Д-37М

 

2

и

кг

г

Л . с. ч

час

Л. с. ч

 

500

75,4

15,00

199

49,6

9,63

195

41,3

7,78

188

1000

71,0

14,38

200

46,5

9,33

200

39,8

7,66

193

1500

69,5

13,97

201

45,9

9,27

202

37,9

7,46

197

2000

66,3

13,52

204

44,3

9,08

205

34,1

6,96

204

2500

61,7

12,96

39,7

8,33

210

32,0

6,69

209

3000

56,0

12,32

220

35,5

7,52

212

31,0

6,48

209

.

32

Сравнивая данные таблиц 3, 4 и б, видим, что при работе дизелей на режимах предела дымления по мере возрастания высоты эффективная мощность снижается в больших пределах, чем при работе с постоянной цик­ ловой подачей топлива (заводские регулировки топлив­ ной аппаратуры). Это происходит потому, что оптималь­ ные значения коэффициента избытка воздуха здесь до­ стигнуты за счет уменьшения цикловой подачи топлива. Па высоте 3000 м эффективная мощность дизеля СМД-14 при работе на режиме предела дымления на 7,7% ниже, чем при работе с заводскими регулировками топливной аппаратуры, и па 7,2% выше, чем при работе с постоян­ ными значениями коэффициента избытка воздуха. При этом удельный расход топлива на 15,4% ниже, чем при работе с заводскими регулировками топливной аппара­ туры, и на 2,7% выше, чем при работе этого дизеля с постоянными значениями коэффициента избытка воз­ духа.

При сравнении данных таблиц 5 и 6 видно, что рас­ четные значения часового расхода топлива дизеля СМД-14 в высотных условиях мало чем отличаются от действительных, полученных при испытаниях этого ди­ зеля в реальных высотных условиях. Поэтому предла­ гаемые формулы (24) и (25) могут быть рекомендованы механизаторам для определения оптимальных режи­ мов эксплуатации дизелей СМД-14 в высогорных усло­

виях.

Как первое приближение • эти формулы могут быть использованы и для других типов двигателей, имеющих внхрекамерное смесеобразование, при работе на высотах до 3000 м над уровнем моря.

В качестве примера рассмотрим методику определе­ ния оптимальных режимов работы вихрекамерного ди­ зеля Д-54 на высотах до 3000 м над уровнем моря.

Б*

33

Показатели работы дизеля Д-54 иа пулевой высоте:

эффективная мощность Ыео 54 л. с.; часовой расход топлива Ото= 11,9 кг!час; удельный расход топлива §ео = 220 г/л. с. ч.\

теплотворная способность топлива На= 10150 ккал/кг; коэффициент избытка воздуха «=1,71; механический кпд двигателя 1]т = 0,62; давление окружающего воздуха Р0 = 1,033 кг/см2\ температура окружающего воздуха /0 = 15°С;

удельный вес воздушного заряда (табл. 2) у'0 =

= 0,992 кг/м3.

Для некоторого упрощения расчета условно принято, что параметры окружающего воздуха изменяются с вы­ сотой в соответствии с Международной стандартной ат­

мосферой (таблица 1), а механический

кпд двигателя

с высотой не изменяется.

работы дизеля

Для расчета оптимальных режимов

Д-54 в высотных условиях воспользуемся вышеприведен­ ными зависимостями.

Коэффициент избытка воздуха найдем по формуле:

ая= а 0.'Ц .[1-( 6 5 -10-3-Я].

То

/

Часовой расход топлива

• • кг/час,

То/

Индикаторный кпд двигателя

тц= (0,4—0,08а) - а.

34

Эффективная мощность

 

 

 

«о

 

 

 

 

NeH= N ля. ^ .У-*.'Лч-л. с.

 

 

 

 

 

Г\1 о

Уо

 

 

Удельный расход топлива

 

 

 

 

 

ёе

бт-юоо г/л. с. ч.,

или

 

 

 

 

N е

 

 

 

 

 

ёе

632,3-1000

■г/л.сл.

 

 

 

 

н.и-Чт-Ч1

 

 

Результаты подсчетов сведены в таблицу 7.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7

 

Расчетные значения параметров дизеля Д-54

 

 

 

 

Высота над уровнем моря В М.

 

Параметры

 

0

1000

2000

3000

 

 

 

 

а

 

1,71

1,64

1,56

1,48

 

Ц 1

 

0,450

0,435

0,429

0,417

 

N6 л. с.

 

54,0

49,0

45,6

41,9

 

й т кг/час

 

11,90

11,17

10,55

9,97

'

ё е г/л. с.

ч.

220

228

234

238

Обеспечение

оптимальных

режимов

работы

дизелей

в высокогорных условиях позволяет улучшить процессы смесеобразования и горения, поскольку значения коэф­

35

I

фициента избытка воздуха не достигают своего нижнего предела, при котором работа дизелей переходит в об­ ласть дымления. При этом обеспечивается удовлетвори­ тельная экономичность дизелей в высокогорных усло­ виях.

Исследованиями, проведенными кафедрой «Тракторы, автомобили и теплотехника» Киргизского СХИ, установ­ лено, что при работе дизелей на высотах 1500 м и более необходимо уменьшать цикловую подачу топлива с та­ ким расчетом, чтобы режим работы не переходил в об­ ласть дымления.

Метод улучшения основных показателей дизелей пу­ тем обеспечения режимов работы на пределах дымления можно рекомендовать механизаторам, эксплуатирующим тракторы, комбайны, самоходные шасси и другие дизель­ ные установки в высокогорной местности. Он не требует больших материальных затрат и заключается в соответ­ ствующих регулировках топливной аппаратуры в зависи­ мости от высотных условий, где предполагается эксплуа­ тировать двигатели. В этом случае топливные насосы дизелей СМД-14, Д-50 и Д-37М должны быть отрегули­ рованы в соответствии с данными таблицы 6, а опти­ мальные режимы работы других типов вихрекамерных дизелей можно определить по изложенной выше мето­ дике.

При настройке топливных насосов на оптимальную цикловую подачу топлива на безмоторных стендах для регулировки топливной аппаратуры часовой расход топ­ лива, приведенный в таблице 6 или определенный расче­ том, следует увеличить на 8—10%.

При работе дизелей на режимах предела дымления тепловые нагрузки мало отличаются от расчетных, при­ нятых при проектировании. Обеспечение оптимальных режимов работы не потребует увеличивать затраты на

36

проведение технического обслуживания, что неизбежно при эксплуатации дизелей в высокогорных условиях с заводскими регулировками топливной аппаратуры. Кро­ ме того, при работе двигателей на оптимальных режимах повысится показатель надежности дизелей, так как уменьшатся случаи вынужденных простоев тракторов, комбайнов и самоходных шасси в высокогорных усло­ виях, что также имеет большое значение при выполне­ нии сельскохозяйственных работ в требуемые агротех­ нические сроки.

Использование методов определения оптимальных режимов эксплуатации двигателей в высокогорных ус­ ловиях позволит рационально составлять машинно-трак­ торные агрегаты, устанавливать обоснованные нормы выработки и расхода топлива, а также определять себе­ стоимость сельскохозяйственной продукции.

НЕКОТОРЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ МЕХАНИЗМОВ И СИСТЕМ, ВЛИЯЮЩИЕ НА МОЩНОСТНЫЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДИЗЕЛЕЙ

Впроцессе эксплуатации двигателей внутреннего сгорания следует поддерживать их в технически исправ­ ном состоянии и постоянной готовности к работе. Это достигается соблюдением правил их эксплуатации и тех­ нического обслуживания.

Ввысокогорных условиях особо важное значение приобретает выполнение правил технического обслужи­ вания двигателей, так как несоблюдение этих правил приводит к значительному падению мощности и эконо­ мичности двигателей. Это происходит потому, что к па­ дению мощности и экономичности за счет влияний высо­

37

когорных условий здесь прибавляются еще и снижения этих показателей' работы двигателей из-за неисправной работы их механизмов и систем.

Рассмотрим некоторые неисправности работы меха­ низмов и систем, являющиеся причинами снижения мощности и увеличения удельного расхода топлива авто­ тракторных дизелей.

В целях снижения износа клапанов и их седел, а так­ же детален цилиндро-поршневой группы воздух, посту­ пающий в двигатель, проходит через воздухоочиститель, где он очищается от пыли и других примесей. В послед­ ней ступени очистки воздуха у большинства воздухоочи­ стителей применяются или смоченные дизельным маслом кассеты из проволочной путанки, или гофрированные проволочные сетки, также смоченные маслом. Мелкие частицы пыли прилипают к кассетам или сеткам, и в ци­ линдры двигателя поступает чистый воздух. При работе двигателя происходит накопление пыли, которая оседает на фильтрующих кассетах и сетках воздухоочистителя, в результате чего увеличивается сопротивление впускной системы двигателя. При этом снижается давление в ци­ линдрах в конце такта впуска, а это в свою очередь приводит к снижению расхода воздуха. Поэтому нужно регулярно в соответствии с инструкцией завода-изгото- вителя промывать в дизельном топливе и смазывать ди­ зельным маслом фильтрующие элементы воздухоочисти­ теля. При этом не только повышается качество очистки воздуха, но и создаются благоприятные условия для поступления в цилиндры двигателя свежего заряда.

В процессе эксплуатации двигателей из-за износа де­ талей газораспределительного механизма могут увели­ читься зазоры в клапанном механизме. При увеличении этих зазоров уменьшается степень открытия клапанов, вследствие чего ухудшается газообмен двигателя. При

38

этом уменьшается давление конца впуска, что приводит к уменьшению весового расхода воздуха двигателем.

Нормальные тепловые зазоры в клапанном механиз­ ме различных типов автотракторных дизелей приведены в таблице 8.

Таблица 8

Допустимые зазоры в клапанном механизме автотракторных дизелей

Зазор у

впускного

Зазор у выпускного

клапана, м м

клапана,

м м

Марка

 

 

 

двигателя

 

 

 

на холодном па прогретом на холодном на прогретом

двигателе

двигателе

двигателе

двигателе

ЯМЗ-238ПБ

0,25

 

0,30

 

АДО-01

0,25

0,30

 

 

 

Д-108

0,30

0,30

КДМ-ЮО

0,35

0,30

0.35

0,30

СМД-14А

0.40

0.45

Д-54А

0,30

0,25

0,35

0,30

Д-50

0,25

0,25

Д-48

0.30

0,25

0,30

0,25

Д-37ДО

0,10

0.10

Д-21

0,30

0,30

Д-20

0,30

0,35

П-40

0,23

0,20

0,25

0,20

Чтобы проверить или отрегулировать зазоры в клапанно'м механизме, нужно открыть крышку клапанов, включить декомпрессор и, проворачивая коленчатый вал двигателя при помощи рукоятки или маховика пускового двигателя при включенной шестерне привода, установить поршень первого цилиндра в положение конца такта

С -3 5 9 9

39

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ