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

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:

30

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

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%).

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

.

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.

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

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

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

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