книги из ГПНТБ / Взоров, Б. А. Форсирование тракторных двигателей

нения в системах охлаждения и смазки, которые должны быть сделаны при фоснрованин.

На рис. 89 показаны результаты определения на дизеле А-41 зависимости теплоты, отводимой в воду, от частоты вращения. Каждая кривая соответствует п о с т о я н н о м у значению среднего

эффективного давления. Штриховая кривая 4 соответствует ре на номинальном режиме, равному 6,22 кгс/см2. На рис. 90 те же количества теплоты даны в зависимости от среднего эффектив-

ного давления для четырех значений частоты вращения. Штри­ ховая кривая 4 соответствует номинальной частоте вращения — 1750 об/мин. Зависимости, приведенные на обоих графиках,

132

показывают увеличение теплоотдачи в воду как по частоте вращения, так и по среднему эффективному давлению. На ос­ новании этих исследовании можно получить зависимость теплоты, отводимой в воду, от часового расхода топлива, кото­

точки укладываются на одну прямую, проходящую под углом 45°, показывающую, что теплоотдача в воду при любом способе форсирования увеличивается на столько лее, на сколько увели­ чивается часовой расход топлива в %. Это подтверледает ска­ занное ранее. На рис. 91 за 100% приняты AQB и AGT для А-41 при 90 л. с. и 1750 об/мин, для Д-240 при 60 л. с. и 1800 об/мин (до форсирования).

На рис. 92 и 93 приведены определенные на дизеле А-41 зависимости количества теплоты, отводимой в масло, от ча­ стоты вращения при четырех значениях среднего эффективного давления и от рс при четырех значениях частоты вращения. Сравнивая эти зависимости с зависимостями, приведенными на рис. 89 и 90 для теплоты, отводимой в воду, молено установить следующее различие. Увеличение теплоотдачи в воду одинаково как при повышении частоты вращения, так и среднего эффек-

133

тпвпого давления. Теплоотдача в масло, увеличивается в зна­ чительно большей степени при повышении частоты вращения, чем при увеличении среднего эффективного давления.

в %. При вычислении AQMи AGT за 100% приняты QMв кал/ч и GT в кг/ч на номинальном режиме серийного дизеля А-41 (90 л. с. при 1750 об/мин). Приращение ДQMпроисходит нелинейно и не­ одинаково при разных способах форсирования п выражается двумя кривыми, построенными по нанесенным опытным точкам. Штриховое продолжение кривой 2, сделанное по уравнению

AQM= 0,95 (AGT)’’73,

отвечающему участку кривой 2, полученному экспериментально, образует область между линиями 1 и 2, внутри которой могут быть получены значения AQM при комбинированном способе форсирования. Так, например, точка А соответствует форсиро­ ванию примерно на 9% по среднему эффективному давлению

зывают принципиальное отличие изменения теплоотдачи в воду и масло при форсировании дизеля, зависимость теплоотда­ чи в масло от способа форсирования и дают представление о количественном изменении теплоотдачи в зависимости от сте­ пени форсирования.

8. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ МОТОРНОГО МАСЛА

Моторное масло находится в контакте с деталями во всех механизмах дизеля, в том числе и с деталями, имеющими вы­ сокие температуры. Рабочее тело в дизеле — газы, имеющие значительно большую температуру, чем детали, также всту­ пают в контакт с маслом не только в цилиндре дизеля, но и в картере, куда они просачиваются через поршневые кольца. Большое избыточное количество кислорода, участвующее в ра­ бочем процессе дизеля, приводит к интенсивному окислению масла, чему способствуют высокие температуры и увеличение поверхности масла в картере из-за образования в нем «масля­ ного тумана» и вспенивания.

Окисление масла, высокие температура и давление газов вызывают превращение входящих в состав масла высокомоле­ кулярных и малоустойчивых углеводородов в смолы и кислоты. Эти смолы откладываются па поверхностях поршней, в канав­ ках для поршневых колец и па других деталях (шатуны, стенки картера и пр.). В зависимости от температуры места от­ ложения смолы различаются по внешнему виду, составу, цвету

134

и остояшио. Наиболее твердые вещества, именуемые нагаром, находятся в местах с наибольшей температурой, например в каиазках для поршневых колец и особенно в канавке верхнего кольца. Другие виды отложений, отличающиеся друг от друга по цвету, получили общее название лака и покрывают поверх­ ности детален, имеющих меньшую температуру.

Значительные отложения нагара в канавках для поршневых колец приводят в закоксовываншо колец и к частичной или полной потере их подвижности, что может быть одной из при­ чин повышенного прорыва газов в картер и последующего задира поршней из-за их перегрева. Попадание частиц твердых

очередь, отрицательно влияет на состояние деталей дизеля и их работоспособность. Для замедления ухудшения качества масла все современные моторные масла, применяемые для дизелей, имеющих повышенные частоты вращения и средние эффектив­ ные давления, содержат моющие и диспергирующие присадки, препятствующие соединению отдельных частиц смол в одно целое, и антипенные присадки. Чем выше степень форсирования дизеля, тем оольше присадок в применяемом масле.

Ниже приводятся три вида отечественных моторных масел на основе базового масла ДС-11 с присадками.

Марка масла Присадки

Весь комплекс присадок характеризуется щелочностью мас­ ла, которая зависит от состава присадок и их содержания в масле в %. Кислоты, образующиеся в масле, нейтрализуют этот щелочный комплекс присадок, т. е. «срабатывают» при­ садки, ухудшая качество масла.

На рис. 95 показано изменение физико-химических показа­

135

в дизеле Д-240 (линии 4) — за 240 ч. Из-за отсутствия проме­ жуточных значении линии 3 условны и не соответствуют харак­ теру изменения тех же показателей для всех других случаев,, показанных как на этом рисунке, так и на рис. 95.

Гак, например, щелочность резко снижается в первые 20— 60 ч работы, а дальнейшее уменьшение ее происходит медленно, что хорошо видно иа рис. 95. Ввиду больших интервалов време­ ни между определениями показателей (240 и 480 ч) в некоторой мере условны и линии 2 и 4 иа рис. 96. График на рис. 96 пока­ зывает, что масло А'НОГ, имеющее наибольшую начальнующелочность в сравнении с другими испытываемыми маслами, вследствие большего содержания присадок имеет большую* щелочность и после 480 ч работы. Это объясняется не только большей начальной щелочностью, но и тем, что «срабатыва­ ние» присадок происходит медленнее, так как конечная щелоч­ ность масла М10Г составляет 41,5%,а масла М10В — 28,6% от начальной. В масле М10Б, как отмечалось ранее, щелочность уже после 120 ч уменьшается до 0,05 мг ]\ОН/г масла, т. е. составляет примерно 1,8% от начальной.

Испытания масла М10Г в дизеле Д-240 (линии 4) показали* примерно такое же уменьшение щелочности и повышение ко­ ксуемости после 240 ч, что и в дизеле Д-37Е после 480 ч рабо­ ты. Дизель Д-240 испытывали на топливе с содержанием серы

розию деталей вследствие образования сернистых соединений, но и отрицательно влияет на масло.

Рассмотренные результаты испытаний позволяют устано­ вить влияние на одно и то же масло уровней форсирования дизеля и влияние на различные масла одного и того же уровня форсирования. Не менее важным является рассмотрение влия­ ния масла иа состояние деталей дизеля, определяющее их работоспособность. Оценка состояния деталей делается по под­ вижности поршневых колец и суммарной величине нагаро- и

Д-37Е, Д-141 и Д-2401.

Масло М10В при работе в дизеле Д-37Е на топливе с со­ держанием серы 0,5% вызывает нагаро- и лакоотложения после 240 ч работы, оцениваемые в 16,25 балла (линия 1). Эго превышает принятую норму в допустимых пределах. Дальней­ шее увеличение времени работы без смены масла приводит к

1 Баллы, полученные при испытаниях масел, показаны точками. Липин изменения баллов по времени проведены условно.

137

повышению В нем отложении, которые после 480 ч работы оце­ ниваются в 27 баллов (линия У), превышая допустимое значение

в 1,8 раза.

Применение масла М10Г на том же дизеле при содержании серы в топливе не более 0,5% позволяет увеличить срок смены

ностью свободными, т. е. пагаро- и лакоотложеиия, несмотря на значительные их количества, оцениваемые высокими баллами для некоторых масел и режимов работы, не нарушили их под­ вижности. На количество отложений влияет и частота доливки свежего масла. Чем больше угар масла, тем чаще приходится его доливать до требуемого уровня, а такое «обновление» масла сказывается па уменьшении нагаро- и лакоотложепнй.

При форсировании дизелей с применением наддува условия работы масла ухудшаются вследствие увеличения коэффициен­ та избытка воздуха а, т. е. количества избыточного кислорода; повышения давления газов и большего их перетекания через поршневые кольца в картер; повышения температуры газов и их плотности. Все это ускоряет процесс окисления масла, сра­ батывание присадок и образование смол, что приводит к уско­ рению нагаро-и лакоотложепнй на деталях дизеля. Поэтому

138

при наддуве, как и в случае форсирования по частоте враще­ ния, требуется увеличение содержания присадок (в %) в масле. Это подтверждается испытаниями на одноцилиндровой установке УИМ-6Н- НАТИ в течение 120 ч с наддувом и без наддува масел двух типов на основе базового масла ДС-П.

Результаты испытании в виде баллов, оценивающих нагаро- п лакоотложення и состояние поршневых колец, приведены в табл. 16. Сумма баллов 30,5 при работе с наддувом на масле

мерно в 4 раза, а с наддувом — примерно в 3 раза. В этих испы­

на основе базового масла ДС-П с присадкой монто-702 (18%) фирмы Монсанто и масло римула-30 фирмы Шелл.

При испытании этих масел на одноцилиндровой установке УИМ-6Н-НАТИ в течение 120 ч, с наддувом 1,5 кгс/см2, на режиме 30 л. с. при 1500 об/мин были получены следующие суммарные оценки в баллах: на масле с присадкой монто-702—

6; на масле римула-30—1,5.

При испытании масла римула-30 в течение 250 ч на дизеле ЯМЗ-238НБ, имеющем турбонаддув, была получена суммарная оценка, равная 4 баллам. На дизеле ЯМЗ-238НБ были также проведены испытания нескольких отечественных масел с при­

139

Гл а в а V

ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ФОРСИРОВАННЫЕ ТРАКТОРНЫЕ ДИЗЕЛИ

1. ДИЗЕЛЬ А-41Т

Дизель A-4IT представляет собой форсированную за счет турбонаддува модификацию базового четырехцилиндрового четырехтактного дизеля водяного охлаждения А-41 с непосред­ ственным впрыском топлива и камерой сгорания открытого типа в поршне. Дизель А-41Т, мощность которого повышена до 115 л. с. при 1750 об/мин, предназначен для пахотного трактора тягового класса 3,0 тс повышенной эиергонасыщенности. Под­ веска дизеля осуществлена в трех точках: одна впереди, две сзади.

На дизеле с правой стороны установлены: четырехплунжер­ ный топливный насос 4ТН-9ХЮ с дозированием отсечкой в конце подачи и центробежным всережимным регулятором, фильтры грубой (отстойник ФГ-1) и тонкой ТФ-3 очистки топ­ лива со сменным бумажным фильтрующим элементом, труба слива воды из блока, пусковой двигатель ПД-10У с электростар­ тером и односкоростным редуктором, впускной коллектор и механизм управления декомпрессором, горловина для заливки масла, гидронасос НШ-ЮДЛ и переключатель «зима— лето».

Слева на дизеле размещены: впускной коллектор, масляные фильтры грубой (с сетчатыми элементами) и тонкой очистка (сдвоенная полнопоточная центрифуга с реактивным приводом), гидронасос НШ-46УЛ.

Впереди на дизеле находятся : водяной насос, шестплопастной осевой вентилятор с клиноременным приводом, генератор постоянного тока Г-214А1. Сзади размещен воздухоочиститель моноциклонного типа с полипеиоуретановым элементом во вто­ рой ступени очистки.

Наддув дизеля А-41Т осуществляется от турбокомпрессора ТКР-ПН или от турбокомпрессора ТКР-8,5. От базовой модели дизель А-41Т отличается конструкцией впускного и выпускного коллекторов и воздухоочистителем, рассчитанным на повышен­ ный расход воздуха. Топливный маеос отрегулирован на повы­

шенную подачу топлива.

Для уравновешивания сил инерции 2-го порядка дизель снаб­ жен уравновешивающим механизмом с приводом от венца на средней шейке коленчатого вала.

141