книги из ГПНТБ / Махалдиани, В. В. Двигатели внутреннего сгорания с автоматическим регулированием степени сжатия

Таблица 2

Основные параметры двигателей AVDS-1100 со стандартным

поршнем и AVCR-1100 с ПАРСС

иых давлений сгора-ния до допустимого трепела механичес­ ких напряжений в то время, как при наличии ПАРСС и ог­ раничении рг на уровне 133 кГ/см2 двигатель способен раз­ вить мощность, равную 1100 л. с., без ущерба для его меха­ нической прочности. Безопасный предел давлений 162кГ/см2, в двигателе с ПАРСС е -минимальным значением е = 10, со­ ответствует мощности порядка 1575 л. с. Предельную мощ-

130

несть двигателя AVDS-1100, равную 855 л. с., двигатель с ПАРСС может развить при ограничении давления сгорания р2=115 кГ/см2. График также показывает, что в двигате­

ле с ПАРСС наблюдается более медленный рост давлений сгорания, чем в двигателе с обычными поршнями. После ус­ тановления минимальной степени сжатия давление сгора­ ния в двигателе AVCR-1100 увеличивается почти в два раза

медленнее, по сравнению с двигателем AVDS-1100. Это яв­ ление вызвано увеличением объема камеры сгорания, вели­ чина которой в указанном диапазоне изменения степени сжатия примерно удваивается.

Максимальное давление в цилиндре зависит от предва­ рительной регулировки разгрузочного клапана ПАРСС. Ес­ ли выбирается низкий предел регулирования, то давление в -цилиндре и соответствующая нагрузка на основные детали будут минимальными в большей части диапазона изменений

131

высокая степень сжатия улучшает работу двигателя на ре­

Рис. 68. Сравнительные характеристики одноцилиндровых

На диаграммах нанесены как экспериментальные кривые одноцилиндровых двигателей, так и расчетные кривые мощ­ ности для двигателя AVDS-1100, при стандартной мощности и при ело форсировании на 50%. Кроме того, кривые двига­ теля со стандартной степенью сжатия интерполированы

133

пунктиром для иллюстрации изменения этих величин при увеличении нагрузки двигателя. Диаграммы показывают, что при одинаковой степени форсирования двигателей, макси­ мальные давления сгорания в двигателях со стандартной

степенью сжатия возрастают до недопустимо высоких зна­ чений в то время, как эти же нагрузки в двигателе с ПАРСС были достигнуты реально, а максимальное давление сгора­ ния не превысило 133 кГ/см2. Вместе с тем, поршень еще

134

имеет запас для дальнейшего снижения нижнего предела степени сжатия и для большего повышения мощности.

На рис. 69 приводится осциллограмма изменения давлений

Рис. 70. Индикаторные диаграммы 12-цилиндрового

дизеля AVCR-1100 с ПАРСС.

Индикаторные диаграммы, снятые со всех цилиндров мяюгоцилиіідрового дизеля AVCR-1100, представленные на рис. 70, показывают, что максимальные значения даівлений сгорания несколько отличны друг от друга. Это указывает на то, что в разных цилиндрах міногоцилиіндрового двигате­ ля влияние параметров, определяющих настройку гидросис­ темы поршня, неодинаково. Следовательно, после установки поршня в цилиндр двигателя требуется дополнительная кор­ рекция регулировки разгрузочного клапана [35].

135

Действие поршня, регулирующего .степень сжатия дви­ гателя, наглядно видно «а диаграммах, представленных на рис. 71. Рисунок иллюстрирует изменение максимального давления .сгорания при понижении и повышении степени сжа­ тия в зависимости от увеличения или уменьшения нагрузки для двух скоростных режимов работы двигателя, при

Рис. 71. Изменение максимальных давлений сгорания в дизеле

AVCR-1100 с ПАРСС при увеличении и уменьшении нагрузки.

поршнем при 'увеличении нагрузки от холостого хода до полной мощности, на правых же диаграммах показано из­ менение этих давлений при сбросе нагрузки. На диаграммах, ’Соответствующих нарастанию нагрузки, поршень на участке, 'обозначенном «полная мощность», совершает свое колеба­ тельное передвижение сверху вниз, уменьшая при этом пер­ воначальную маіконмальную степень сжатия до минималь-

136

наго значения. Как видно, поршень не всегда успевает пере­

меститься настолько, чтобы полностью выравнивать давление сгорания в цилиндре. На диаграммах имеются участки, на

'которых забросы максимального давления сгорания достига­ ют 170 кГ/см2. Это происходит но причине разгрузочного ■клапана, не успевающего слить из верхней масляной каме­ ры достаточное (количество масла. Следовательно, при быс­ тром увеличении нагрузки происходит некоторое запазды­ вание оо стороны гидравлической системы поршня, (вследст­ вие чего давление сгорания в цилиндре первоначально повы­ шается, а снижение до заданного уровня происходит через определенное количество циклов.

Правые диаграммы рис. 71 показывают, что при быстіром сбросе нагрузки (участок «без наличия мощности»), максимальное давление сгорания резко падает примерно до

проходит свой диапазон изменения степени сжатия от мини­ мального до максимального значения за 50—60 рабочих циклов, в то время как подъем поршня за цикл составляет приблизительно 0,15 мм. Число оборотов двигателя, по со­ общениям фирмы, мало влияет на скорость прохождения это­ го диапазона, т. к. высота перемещения поршня, при увели­ чении степени сжатия, определяется (количеством масла, вы­ текающего из нижней масляной камеры через дросселирую­ щее отверстие, что практически постоянно на всех скорост­ ных режимах работы двигателя [24].

Скорость перемещения поршня, гіри снижении степени сжатия от максимального значения до минимальной величи­ ны, зависит от скорости нарастания нагрузки и лимитирует­ ся площадью проходного сечения выпускной щели разгру­ зочного клапана.

Для замера действительной степени сжатия в ходе эк­ спериментов фирма применила оригинальную систему кон­ трольного оборудованіия, позволяющего определять текущие значения степени сжатия. Метод замера е основывается на

137

способе -0 -пределния положения подвижной части поршня от­ носительно вставки. С этой целью к выступающей внутри картера поверхности цилиндра прикреплены два индуктив­ ных датчика, в которых электрический импульс вырабатыва­ ется в момент нахождения поршня около нижней мертвой точки, при том один из датчиков вырабатывает сигнал при прохождении мимо него нижнего края стакана поршня, а второй датчик реагирует на прохождение нижней кромки вставки поршня. По величине отставания между импульсами можно судить о взаимном расположении стакана и вставки, а следовательно и о -геометрической степени сжатия двигате­ ля. Кроме того стакан поршня в нижней части имеет специ­ альную прорезь, прохождение которой мимо датчика вызы­ вает появление дополнительного импульса. Так как р-а-сстоя-

меров датчики подключаются к двухлучевому катодному ос­ циллографу и фазовый угол отставания по времени преоб­ разуется в -сигнал амплитуды таким образом, что вертикаль­ ная линия на -осциллографе -позволяет непосредственно от­ считывать показания, соответствующие положению -наруж­ ного стакана относительно -вставки [35].

На рис. 72 показана принципиальная -схема устройства для замера степени сжатия и характерные диаграммы для отсчета [35]. Контрольно-яз-мерительное -оборудование было отработано на одноцилиндровом двигателе и в дальнейшем успешно применялось на развернутом 12-цилиндр-овом дви­ гателе. Примененная аппаратура также позволяет точно из­ мерить восходящее движение стакана поршня. Так как за­ мер -положения стакана относительно -вставки -производится -в нижней мертвой точке, разница между положениями ста­ кана за два последующих замера определяет ход наружной -части за один цикл работы двигателя. Эти данные имеют -важное значение, так -как по ним .можно судить -о -расходе

138

масла через камеры поршня, и, следовательно, о интенсив­ ности охлаждения поршней.

Замер давлений в цилиндре двигателя производился так­ же с помощью двухлучевого осциллографа. Для этого в каждом цилиндре были установлены охлаждаемые водой пьезокварцевые датчики модели Кистлер 605, подключенные с помощью 12-полюсного переключателя к осциллографу. Одновременно производился замер давлений в чилччд-

Рис. 72. Схема устройства для замера текущих значений степени сжатия в дизеле АУСі<-1100 с ПАРСС.

рах, по одному цилиндру из каждого блока. Синхронизация показаний датчиков давления достигалась с помощью индук­ тивных датчиков, расположенных соответствующим образом на корпусе маховика и выполняющих одновременно функ­ ции отметчиков верхней мертвой точки.

Таким образом, использованное измерительное оборудо­ вание позволяет контролировать давление, степень сжатия, перемещение стакана и начало открытия разгрузочного кла­ пана в любом из 12-цилиндров двигателя.

Исследования, проводимые фирмой «Континенталь» ох­ ватывают также испытания с целью определения оптималь­ ных параметров наддува и выбора наилучшего способа для

139