автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Пути и методы совершенствования экономических и экологических показателей транспортных дизелей

скопский ордена лпппнл, ордппл октапгьскоЛ рпполюцпп !

и ордена трудового красного знамени государственный |

технический университет им. II. э. баумана i

На правах рукописи УДК 621.43:055;056;013.6;016.4;0С8(043.3)

ГАЛЬГОВСКИЙ Владимир Рудольфович

ПУТИ И МЕТОДЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ II ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ

Специальность 05.04.02 — Тепловые двигатели

Д п с с с |> т а ц и я иг сопснашю ученой степени доктора технических наук и форме научного доклада

А\осква — 19!) I г.

г. Г.

Работа выполнена на Ярославском ордена Ленина и ордена Октябрьской революции моторном заводе ПО "Автодизель"

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

-д.т.н., профессор Чайнов Н.Д.

- заслуженный деятель науки и техники PCiCP, д.т.н., профессор Иванченко H.H.

-д.т.н., профессор Дьяченко В. Г.

ВЕДУЩАЯ ОШШИЗАЩЯ: Центральный научно-исследовательский

автомобильный и автомоторный институт (НАМИ)

Защита состоится . "ffl^oC: —

на заседании специализированного совета Д.053.15.10 при Московском государственном техническом университете им.Н.Э.Баумана по адресу: 107005, Москва, Лефортовская набережная, д.1, корп. Энергомашиностроение, ауд.234. .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Диссертация в форме научного доклада разослана ^^ г

Отзывы на диссертацию в двух экземплярах,заверенные печатью учреждения,просим направлять по адресу: 107005, Москва, 2-я Бауманская, д.5, МГТУ им.Н.Э.Баумана, ученому секретарю совета Д.053.15.10, к.т.н., доц.Иващенко H.A.

Ученый секретарь специализированного совета Д.053.15.Ю,к.т.н. .доцент VI ^^^-^НТА.^ващенко

;;; ■ - ^ Общая характеристика работы

ОсновЬй дальнейшего развития энергетической программы страны являетбя: ресурсосбережение,позволяющее при стабилизированном уров-ке.дсбучи нефти планировать дальнейшее расширение её транспортно-энергётической базы. В этих условиях автомобильное и тракторное (транспортное) двигателестроение являетоя базовой основой реализации новых программ,целью которых - выпуск продукции,соответствующей' мировому уровню' и конкурентноспособности.

Актуальность проблемы. Расширение парка дизельных двигателей в стране и за рубежом всё' увеличивает остроту проблем их качественного совершенствования,в основе которых значительное снижение расхода топлива.дымности и токсичности отработавших газов (ОГ).увеличение литровой мощности и ресурса. Комплексное решение этих проблем связано со значительными трудностями вследствие их существенной взаимной противоречивости. Комплекс противоречий выявляется и при решении задач по каждой из проблем,что вынуждает искать решения в усложнении конструкции самого двигателя. Однако базой в решении всех отмеченных проблем остается поиск путей дальнейшего совершенствования рабочих процессов в дизеле и его механического КПД. Целевое их решение заключается в разработке необходимой методической базы,физической расшифровке результатов опытов и рациональном изменении элементов конструкции дизеля.

Приведенные в работе исследования выполнялись в соответствии с научно-техническими проблемами,вытекающими из Постановлений СМ . СССР,программ ГКНТ СССР,планов отрасли и Ярославского моторного завода.

Целью диссертационной работы является разработка обоснованных путей и методов совершенствования рабочих процессов,транспортных дизелей (ТД).обеспечивающих'достижение высокого уровня топливной экономичности,выполнение перспективных требований по ограничению дымности и токсичности ОГ и снижение тепловой и механической напряженности в работе основных деталей. Конкретными задачами исследований являются:

1. Определение параметров.характеризующих качество впускного канала (ЕК) и связь их с совершенствованием процессов смесеобразо- " вания,увеличением наполнения и снижением внутренних затрат в двигателе,а также разработка способов доводки ВК;

2. Определение основных закономерностей изменения индикаторного п. и механического КПД п .коэффициента наполнения у,.параметров

^^ СМ СУ

динамики процесса сгорания,дымности и токсичности ОГ при совершенствовании качества смесеобразования (путём изменения характеристи-

ки топливоподачи.интенсивности вихревого движения заряда,диаметра горловины камеры сгорания (КС) и числа сопловых отверстий

, к распылителе 1С0 »расположения факелов _тошшва в объёме КО и др.) и увеличении относительного объёма КО (соответственно при.

сборке и работе двигателя);

3. Разработка методов оценки качества и способов.доводки выпускного канала (ВыпК) и элементов конструкции двигателя,способствующих снижению внутренних затрат в двигателе и увеличению £ ;

4. Определение связи индикаторного и эффективного КПД -2е> а также других показателей процесса тепловыделения с элементами конструкции дизеля и режимами его работы.

Научная новизна. Разработаны принципы формирования основных параметров рабочих процессов.обеспечивающие получение требуемых экономических и экологических характеристик ТД.

■ Определена связь формирования процессов тепловыделения,индикаторного КПД,тепловых потерь и тепловых потоков с элементами конструкции и режимами работы двигателя. Установлены факторы,определяющие целесообразные размеры и форму КО и отношение хода пораня к диаметру-цилиндра Определены закономерности и способы управления оптимизацией процессов смесеобразования и сгорания в ТД с учётом рационального формирования процессов газообмена,внутренних затрат и элементов конструкции двигателя.

Разработаны критерии качества и способы доводки ВК и ВыпК" в головке цилиндра под заданную организацию рабочих процессов в ТД.

Практическая ценность работы.

1. Разработаны инженерные методики определения параметров и способов доводки ВК и ВыпК дизеля,а также способы реализации их геометрии в головке цилиндра. Разработана методика определения скорости вихревого движения заряда в цилиндре и КО дизеля при снятии .

2. Определены закономерности для совокупной оптимизации рабочих процессов в ТД и установлены принципы целесообразного выбора размеров и формы КС,распылителя форсунки,топливной аппаратуры (ТА), конструкции внутрицилиндрового пространства дизеля,ВК и ВыпК,элементов газообмена и др. Использование этого на стадии проектирования нового дизеля позволяет уже на макетном его образце в начальный период испытаний достигать проектный уровень основных показателей. Примерами таких разработок являются ТД:. ЯМЗ(КамАЗ)-740 (8*[§), евяииг«0,39 в 1968 г.;ЯЮ-842,8421(8Ч-8ЧнЦ),£е &0.403-.

■ -0,41 в 1973-1974 г. ;ЯМЗ-752(6ЧН^)' и Д-200(6ЧН^), <> 45 в 1990 г. и другие. "14 сеаах -

3. Разработанные методы совершенствования рабочих процессов в ТД по отдельным элементам и в комплексе были использованы на всех стадиях доводочных работ по дизелям ЯМЗ и способствовали ускорению их совершенствования по топливной экономичности,снижению дымности и токсичности ОГ. Автор диссертационной работы руководил и принимал непосредственное участие в работах по:

а) совершенствованию рабочих процессов семейства дизелей серийного производства (Jj- = -j^q) с целью выработки мероприятий для поэтапных их модернизаций (в...1980,1985,1988,1990-I99I гг),в результате которых уровень топливной экономичности был повышен (от исходного) на ~14,5$ для дизелей без наддува (фетах** в 1990 г.) и на для дизелей с наддувом (2етах* °>421 в 1990 • а также 'выполнены ограничения (в условиях серийного производства) по дымности и токсичности ОГ. Экономический эффект в народном хозяйстве от эксплуатации двигателей ЯМЗ этапов модернизации только за 1985 и 198.8 годы составляет порядка 45 млн.руб.в год;

б) созданию и отработке рабочих процессов дизелей ЯМЗ:

- размерности j|= для-КамАЗа (8,ЮчЦ), П-ном= 2600 м™-1» Мея - 14,5-15,5^3 , 0,4 в 1968-1975 гг и для Кутаисского автомобильного завода (6Ч,6Чн||), пном = 2600-2200 мин , Jfe„ =14,5 и 20-21 , 2е «0,4 и 0,415 в 1973-1983 г. Экономический эффект от реализации только двигателей ЯМЗ-КамАЗ-740 (8Ч^|) в народном хозяйстве страны составляет порядка 65 млн.руб. в год;

- размерности = для ЯМЗ и Тутаевского моторного завода ПО "Автодизель" для трактора K-70IM,автомобилей МАЗ,БелАЗ,КрАЗ (8,12Ч§ и 8,12ЧН£|), Яном= 1900-2300 мин"1, \ = 15-23 0,408-0,445 в 1973-1985 г. Планируемый в 1975 г. экономический-эффект от реализации этих двигателей в народном хозяйстве составлял^ 62,6 млн.руб.в год;

то I/A т

- новых образцов:®,©-750,751 (8ЧН||), JfBfl = 19-21 . £е„,ах* 0,445-0,45 в 1987-1988 г. ;ЯМЗ-752 (бЧН^З^), ЛГВл = 23^ ,

0,45 и Д-200(6ЧН||, по заказу НИКТИД, г.Йладимир), /гн^= 1750мин_1,

ff3""" = Ша> temin = тч! г/кВт.ч в 1990 г.; реНом А»<?' Веном 1У0

в) оказанию технической помощи в улучшении топливной экономичности и экологических показателей тракторных дизелей Д-37М Владимирского тракторного завода (в 1978,г. повышение р ' на ~1% на

. Свном

опытных образцах двигателей) и дизелей Д-65Н Рыбинского ПО по мо-торостроению(в 1988 г. повышение на 4-10$ при «,№м-Пмпри обеспечении перспективных ограничений по дымности ОГ на опытных образцах двигателей).

4. Выявленные закономерности изменения показателей ТД и уело-

вия их рационального формирования при совершенствовании.смесеобразования и сгорания,увеличении наполнения,снижении внутренних затрат в двигателе,изменении отношения Уд .элементов конструкции и режимов работы двигателя (влияющих непосредственно на повышение

и снижение дымности и токсичности ОГ, а также механической и тепловой напряженности основных деталей двигателя).служат дальнейшему развитию теории ДВС и позволяют на стадии проектирования. дизеля'прогнозировать его основные показатели.

Апробация работы и публикации.•Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены: на научно-технических конференциях ЩМ (в 1968,1970,1984 гг) и ЯШ (в 1976,1981,1983,1985 гг); . на Всесоюзных научных конференциях:" Процессы смесеобразования и сгорания в быстроходных двигателях внутреннего сгорания"(Москва, 1973 г.) и "Рабочие процессы в двигателях внутреннего сгорания" (Москва,1978 и 1982 гг); на Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы создания и использования дизелей с высоким наддувом" (Харьков,1979 г.); на Всесоюзных семинарах по комбинированным^ДВС в МГТУ им.Н.Э.Баумана (Л 229,234,249,263,299,305,355 и 361 в 1980-1989 гг); на проблемных научно-технических семинарах кафедры ДВС ЛИИ (в 1987,1989 гг); на Втором всесоюзном научном семинаре "Совершенствование мощностных,экономических и экологических показателей ДВО (г.Владимир,1991 г.). По теме диссертации опубликовано 38 печатных работ (книга, статьи,учебное пособие,6 аннотаций) обдам объемом 30,7 печатных листов.

Автор выражает, искреннюю признательность специалистам и сотруд-аикам конструкторско-экспериментального отдела Ярославского моторного завода,йовместная работа и творческие общения с которыми способствовали решению поставленных задач. V

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Состояние проблемы и обоснование целей исследования Середина 1980-х и последующие годы за рубежом отмечены высококачественными разработками' и реализацией в производстве новых се- ., мейств ТД с рабочим объёмом цилиндра \ = I - 2,5 дм**. Двигатели характеризуются высоким уровнем топливной экономичности (для ТД без наддува,с надцуЕом.а также с наддувом и охлаждением наддувочного воздуха^(ОНВ) по скоростной характеристике соответственно

205-211; 198-208 и 190-200 г/кВт.ч) и форсировки по среднему эффективному давлению (соответственно рета«0,82-0,9;1,25-1,35 и 1,55-1,65(1,7) МПа), а такие низким уровнем дымности Кх и токсичности ОГ по компонентам (относительный суммарный показатель

которой составляет по ТД соответственно 1;0,9-0,85 и 0,85-0,75). Успехи- в исследованиях по снижению дымноста в' токсичности ОГ в ТД послужили причиной ужесточения Правил К 24 и 49 ЕЭК ООН и национальных стандартов.ограничивающих вредные выбросы с ОГ. Увеличение форсировок двигателя по (до~25 кВт/дм3) и ре и работа его на эксплуатационных.режимах в зоне частот вращения коленчатого вала мм= II00-I500 мин-* (соответствующих максимальному крутящему моменту МК|П ) активно способствуют снижению расходов топлива транспортными установками. Высокий уровень форсировок ТД,способствующий увеличению механических (максимальное давление сгорания достигает р2= 12,5-15 Ша) и тепловых нагрузок в головку цилиндра и поршень, вносит в его конструкцию ряд особенностей (как охлаждение поршня маслом, увеличение скорости протока охлаждающей жидкости в верхнем поясе цилиндра,использование ОНВ и др.),однако, не всегда предъявляет особые требования к конструкции и материалам основных деталей (в частности,дизель Юа'шСег-5гп.2 ОМ-442Ьй , 84Hj|4j, Ррета* Ша' awM= 2100 мин"? не имеет в поршне внут-

риполостного охлаждения, используемого в других дизелях и др.) и новые поколения ТД имеют ресурс работы,превышающий I млн.км. Решающим фактором эффективности этих достижений является крайне ограниченное время на законченные новые разработки,не превышающие 3(5) лет (к примеру,семейство дизелей Saimlez-Ben% серии ОМ-442 было доведено за 25 тыс.часов работы образцов моторов на стендах и др.). Это свидетельствует о значительной части доводочных работ, выполняемых на безмоторных стендах, и о технологических и эксплуатационных преимуществах таких разработок.

В основе выполненных разработок остается взаимосвязь параметров процессов в двигателе,объединяемая уравнением литровой мощности ^ =8,32.w6.riHu2L(ocLoy[2 п2м , - (I)

где Нц- теплотворная способность топлива,кДж/кг, L0- стехиометри-ческое соотношение, <Х- коэффициент избытка воздуха, J3g - плотность заряда, кг.м-3. Особенностям формирования каждого из параметров двигателя в уравнении (I) и вытекающих из них направлений (характеризующих тепловую и механическую напряженность в работе деталей,...) посвящено большое число фундаментальных исследований,выполненных в ЫГТУ пм.Н.Э.Баумана,МШ,ШШ,1Щда,ЩИИТА,НАТИ,ХПИ, Ш1Те,ЛПИ,ШШ,ЧПИ и других организациях страны,а также фирмами Ж, Ricardo, ¿¡üimfez-Benz, ММ, üeut%, Cummins, Bosch, Hotset, Hakte и другими.' Используя отмеченное в качестве основы,в диссертагдаонной работе ставятся задачи по разработке рациональных принципов формирования рабочих процессов в ТД,позволяющих при проектировании нового дви-

гателя "закладывать" в его конструкцию обоснованные решения и достигать в начальной стадии исследований проектный уровень мощност-ных,экономических,экологических и других показателей,соответствующих лучшим мировым образцам ТД и сократить тем самым общее время доводочных работ. Решение этих-задач связано"с разработками методов управления параметрами,определяющими качество наполнения,смесеобразования и сгорания,тепловые потери при тепловыделении и внутренние затраты в двигателе, а также с установлением связи их с элементами конструкции двигателя и режимами его работы.

2. Методическое обеспечение Исследования ТД ЯМЗ проводились на дизельном топливе по'ГОСТ 305-82(JI) и смазочном масле М-ЮГ2(К) (и М-Ю-Д^ - для дизелей с наддувом) с использованием стандартных методов испытаний. Температура воздуха на входе в мерное устройство поддерживалась

tgM = 20-25°0,охлаждающей жидкости ^«85°С и масла в поддоне tM.'= 98-Ю2°С.

Индицирование двигателя осуществлялось ёмкостными стробоскопи- ^ ческими и пьезокварцевыми датчиками еысоких и низких давлений. Пьезокварцевые датчики использовались в комплекте с быстродействующими аналитическими электронными машинами (IVL-646 и 653.

Дымность 0Г - Кх, %, определялась прибором Хартритж. Концентра-' ции токсичных компонентов в ОГ (оксидов азота Сд|д .углеводородов Сен и оксида углерода Ссо ) определялись газоаналитической установкой Янако EOF С-1088.

Внутренние затраты в двигателе рмп определялись:

а) путём совместного учёта эффективных показателей и результатов обработки индикаторных диаграмм комплексом (IVL . Результаты опытов подтверждают малую степень изменения внутренних затрат в двигателе "на трение" и привод агрегатов при изменении нагрузки, за исключением затрат на процессы газообмена и привод ТА. Установлено также,что с момента включения подачи топлива ('£'= 0) при п = = coast .характер протекания индикаторных диаграмм впуска-выпуска

не изменяется по времени,хотя имеет место увеличение р вследствие охлаждения масла на стенках цилиндра при te>H «const;

б) по уравнению Рмп = , (2) где рмП(£, 0 - внутренние затраты в двигателе в момент выключения подачи топлива,определяемые прокручиванием его балансирной машиной при м=const по времени (после быстрого перевода двигателя из режима работы в режим прокручивания), и экстраполированием этих затрат

до <£■= 0; увеличение затрат на процессы газообмена при

прокручивании двигателя; лртд - снижение затрат в двигателе при выключении подачи топлига, Ша.

Топливная аппаратура (ТА). Исследование показателей динамики топливоподачи с различными вариантами ТА,пропускной способности • распылителей и др. осуществлялось на безмоторных стендах,оборудованных необходимыми датчиками,электронными и другими приборами.

Газотурбинный наддув. Выбор компрессора (по возможности с наименьшим моментом инерции ротора) для основных режимов работы ХД осуществлялся, в основном,путём рационального совмещения целесообразных его параметров по характеристикам

з требуемыми значениями расхода воздуха. Параметры турбины и её :роточных частей выбирались экспериментально с использованием изобарных и импульсных выпускных трубопроводов разного сечения.Адиабатные КПД компрессора и турбины-п на расходах газа.соот-

ькад ¿-год

¡етствующих зоне максимального крутящего момента »достигали

,0,79)0,8-0,81. ОНВ осуществлялось холодильниками типа "вода-воз-сух" и "воздух-воздух". Последний с эффективностью охлаждений -ох* * 0,6-0,75 и 0,8-0,85 при пиш и Па1л»0,5.Пюм .

Впускной канал (ВК). Параметры ВК определялись методом стацио-арных продувок его воздухом на специальной установке (рис.1,а) в оответдтвии с зависимостями ,определенкыш с исполь-

ованием результатов индицирования насосных ходов и записи давле-яя во впускном трубопроводе; ккл=$(\р)~ характеристика'подъёма лапана. Продувочная установка,предложенная Н.С.Ханиным,состояла з головки цилиндра с подсоединенной к ней впускной системой и ци-шдром.в котором на подшипниках качения устанавливалось колесо с эдиальными лопатками,фиксирующим результирующий момент количест-I нихреЕого движения заряда М . Комбинированным зондом,установлен-1М в цилиндре установки перед колесом с радиальными' лопатками, [явлено,что при любом виде истечения через клапанную щель в ци-ндре образуются ярко выраженные струйные течения с высокой сте-нью неоднородности по радиусу и контуру вращения. Однако в сред-м по площади цилиндра газ стремится вращаться по закону..близкому вращению твёрдого тела с пристеночным слоем (~ 2,5-5 мы) затухая скорости. По данным продувок ВК определялись средние за'период

уска 1р значения интенсивности закрутки заряда в цилиндре,с

4т£рМс1щ 4-.Дк О)

¡хода Еоздуха, кГ.с 1

и идравлического' сопротивления, кПа,

■ • . (5>

я-футхцаи режимов работы двигателя. Изменением формы и размеров liLC а головке цилиндра (или её разъёмной модели) и' последующе^его . дп:юд1Ш (бормашинкой или подклейками эпоксидной смолой,гипсом...) удился достичь требуемых значений со£ при наименьших &рВКг, непосредственно влияющих на ß.,^ и ^ . Геометрия ВК в разъёмной модели определяется с использованием координатной машины,а также молот бить определена по его слепку,полученному из пластмассы или резшш после запрессовки и вулканизации её в полости канала.

Разработанная методика 'не приводит к практическому различию в . оценке показателей ВК при замене продувки на просасывание.

Для ряда исследованных дизелей _с оптимальной фазой впуска определены относительные зависимости hM, £33 , с„) , 1 которые являйся близкими и соответствуют уровню £ «0,-84-0,88 (рис.2); где vn и Ьп - относительная и средняя, м.с-'1',скорости' поршня. При отсутствии индикаторных диаграмм они могут быть использованы для-определения зависимостей

Скорости вихревого движения заряда в цилиндре и КС при сжатии определялись при использовании стационарных продувок ВК на двух продувочных установках (рис.1,а,б) по установленным зависимостям (1&=}(1хнл,п.,оС). Установка на рис.1,в является дальнейшим развитием первой: из цилиндра удалено колесо с радиальными лопатками; на расстоянии 2S от головки цилиндр переходит в плоскую часть, представляющую-плоскость вытеснения поршня (с выемками под клапаны или без них), и малый цилиндр,имитирующий входную часть цилиндрической КС, с установленным в нём колесом с радиальными лопатками или комбинированным зондом. Исследованиями по моделированию вихревого движения заряда на продувочных установках (учитывающих реальную геометрию деталей двигателя и скорости движения газа при допущениях,что нестационарность течения,а также изменение плотности и осевого движения заряда в цилиндре не оказывают существенного влияния на изменение скорости его вихревого движения) и сопоставлении их результатов с результатами непосредственных измерений этих скоростей электротермоанемометром ЭТА-5А (при прочих одинаковых условиях,выполненных в МАДИ. В.Н.Ивановым,А.С.Ха-чияном и И.Г.Багдасаровым) установлено следующее:

- проявление сил вязкостного трения в струйных течениях способствует активному осреднению скоростей движения заряда в цилиндре при сохранении в них пульсационных составляющих.

же через ~20-60° после н.м.т. соответственно при п = 900-2100

зардд в цилиндре вращается как единое целое по закону квази-■вердого тела и его скорости вихревого движения, м.с~^,для произ-юльного радиуса цилиндра й: могут быть определены по уравнении

чЛмсЬр> в-г),. & (5)

■де т5 - ширина пристеночного слоя затухания скорости; ■ коэффициент,учитывающий отличие действительного распределения ¡корости по радиусу цилиндра от идеального: ~ 0,985; 0,975 и 0,94 ри ¡?1= 7.Ю-2; 5,2.Ю-2 и 3,2.Ю-2 м; £ - коэффициент.остаточных 'азов;

- перетекание вращающегося заряда из 'цилиндра в КС при сжатии роисходит непосредственно вдоль плоскости вытеснения поршня (т.е. ослойно по мере движения поршня к в.м.т.)',где проявляется активное орможение вращению и вследствие этого возникает силы вязкостного рения в потоках. Эпюра скорости в непосредственной близости от лоскости вытеснения поршня изменяется с образованием условно по- ¡. енциального вихря и ядра вихря над КС и в ней. При удалении от нища порзня радиус ядра вихря увеличивается. При удалении от гор-оеины вглубь КС радиус ядра вихря уменьшается тем активнее,чем ольше её относительный диаметр и ниже со^- ;

- характер движения заряда в КС в конце сжатия определяется со-тношением количества движения от его радиального перетекания и ращательного движения (рис.3,а,б);

- увеличение со^и уменьшение с£кс способствуют существенному уве-ичению внутренних затрат в даигателе и снижению ¡?м;

- максимальная скорость вихревого движения заряда в КС в конце жатия определяется по уравнению: . г .

ит , (7)

тах 2 1лном/

це к - показатель,определяющий характер изменения функции

- показатель,характеризующий снижение интенсивности вращения за-яда вследствие трения потоков о стенки внутрицилиндрового простран-гва и перетекания его в КС и составляющий ~0,28;0,58 и 0,78 при

~ 75,190 и 300 с""*; (У-8)^ - коэффициент,тождественный :

- степень увеличения скорости У^ньшении сiкc тем вы-з,чем ниже исходное значение со2 и др.

Различия в определении скоростей вихревого движения заряда в цп-вддре и КС по изложенной методике и непосредственным её определе-зем ЭТА-5 (в диапазоне ~10-45 м.с-1) не превысили .2 м.с-1 при азличных вариантах ВК и режимах работы ТД (рис.3,в,г). Данная ме-

- 10 - .

тодика является связующим звеном между процессами смесеобразования в дизеле и параметрами ВК.

Выпускной канал (ВыпК). Качество ВыпК. и характеристика фазы выпуска могут являться резервом снижения ^и повышения ^ и 1£м. Затраты мощности на очистку цилиндра могут 'быть определены по урав-

"ешш ■ ■ ^-^¡рЛ^РЛ ■ <8> .

Здесь потеря давления ¿рг на участке предварения выпуска (рис.4) и давление газа в цилиндре рг на участке 1р2~<р4 .определяемые истечениями, зависят в 'значительной степени от гидравлических сопротивлений ВыпК дрк и последующих трубопроводов &ртр . Снижение дрк способствует увеличению потери части индикаторной работы на участке <р4-1рг' Поэтому совершенствование процесса выпуска заключается в совокупном уменьшении лрк и участка

Для оценки качества ВыпК путём продувки его на специальной установке предварительно определялись параметры газа и закономерности его иртечения из цилиндра двигателя. Результаты опытов обнаружили .зависимость характера выпуска от нагрузки (рис.4). По »мере . уменьшения нагрузки продолжительность периода истечения с критическими скоростями и общее количество газов,вытекающих из цилиндра за период свободного выпуска,уменьшаются. Одновременно возрастает интенсивность истечения газов из цилиндра в конечной фазе выпуска,которая достигает критических значений при работе двигателя на холостом ходу и при прокручивании. Закономерности истечения газов из цилиндра двигателя и изменения их температуры при выпуске для исследованных дизелей,представленные в относительных координатах, оказываются близкими (рис.5).

Продувка ВыпК горячими газами (по установленным зависимостям вГ,ТГ а^(1гкл,1р, /г,л), прежде всего для случая 100% , рис.6,а) оказалась,однако.весьма сложной,требующей охлаждения головки цилиндра и исключаицей использование упрощенных моделей ВыпК. Продувка ВыпК-воздухом по отношению к горячим газам не характеризуется газодинамическим подобием. Однако,из результатов опытов вытекает (рис.6,б,в) .что при /гкл,(рг=соп5^ значения коэффициентов расхода ^ близки и различия их не превышают Поэтому в основе методики оценки качества ВыпК используется продувка его воздухом, а перерасчёт гидравлических сопротивлений, кПа.для горячей продувки осуществляется по уравнению _

где 1 т = 0,3181?ГТг[сл2^в(1 + УаЦ]2 ; = -

Рис.1

« <20 20} (I,

нз Т 1 ( ^^

ас.1. Продувочная установка для исследования Ш(а) и для определе-эния скорости ввхреЕого движения заряда в КС(в); Результаты проду-эк различных Щ(б) и условных КС при неизменном Ш(г).

Ю.2. Ззеесимости ,где 1,2,3-ТД-8Ч12/12;8413/14,

Ш2,5/13; расход воздуха при продувке ВК и двигателем; ,

,,сп - скорость пошня текущая и средняя; =

о)

сог»0

1 V '<

мм

• о-расчеты по методике; г) fbsiajWitPiik клопа

+---измерения С испопЫоЪ. ЗТД-5Й. с W^Srui мктсН

p. . „, - ягпп (й и 6MTJ м ркстганл!

i) Гсаг'ка гсиищра Л [ттгенаюльныи 5сч п стеншКС.

бгаюакш) WtiC., -Ul<c-t

60i

5) uz = о

( U >

sB3!

?0i53 mciemT

306»

(нтаио mm) 900 uso m n га .i

c.3. ДЕЕжение заряда в КС dKC±0,5 при co^bZOO с-', сп^Ю,5 м.с-' ) и при согя:0(б); Результаты определения скоростей: ЕихреЕ0Г0 дзи-£ия заряда цилиндре(в начале сжатия) и КС dkc=0,615(в конце атия) в двигателе 413/14 при использовании тангенциального ВК(в) Ж с заиирмленным клапаном (г).

к«

Рис.4-

Рис.5

прокручивание ■хаюсгой хна. -ИХЛеим . Ш%Леюм

Рис.4. Схегяа для определения затрат ыоидаости на очистку цилиндра (а); Изменение проходных сечений и параметров газа при выпуске для ТД 10412,5/13 при пном= 2500 мин_1(б).

Рис.5. Изменение „ах) Ддя РВДа ОД при_пном ,где 1,2,

3,4-с* «1,5;3,0;6,8-7,5 и прокручивание двигателя; 6Г=£Г./£}Г , 7> =

=■• Тг./Тг& ; £?г.-, - расход газа мгновенный и двигателем; Гг. , Тг&

-температура газа в цилиндре при истечении и в начале выпуска.

а) 2671->----Тг»930 к 4

Лп ---- »303 к _

|,и—/ 1Г 1 ;\ ■Р

\ \ \

\ ч

хангсо сгорания

600

М

•С

-бмдзх 0,7 Ц5

рь^а

К|СЛ-(2мм

-к^шнА0-^1

---ТГ»930 К „..,

- -303 к Иб1-^

Рис.6. Продувочная установка(а); Результаты продувок ВыпК'ТД 10*112,5/13 для случая пном, #=1,52(6); Изменение функций ун^А'/г^, £?Г.)при холодной и горячей продувках ВыпК дизеля 8412/12,где. А -- коэффициент скорости.

♦

л

продолжительность фазы выпуска; - площадь поршня,см ; наименьшее проходное сечение клапанной щели или: канала (определяе-

О »

мыв по его слепку),см' ; С - константа. Различия в затратах мощности на истечение газа через ВыпК,определённые по уравнению.аналогичному (8),для качественно разных по лрк=/(1р,п,и) ВыпК,оказываются близкими разнице в мощности двигателя с данными ВыпК на расчётных режимах. Это позволяет прогнозировать изменение показателей двигателя за счёт изменения качества ВыпК. Одновременно,для целей сравнения,оказывается удобным использовать результаты оценки ВыпК, полученные при холодной продувке,в частности,средние за период выпуска значения ,^/>1^,... .

3. Процессы смесеобразования Решению проблем совершенствования качества процессов смесеобразования и сгорания в дизелях посвящены многие исследования,среди которых выделяются работы Д.Н.Вырубова,И.И.Гершмана,А.С.Хачияна, Ю.Б.Свиридова,Н.Ф.Разлейцева,Н.Н.Иванченко,И.Монрера, А.и Ф.Пииин-геров и других. Качество процессов смесеобразования в дизелях выявляется через сокращение продолжительности тепловыделения (рХтах и уменьшение оптимального значения степени повышения давления при сгорании Хопт.способствующих увеличению у. и снижению К^ и токсичности ОГ. Обеспечение процессов смесеобразования непосредственно связано с изменением '

Впускной канал (ВК). Исследованы тангенциальные,Бинтовые- с одним и двумя клапанами,с заширмленным клапаном и другие ВК.

Для тангенциального и винтового ВК наибольшая вихреобразувщая способность и наименьшие гидравлические сопротивления имеют место при больших подъёмах клапана ккл . При уменьшении кКЛ вихреобразующая способность для тангенциального ВК снижается существенно активнее [при ~(0,3-0,5).(гКЛтм, бо = 0] ,чем для еинтоеого.

Организованное вихревое движение заряда в цилиндре в случае тан-' генциального ВК образуется взаимодействием весьма разнообразных по направлению и скорости элементарных струй,условно объединённых в прямое (соответствующих направлению канала в головке цилиндра) п обратное (при отражении потоков в канале о тело клапана) движения потоков. В результате в цилиндре формируется суммарное вращательное движение с уменьшенной интенсивностью.

При использовании винтового ВК вращение заряда устанавливается не только в цилиндре,но и в самом канале. Обратные воздушные потоки, как правило,отсутствуют..Клапанная щель используется большей частью своего периметра и воздушные потоки имеют весьма организованное вращательное движение без ярко выраженных неоднородностей.

Этим обусловлены более высокие значения коэффициентов расхода ja. и более "полная" вихреобразущая характеристика M=f(tp) для винтового ВК,чем для тангенциального. Многообразие движения элементар-• ных струй в цилиндре за период впуска приводит в случае использования тангенциального БК к более значительному проявлению турбулентных пульсаций в заряде,чем при винтовом БК.

Изменение со^ оказывает активное влияние на изменение показате-'. лей двигателя (рис.7). При любой организации рабочих процессов в •-ТЯ обнаруживается оптимальное значение со5опт,соответствующее наилучшим показателям двигателя. Отклонение со£ ><согопт создаёт "не-дозавихривание" или "перезавихривание" заряда,обусловливающих ухудшение смесеобразования и тепловыделения. При снижении п интенсивность вихревого движения заряда в цилиндре изменяется по урав-

zn ■ znHBM\tiH0M; '

где К=/(л.)» 0,5-0,9. Уменьшение к .способствующее более пологому протеканию зависимости ooz =f(n), ^достигается использованием винтового ВК; увеличением полноты профиля кулачка; оптимизацией фазы впуска в зоне малых и средних рабочих п. ; организацией-динамического наддува и др. Протекание реальных и оптимальных согопт=/(7г) не совпадает. Поэтому для-обеспечения требуемых показателей ТД по скоростной характеристике необходимо при птм использовать определённое "перезавихревание", а при ttmifl^0,5./гном "недозавихревание" заряда. Степень отмеченного определяется требованиями к протеканию зависимостей Мк,g.e,Kx,...=f(n), реальными возможностями используемых рабочих процессов и стабильностью технологии производства.

При увеличении ooz гидравлическое сопротивление ВК йpBKz для любой его конструкции увеличивается. Чем ниже дрВКх при coz=co«t, тем совершеннее конструкция ВК и выше уровень показателей двигателя. Качество конструкции ВК определяется показателем К3 по уравне-

3 Hb«z MZ wr справедливому для Есего диапазона ТД. Здесь Rr - условный радиус вихреобразующего момента; ¿z'l^ftpfdip - проходное сечение клапанной щели и ВК. Чем меньше К3 при coj.=const, тем совершеннее ВК. На рис.8 для случая cn&const приведены зависимости наивыгоднейших Кз=/Гсох) Для совершенных тангенциальных (с вариантами седел клапана) и винтовых ВК в 2-х и 4-х клапанных головках цилиндров опытных разработок и современных ТД. Здесь видны преимущества винтового ВК, что и определило его повсеместное применение. При дифферен-

~ - 15 -

;ировании показателя Кд определилось,что несколько худшая Еихреоб-1азуыцая способность винтоеого ВК по отношении к тангенциальному ;ущественно окупается меньшими его значениями лрвк. При ¿о£> ¡30 с-1 и K3z:Const практически пропорционально увеличиваются :акже дрВКх - и, следовательно,снижаются и что свидетель-;твует о нецелесообразности использования рабочих процессов с 300-320 с-*,хотя они нашли применение в ТД фиомы МЙМ (М-процесс) и ЗеиЬг (процесс Г£,-413),где со2« 540-575 При уменьшении сп зависимости Кд=/(ь>2) смещаются в сторону меньших со2,но не существенно.

На совершенствование конструкции ВК существенное влияние оказывает использование в нём'двух впускных клапанов,способствующих увеличению отношения ^^ до 0,35 (в 4-х клапанной головке цилиндра; с/вп-диаметр тарелки клапана).профилирование седла и размещение рабочей фаски клапана Еблизи плоскости голоеки цилиндра (рис. 9) и др. Поэтому при создании дизеля с высоким £ целесообразно отношение Еьбирать по статистическому минимуму,способствующему достижению высоких значений 1/Кд,У0 и повышению эффективности работы горного тормоза.

Используя разработанную методику и опыт по формированию ВК,для дизелей Я1ЛЗ при С„н0М = 10-10,5'м.с"1 и и>Хиом= 300-320 с-1 созданы образцы ВК с лрВКг = 6,3-6,65 кПа для 4-х клапанных (включая головки с = 0,308) и йрв><х = 8,7-9,3 кПа для 2-х клапанных головок цилиндров.

Расположение сакелов топлива в КС. Из анализа интенсивности то-пливоподачи йтп,мм3/цикл....°, скорости распространения факела в объёме КС и продолжительности задержки воспламенения следует,

и

что основные процессы смесеобразования протекают Еблизи стенок КС. В результате наилучшие показатели двигателя,достигаются при центрально расположенной КС; наименьшем различии з длинах факелов; равноудалённом расположении точек встречи факелов топлива со стенкой КС по её окружности и по отношению к её кромке; взаимном согласовании направления факелов топлиеэ, 0тп, УТтох , размеров И фор.\а КС. Это определяет расположение носика распылителя вблизи центра КС; зависимость угла наклона форсунки к оси КС р от числа соплоеых отверстий в распылителе 1С0 (т.е.,чем больше 1С0 ,тем меньше р );■ смещение линии осей клапанов в 2-х клапанной головке относительно оси цилиндра до д^О.И.Д (к примеру в двигателях УоСуо ТД-120А, 6ЧН§, 0.Ю8Д; ¿сапих-ЯЗ" 1406, , д£ = 0,0786.Д и др.).

Отступление от перечисленного не исключает возможности достижения Еысоких показателей двигателя. В этом случае поиск оптимальных ре-

шений оказывается более сложным,менее стабильным и противоречивым

I в отношении качества смесеобразования по различным -факелам топли-

| • ва.что сопряжено с общим повышением [}тп и затрат на привод ТА и др.

ь Из результатов опытов также вытекает,что наивыгоднейшее значе-

\ ние п. с каждой КС при 1гп=тГаг достигается при определенных оп-} ситах

1 тимальных значениях угла между факелами ^опг \рис. 10).которые за? висят от структуры движения заряда в КС и параметров топливного фа-, кела (определяемого,в частности, 0.ТП ) и"др. Оптимальная скорость вихревого движения заряда в КС;при которой совместно с £^ достигается п. .близко соответствует условию

ТтМопте* 1со-Ч9п 0

где -продолжительность впрыскивания,... . При интенсивности то-

пливоподачи близкой к оптимальной и с£кс=С(ш4 значения ^^незначительно изменяются при изменении. 1С~0 и п, что вытекает, по-видимому,из условий некоторой тождественности структуры движения заряда в КС и определённой адекватности изменения интенривностей топливо-подачи и движения заряда в КС. Для ряда транспортных дизелей,использующих цилиндрическую КС, £0»15-17,5, 1С0= 2-6 и со2«290-320с""3' зависимость ^ =/(^кс) показана на рис.10,д.

ПРИ Гг>Ггоп°7ПГнаибольшив Чь Д°-стигаются ПРИ уттах«^тахопт .а при пт ПРИ уттах> Уттахопт > что вытекает из характера измене-

ния скоростей движения'заряда по глубине КС. При существенном уменьшении ^ преимущество имеют "безвихревые" процессы,вероятность использования которых оказывается тем большей,чем меньше <£кс. В этом случае,однако, при уменьшении п имеет место активное увеличение £е>\>ЪСо>температуры 0Г1ги снижение об.

Из результатов анализа закономерностей изменения показателей работы даигателя в функции степени повышения давления при сгорании X и ¿кС,УТтах,^,йТГ1, определенных при п,а = сопзЬ, Еытекает (рис.II),что зависимости ¡р^ характеризующие проте-

кание предпламенных реакций и участка быстрого сгорания,практически не зависят от рассмотренных особенностей рабочих процессов. А зависимости у., наоборот,определяются этими параметрами, влияющими на качество смесеобразования и сокращение продолжительности тепловыделения в дизеле <рХтох • Здесь (^РМ^шах ~ максимальная скорость нарастания давления при сгорании.

Число сопловых отверстий в распылителе 1С0 . При увеличении ¿со в распылителе с установленными эквивалентным сечением.сопловых отверстий (/"/)со и интенсивностью топливоподачи снижается количество движения факела и его дальнобойность при относительно высокой

Рис.7. Изменение параметров ВК и двигателя 8413/14-в функции ccz, п., ТА при pe*const (а); Зависимости со£ = =f(ti) для ТД.где А-А и В-В ^0ПТ= . =j(n) для дизелей 8413/14 и 8412/12(5).

К,

—1|- Prfts-8. СШ1-102

V'+

mtu-33i Ш-Л2658-м2

мти-ззг , . 0M-403A M^-B-oM.yjJ , I Uiuc-H62S

кии 1600 2200 2600 ,

П, мин

200 400 (

„-I

■Ííuti FL-«3

J_

00 p-l

Рис.8. Зависимости Лз=/(б02) при сп =10-11 м.с ,где А,В,С - Бинтовые ВК,тангенциальные ВК с цилиндрическим и .профилированным седлом клапана. лрек

Рис.9. Совершенствование конструкции ВК . при увеличении клМкп , сп »10,5 м.с;

где 1,2,3,4,5-ВК ТД:винтовой. =0,233 (6410,7/12) ¡тангенциальный, Кк/Г =0,242 (8412/12) ;Винтовой+танг,енциальный, И.КП = =0,277(8414/14); тангенциальный с цилиндрическим и профилированным седлом клапана, \гкп =0,221(8413/14).

з

.2 .1

2.V

-пт \ \ 5,1

\ 4 V I

0,2 i 0,3

■■¿•вЮг-а 1т- _ h

0,4

K/t

{ 2 Qm, > 0тл2

¿TfffTTj TloffT^

Рис.10. Схема для V,- определения fe (а); Влияние и

4 ¿са=-

Lr0-4 на показатели работы дви-: - 412/12, äKC=

Ф

К„, Unii-HBs_

У. /^"jSsfeS^

jí'w-uj

Wd«,

гателя. - j.«-, =0.5. <?0 =17,2, и = =2000 мин"*, oí =1,58, Гг где 1-7- <^=11^166'

a!éi5,4I¿% .4:

1И =1,4, где 1,2- 1ъ = «а* =2100,1300 мин"1 (в); юг Схема влияния

qm и vrma* на pL

7 ' ■ / х ' " И Aoar в Щ ПРИ

dKC,n.,cC=const (г); Зависимость £ =/(cLKC) при Lco,n.,cC=iraz (д).

тонкости распиливания. Уменьшение 1С0, наоборот,способствует увеличению дальнобойности,но снижается тонкость распиливания топлива. ■Оба случая могут способствовать ухудшению смесеобразования. Однако на практике степень отмеченного может быть несущественна, т.к.при оптимизации смесеобразования ТА дизеля формируется в направлении повышения энергии распиливания при сокращении 1рдп и её основные параметры принимаются близкими к тем, при которых дальнейшее повышение качества распиливания уже не оказывает заметного влияния на совершенствование зависимости >?. при п =соп$Ь.

На рис.12 приведены результаты опытов по совместному изменению Iсо (при ^опг) и УТтах, свидетельствующие об активном влиянии их на формирование показателей дизеля. В частности,при 1со =соп$Ь и увеличении интенсивности закрутки заряда в КС: .

- до достижения УТтаХопг способствует совершенствованию смесеобразования (за счёт увеличения использования заряда вследствие снижения степени "недозавихриЕания").сопровождаемого сокращением продолжительности тепловыделения (рХтах и улучшением показателей двигателя; при Уттах>уттах0пт показатели двигателя ухудшаются вслед-

_ стеии переноса части продуктов окисления одного факела в зону конца подачи топлива другого факела ("перезавихривание" заряда);

- снижаются активные для воспламенения топлива концентрации в

• факеле,что сопровождается увеличением р)тах,р2, ,Ссн. .

При увеличении сС степень ухудшения показателей двигателя по топливной экономичности и ^ при "недозавихривании" и "перезавихри-

вании" заряда существенно снижается.

При каждом значении ¿со и Утта1(опг Достигается примерно одинаковый уровень показате лей ^, 1г, К^, , (¿Р/с1у)тм, X, СМх, Ссн, Сс0. Это характеризует,что совокупность определенного качества распиливания топлива (определяемого изменением ¿со) с оптимизацией УТтах обеспечивает приблизительно одинаковый эффект по качеству смесеобразования и тепловыделения в дизеле. Оптимальное значение УТтаУ10ПТ , при которой с каждым 1со достигаются и соответствует

уравнению (12). Увеличение 1С0 сопровождается,согласно уравнениям (7), (II) и (12),уменьшением УТтаХопт ,со2 ,Арвк и увеличением и 2М, что способствует улучшению эффективных показателей ТД и снижению и токсичности ОГ (рис.13,а). Следовательно,оптимальным • ссоопт следуйт. считать то его наибольшее значение,при дальнейшем увеличении которого уже не удаётся устойчиво реализовать в головке цилиндра изменение геометрии впускного канала для снижения &рвк , а уменьшение диаметра соплового ответствия в распылителе сопровождается увеличением технологических и экс^Уатационных трудностей.

/

Рис.II. Зависимости показателей работы двигателя 412/12 в функции Л при ico = =4, П =2600 МИН-1, Oí =1,6, Уттмопт > где_9-11- dKC=0,5( £0 =17,2;19,9;14;

V0 =0,805; 0,772; 0', 843; ТА: d„n/h.nn = =9/10 мм, IWX,000_=?,68 м.с"1, fE * 148°); 12 и 13- dTC=0,75( <f0 = 17,3, V0 =0,844, TA: d„,, =9 и 10 мм, Vn*max<oao =2,68 и_2,98 м.с"1, fZonr* 166°); 14 и 15- dKC =0,434( £0 = 17,3,

-I

V0 =0,795, VTmax =3I и 21 M-c dnA= 9 мм, ^п/1гпаХ1ово^ 2,68 м.с-1, fe = 148° и 135°).

TA:

1,8 x 2,2

Рис.12. Влияние ico и

иГтах на по-

казатели работы дизеля 413/14, dKC = =0,615, £о =16,2 при п. =2100 мин"1, <Х =1,4,где 1,2,3,4- Lco =5;4;3;2;

(ff)ca* 0,215-0,22 мм2; А - дизель 12413/14,

а)

S)

fVTm„0„t,CJr.¿PBKz, ^г.^х. СА-Ож,—. ¿со ¡-со

ísnp(,nl..

V0)íí0nT

ЪЪ__

-прм coast (б).

Рис.13. Схема, изменения основных показателей работы ДЕигателя при n=const и изменении LCo при (jh/)co*const (а) и dkc = iTat

При увеличении 1со достигаемся также более Еыгодное взаимное протекание функций со^,олгопт=[('п.) »т.к. уменьшаются различия между оо^ и со£олт аном и Г1тСаи пнижаеТСЯ Кх=/(п-)«ЧТ0 способствует соЕер-' 'шенствованию кривой крутящего момента Мк=/(л). Для ТД ШЗ 1С0 . При 1са > 1-соопт обеспечение требуемой дальнобойности факела топлива сопровождается существенным увеличением затрат на привод ТА.

Диаметр горловины КС» Результаты исследования цилиндрических с-плоским и коническим дном КС при ¿кс,со9,ве,п?=^, Хт^К^-кс), ■• (/иД^Мвыполненные на дизелях ШЗ (64^, 8чЦ. 8Ч-8ЧНЦ и 8ч|| при £со =3-6).являются-типичными. При их рассмотрении вытекает (рисЛЗ.б и 14),что с увеличением и £со=со^ оптимизация показателей двигателя.достигается при увеличении:

■- скорости закрутки заряда в КС. Оптимальное её значение УГта)С соответствует уравнению (12);

- йТп,Рсртах1^&пропг и сокращении продолжительности Епрыскивания 1рдп .что определяется необходимостью увеличения дальнобойности факела топлива и сокращения продолжительности тепловыделения уХтдх '(где - максимальное давление распиливания; 63пропт- оптимальный установочный угол опережения впрыска,...0) . В "узкой" КС имеет место относительно короткая продолжительность сгорания ¡рХтдх,и более глубокое расширение рабочего тела (рис.15). В "широкой" КС интен- / ошшость тепловыделения (определяемая отношением ~ ) в диффузионной области существенно снижается и 1рХтах увеличивается. Для его сокращении необходима-повышенная энергия распиливания топлива (без попадания его на стенки КС) .сокращение ¡рдп и увеличение ®впр'опт .При увеличении п отмеченное проявляется в большей степени.

При оптимальных условиях смесеобразования и регулировках ВВПропТ: • ~ _КС не равнозначны по величине достигаемых . При 'увеличе-

нии (¿кс значение сначала увеличивается,затем снижается,несмотря на увеличение отношения У0 (рис.13,б). Отсюда Еытекает.что на формирование г>. 4 =,/(с£кс) оказывает влияние не только качество смесеобразования,но и определенные процессы при тепловыделении;

- увеличение ¿кс сопрововдается:увеличением значений I Рх'^лох'Ссн (увеличение Ссн обусловлено здесь увеличением соответственно (^¡)тах, и ),что является следствием увеличения

УТглах , .количества топлива в объёме КС и Ввпропт '.снижением среднего интегрального показателя политропы расширения а^. Различия" в протеканий характеристик тепловыделения при (11<с=1Гог сопровождаются, однако,в конце расширения схождением текущих температур цикла - Тг , I результатом которого -являются близкие (или одинаковые) температуры ' ОГ Ьг -~--{(п,сг1 ¿кс) , (ри с. 14-17).

•При оптимальных условиях смесеобразования и изменении с1кс протекание предпламенных реакций и участка быстрого сгорания,характеризуемых .практически не изменяется (рис.16). Изменяется здесь характер протекания диффузионной стадии сгорания, который определяет особенности изменения 1рХтах и зависимостей ^»^г» с)»увеличение Аопт при увеличении Я^. и др. Одновременно опыты подтверждают характеристики формальных названий процессов смесеобразования:"объемный" при "широкой" КС;"объёмно-плёночный" при 0,48-0,6 и "плёночный" при ¿^¿0,4. Однако,физические различия этих процессов определяются не принципами4смесеобразования, а тепловыми потерями в КС.

При неизменном ВК(со£=сол$£) и увеличении с1кс значение УТтах снижается,в то время как для оптимизации смесеобразования её необходимо увеличивать. И наоборот. Это свидетельствует.что при изменении с1кс также необходимо изменять конструкцию ВК.

При оптимизации условий смесеобразования в дизеле с =4—5 и уменьшении сИкс с 0,75 до 0,433 затраты на его прокручивание от постороннего источника рмп(связанные с увеличением радиальных перетеканий при сжатии и затрат на очистку цилиндра через ВыпК) увеличиваются на ~3(4)$ при сп= 10 м.с~*. Прирост рмп будет,однако.меньшим, т.к. в этом случае существенно снижаются затраты на привод ТА. • Поэтому уменьшение 'ё.кс и,следовательно,снижение сог и йрвк сопровождается активным увеличением и [учитывая характер изменения зависимости^г =/(<?*с) (рис.13,б)] механического КПД £ .

Оптимизация смесеобразования и тепловыделения в "широких" КС

для достижения высокого уровня п заключается,прежде всего,в увели. ом

чении 1Со .снижении Уттах0ПТ и лРвкт >что сопровождается необходимостью значительного увеличения Цтп и снижения [рдп .

Совершенствование процессов топливоподачи. Параметры и регулировки ТА являются не только важнейшим фактором смесеобразования в ТД.но также, формируют и другие особенности его работы. С[тп в совокупности с эквивалентным сечением сопловых отверстий в распылителе (/и£) и другими параметрами и регулировками ТА характеризуют дальнобойность факела'тонкость и однородность его распыливания.а также характеристики впрыскивания Ц-^С^куа в)' Оптимальное значение(р$)Сот зависит от цикловой подачи о,п, 0ТП и других параметров ТА. Для ТД

г лтм. 'к ' л/

нижняя граница устанавливается при ■¡'еИпм 11 о началу появления

подапрыска.а верхняя ($)соОПТ определяется тезшологическими возможностями производства.Чем шире диапазон ,тем в большей степени имеет место несоответствие мевду $тп и. пропускной способностью распылителя в зоне А1т-»0,5.аяод. »приводящее к снижению даль-

Рис.14. Влияние диаметра горловины. КС (при £0,Üio=co*sí) и wmaY на изменение показателей работы даигате-ля 413/14 при 1С0 =4^ п =2100 мин-1, оС =1,4, где 1,2,3-с?кс =0,692; 0,615 и 0,5.

Рис.15. Особенности протекания процессов тепловыделения в дизеле 8412/12, £0 =17,2, а; =1,5, Ккс*I, Хопт ,где 1,2- &кс =0,75 и 0,5; а,б- п = 2600,1400 шн-*; (ри - участок быстрого сгорания.

Рис.16, Регулировочные характеристики двигателя 8412/12, £0 =17,2, л =2600_ мин-1, o¿= 1,6, где 1,2,3,4 -dt

=0,75;0,625;0,5;0,433.

а) .И

кс

650 trfC

550

450,

2.6 X,

50 70jjL 90 ..."

' . Рис.17. Зависимости t2=/C^Xmox) пта

, Хопт и поэтапном совершенствовании качества смесеобразования,где I - 8412/12, dKC =0,5. г0 =17,2, пном=2600 мин-';2,3-8413/14, cLkc =0,523, £0=16,3, =2100,1400 мин-';4,5 - то же,что 2,3,но

0Pn,£=CCífsf(S)!); °ХеШ И3менения ПРИ Ас

>опг

' -- 23 -

нобойности и качестЕа распиливания топлива. Ухудшение качестЕа смесеобразования в этом случае оказывается тем большим,чем ниже уровень QTn и больше различие между со£ и соХопт »что способствует увеличению дымности ОГ Кх и снижению .Ограничение Кх и.следовательно,снижение Мк в зоне частот nmí/l-tiM за счёт использования обратного корректора в системе автоматического регулирования способствует ухудшению тяговых качеств автомобиля. ,

Для каждого дизеля при (jtif)COonT,n,oí=const зависимости (частично Сси )=/(А) .определяющие характер протекания предложенных реакций и участка быстрого сгорания,весьма мало зависят от QTn и характеристики впрыскивания ^-/(¡Ркул.а), определяемых конструкцией ТА (рис. 18). Зависимости совершенствуются по мере

личения QTn и сокращения ipgn тем в большей степени,чем больше dKC , а_такне при изменении других элементов ТА,при которых интенсифицируется сгорание преимущественно в диффузионной фазе и сокращается продолжительность тепловыделения (/7Хтях . Достижение ^Lmax ПРИ ^опт для кавдой организации рабочих процессов является результатом определённого баланса между положительной и отрицательной частями индикаторной диаграммы.устанавливаемой регулировкой оптимального момента начала топливоподачи ввпропт. При дальнейшем сокращении </?хтах'устанавливается новый баланс,при котором ещё увеличивается 2lmax 13 снимается ^опт>8впрспт,Кх,Tf Отсюда вытекает,что нецелесообразно формирование такой характеристики впрыскивания >ПРН которой за период tpв КС подавалось бы наименьшее интегральное количество топлнЕа.ддя снижения • Достигается это не воздействием на протекание предпламенных реакций,а путём сокращения продолжительности тепловыделения в основной (диффузионной) фазе сгорания.

Дымность ОГ Кх снижается по мере совершенствования качества смесеобразования (прежде всего,за счёт увеличения QTn и уменьшения Удп ) и увеличениях (т.е.\>Х0ПТ) .способствующих более раннему завершению тепловыделения. Поэтому регулировки 8&лр в отношении достижения 2imat 11 КxmínHe совпадают тем больше,чем ниже #777•

Увеличение 2imax и GMe®eHHe его в сторону меньших Хопт при совер-шествовании смесеобразования проявляется тем е большей степени,чём выше п . Это свидетельствует о более существенном снижении Ввпропт в зоне высоких П .способствующих уменьшению необходимости использования автоматической ыуфты опережения Епрыскивания топлива в ТД. В дизеле без Наддува её использование остается,однако,необходимым. В дизеле с наддувом (использующем ТА с высоким качеством распиливания топлива),у которого преимущественная настройка ТКР и достиие-

ние высоких 2етм 0(3еспечитаются в зоне /уь(0,65-0,7).пном при 06^1,9-1,5 и регулировке Y^A^I,6,автоматическая муфта опережения вприскнвания топлива,как правило,не используется (9впропт при пм ), что способствует ограничению давления сгорания при пном и снижению геном на~2-4£ (где сС^ 2,0-2,2).

Выполненные'исследования свидетельствуют о важности формирования ТА в направлении повышения качества распиливания топлива при сокращении ipgn ,что способствует совершенствованию всех основных ■ показателей двигателя. Однако,для каждой организации рабочих процессов н режима работы двигателя обнаруживается определённый предел и совершенствовании топливоподачи,после которого дальнейшее увеличение Qrn (с ростом максимального давления впрыскивания Рфпах)н сокращение ц)дП в функции п, аЦ уже не способствуют практическому .увеличению g.=/(b6) ,хотя Кх в области малых об и п. может продолжать снижаться. Чем больше dWliCQjn, и у, ,тем выше этот предел (особенно для дизеля с наддувом). Для случая увеличения £е он наступает несколько раньше вследствие роста затрат на пригод ТА.

Формирование ТА с целью увеличения QTn и сокращения ^осуществлялось путём¡уменьшения объёмов топлива над плунжером,в полости нагнетательного клапана и форсунки; увеличения давления топлива в начале нагнетания и остаточного давления в трубопроводе еысокого давления; увеличения диаметра и хода плунжераформирования профиля кулачка на участке Епрысишания (уП^унж=тГаг, const,...), параметров нагнетательного клапана и др. Исследованиями также установлено:

- чем чётче конец топливоподачи,тем короче продолжительность тепловыделения, выше г?. »ниже дымность и токсичность ОГ;

- форсирование ТА по QTn и q для ТД с высокими pQ сопровождается, однако, трудностями формирования управляемого впрыскивания при малых о в зоне высоких /г . Выражается это е затяжной посадке иглы распылителя и других отклонениях впрыскивания на этях режимах, приводящих к увеличению д. и Кх . Устранение отмеченного достигается увеличением затяжки пружины форсунки (ра>23 Ша) или уменьшением диаметра направляющей иглы распылителя0 (<6 ш) и увеличением её диаметра запорного конуса (> 3 мм) и др.;

- уменьшение^ объёма в подигольном пространстве распылителя с -2,5 до 1,0 мм3 способствует снижению Ссн в ОГ на 25-45^ (большее значение для дизеля с меньшим V^jnpn п,о6=г)at;

- при снижении ре в ТД без наддува ipxmax сокращается тем активнее,чем меньше dKC,что позволяет уменьшить Взлр при увеличении оС. ■ Для дизеля с 1^=1,86 дм3 при n=faz и уменьшении нагрузки от "полной" (<*«=!,5) до холостого хода (о£*7-3,5) значение 9ВПР снижается

на ~5,5°(6°) при = 0,5 и на ~2°(2,5°) при dKC = 0,75. В этом случае iСсн и шумность работы двлгателя снижаются; улучшаются пусковые качества двигателя; значения со-

храняются практически неизменными.

Общность принципов совершенствования качества смесеобразования. При отдельном и совокупном их рассмотрении вытекает следующее:

1. При увеличении оС эффективность использования различных способов смесеобразования в отношении совершенствования снижается тем активнее,чем меньшеи п ,что вытекает из особенностей тепловыделения Поэтому при использовании всё новых способов совершенствования смесеобразования в дизеле и регулировке Хопг последовательно достигаются "наивыгоднейшие" значения 2' i^Zminy" в зонах все меньших и меньших оС (рис.19). Достигнутые для конкретной организации рабочих процессов и n,ci=const значения

прэк™460133 У20 не совершенствуются при дальнейшем воздействии на процессы смесеобразования,характеризуя тем самым "некоторый предел",определяемый коэффициентом качества смесеобразования т.е. п. п

кс к _ Зш'м _ Vi ^ J (13)

ккс ■—о:--^ - ' .

Jl <-t-max

где фактические и наивыгоднейшие значения удельно-

го расхода топлива и индикаторного КПД.

2. Приращение индикаторного КПД при n,oi=const за счёт каждого из способов совершенствования качества смесеобразования в дизеле не приводит к суммированию эффектов по увеличению /?. ,но может способствовать и его снижению. Примерами этого является: широкая взаимосвязь оптимальных сочетаний iC0,^z,QTn,dKC,vTniQ ,...; влияние показателей качества тоцливоподачи на совершенствование /?• при смещенном и центральном относительно оси КС распылителе или использовании в " плане "квадратной" КС. Преимущества последней по отношению к цилиндрической КС при £0,V0,cjsconst обнаруживаются при относительно низких значениях QTn и.прежде всего,в зоне малых п .'При увеличении QTn показатели двигателя с отмеченными''КС оказываются тождественными.

3. При любом способе совершенствования качества смесеобразования (K^ij продолжительность тепловыделения ^ сокращается,увеличивается коэффициент активного тепловыделения сс-к .уменьшаются относительные потери теплоты в систему охлаждения двигателя д;^. Результатом этого является увеличение g. и снижение ^опт>^впрдпТ,Кх,Ссо и.частично, Ссн . Зависимости,определяющие протекание вредпламенных реакций . и участка быстрого сгорания в функции X .оказываются одинаковыми ■ или близкими. Поэтому снижение в этом случае Х^способствует снижеНИЮ и'частично- Ссн (рис.II. 16.18). При достигнутом

1 pex+t UtoaxsTju и реп/л4Хба ТА Люж б/рьог.

Q» Dn> ж' V«, см1 Ура) -/мн2 ил» Ч ь НПа

< VC -1)50 ни-1. ^¡^ 1 2Л5 £75 У 70 У-^-s 23 0 Ii з 66

2 19Щ 9J3 - » - а Ч 123 62i

3 1(7 4< 60 - - и Ь? 50

i 1137 7.9 и 82 - и IV 41

ИН§ rttcw.fi.» -«50 и*4 1 üü,i 11.7 У 90 vH'* п 12 120 ба

г (319 Ш36 Ы - &6 13.5 «9

3 Ш 10 • • V ИД

4 126 19 90 - • 63 (5.1 405

ß*•^г'Чм -о^миксорость лпепшв; Ки-среук скорость аяигера ш ¡метке Ьпрьс-ки(мяш, Qm-%-uxrtH&5*XTb пллибоаоупи; VeJ -often 6 »тумере нагнетатель-мл? клшх\ -рех'ра. cfyi* испетат. клапана; ^ -задержка и продолжит. tnpucCjSo&H; р мгч. пссъё*а иглы росамит. ы пи. при &1рьс*и&знии.

их«1

<■» X «г

■ / \А аЖ.

if' У \\\

1 V (\ \\\

2J

Рис.18. Регулировочные характеристики для ТД-8Ч14/14 (cLKC = =0,521, £„=16,4,п = 2300 шн"<, ос =I,6Xa) Е ¿4HI3/I4 ( <гкс = ■ =0,584, ес =15,2, п. =2100-мин-} а =1,76)(б).обозначения в таблице;

- Характеристики Ящ^Кфкил.в), определённые для:ТД-8Ч14/14 для случая ЛеНОм (обозначения в таблице Ив); для случая Же„ом,Л7*тах. 1^-6413/14,где 6,8-ТА =9/10 и 10/10 мм+упругий толкатель ä =100 кг/мм(подготовка Б.Н. ^лейба); ТД-8Ч12/12,где 9,13-ТА dM/kn„ =9/10 и 10/10 мм; 16-ТД--10412,5/13, ТА dn„/hn„=10/10 мм,...(г):

- Регулировочные зависимости при п. =2100 шн , сс=1,5 и 9-ц при ЛеНвм ,где 7- то же,что и 8,но Z =70 кг/мм; 17-ТД-6Ч13/15.2, ТА c^/h™ =10/9 мм (д5.

X

. СгЩ«**,

^аД-ша, _ схема соЕершенство-

им-ч>^>.>ц Еангя основных-показателей

\\ a.i.c-згалм дободоч- ДВИГаТвЛЯ И ОСОбеННОСТИ ИЗМ£

[\\ KU pciOT

нения зависимостей 2i=f(oi) при cLKC,KKC=iTaz , А0ПТ.

- 27 - . ,

высоком уровне g. регулировкой Л<Х0ЛГ можно дополнительно уменьшить давление сгорания,эмиссию токсичнйх компонентов в ОГ и шумность работы двигателя. По-видимому,такая схема совершенствования основных показателей работы ТД за счёт качества смесеобразования является единственной.

4. Влияние относительного объёма КС • Исследование влияния V0 на показатели двигателя впервые затрагивалось в работах И.Мойрера,Б.Н.Давыдкова,В.М.Володина и др. Опыты по влиянию V0 на показатели дийеля (84j|, 8ч||, Щ-8ЧН^|,_бЧ^) выполнялись при dKC,£0)LCQfcoz,n,oc=\íüz, x^l, Хопт. 'Изменение' V0 осуществлялось с различного исходного значения в пределах до д% (чтобы избежать существенного изменения £0и других факторов,влияющих на формирование показателей двигателя) за счёт изменения объёмов в над-поршневом зазоре с!нз0 »газовом стыке Vrc .подклапанных выемках поршня ,зазоре "поршень-гильза" за счёт изменения положения 1-го компрессионного кольца Vnr и других элементах. Из результатов опытов вытекает,что объём сжатия Vc в достаточной степени определённости разделяется на полезный объём КС VKC = Ч,Сп+VKC¿-+... ,где протекают основные процессы тепловыделения,и объём У^-Укс^. ,где эти процессы протекают с малой эффективностью или случайно (рис.20). Здесь Уксп и Vkcs~ объёмы КС в поршне и надпоршневом зазоре. Относительный объём КС определяется по уравнению:

77 ^XCv , i\ ¿H--

V -V •с

где кп=-^^г:=/(с^з^-коэфф15циент "потерь"; V^ - объём в надпоршневом зазоре. При постоянных среднем индикаторном давлении р. и п. изменение V0 сопровождается практически пропорциональным изменением 2. и оС (рис.21,а), т.е.

^ssliíe^í, Zicconst , acc^const . (15)

Vo2 2iz <*z . <* На рис.21,б линиями Cj-^.Cg.... отмечены = const,

соответствующе PilJLpíz, pL¡,... = const . При изменении относительного объёма КС с V0l до V0¿ и p.=mst показатели-двигателя изменяются на величину^, и лоб. Последнее (т.е. ¿oí. )способствует изменению лЬг, лКх,й\, л CMx,¿Cch,лСсо,... ,хотя сами зависимости tz,KX}\,C^0x,CCH, ^coi — ^ffa) практически не претерпевают изменений при V0 = = t/az. При увеличении VQ значения совершенствуются независи-

мо от исходного значения V0 во всём диапазоне нагрузок(от.с0т£Л до °'лах),что принципиально отличает данный способ воздействия на про-

= , • (14)

цесс сгорания от способов совершенствования качества смесеобразования (рис.21,б и 19). При увеличении 70 до условного "предельно] его значения (УО;=Упр=-0 определяются предельные наивыгоднейшие (соответствующие ккс*1, Аопг) значения

81пред = 91у=91?0'У Чпред = ' '(-

.Функция при 1г=соп$1 является определяющей характеристике:

рассматриваемой организации процесса сгорания в дизеле.

.Зависимости и при п,сс = соп

и У0-\Га.г (рис.21,в) изменяются в некоторой степени аналогично ка и при воздействии на процессы тепловыделения изменением качества смесеобразования (рис.II,16,18). Различия здесь заключаются в_то что увеличение (при увеличении У0 ) достигается,в основном,за счёт уменьшения относительных потерь теплоты в систему охлавдени двигателя а:^ и увеличения коэффициента активного тепловыделения

- л ~ 46-Ю6__, (17

и в меньшей степени -за счёт сокращения 1/7Хтах .следствием которого являются близкие Х0ПТ и вВПропт . Здесь -относительные потери теплоты с ОГ. _

При увеличении У0 также увеличиваются, внутренние затраты в да гателе рмп,особенно при 9 м.с-*,которые зависят также от спс соба увеличения У0 (чем удалённее от КС и больше "защемляемый" объем,тем Еыше рмп ). Это свидетельствует,что увеличение У0 явля ется эффективным средством повышения и снижения вредных I

бросов с ОГ при сп^9 м.с~*. Достигается увеличение )/0 за счёт:

- уменьшения надпоршневого зазора. Типичные минимальные его значения в ТД соответствуют юЯ^нЗояг^ = 0,68-0,8.' Однако,на ряде дизелей это отношение достигает 0,48-0,58 ( ШУ-Д2566ШУМК, '

0846 , 64^4; УУСоЦ, и др.). Диапазон от-

клонений надпоршневого зазора не выходит,как правило,

„ _ °лиа-тах

за пределы 0,3 мм;

- ликвидации объёма в газовом стыке, а также фасок на торце гильзы и поршня в верхних их частях;

- уменьшения расстояния от плоскости поршня до 1-го компресса онного кольца до ~ 35$ от типичного его значения /г«0,16.Д и ср< него (на этом участке поршня) диаметрального зазора "головка по ня-цилиндр" до Др* (0,34-0,37).Ю~2.Д ( М/7//-Д2156, 64^x1 ; М1Ы--331, 6ЧЕ£§^§);

- перемещения клапанов относительно привалочной плоскости головки цилиндра из положения "утопленных" в положение "заподлицо

или'"выступающих" с введением выточек на плоскости поршня под клапаны;

- уменьшения фаз "перекрытия" клапанов у в.м.т. и др. Отмеченное предполагает высокую степень совершенствования внутри-цилиндрового пространства и смежных процессов (в частности,газообмена и др.).конструкции двигателя и технологии erq изготовления. ,

5. Методика совершенствования процессов газообмена и внутренних затрат в двигателе

Снижение затрат мощности на процессы газообмена и в работе поршневой группы являются важными слагаемыми-увеличения 2m>oí' Ve>^ (рис.19). Совершенствованию процессов газообмена в ТД посвящались работы Н.М.Глаголева,А.Э.Симеона,М.Г.Круглова.Б.А.Киселёва,В.Г. Дьяченко и др.

Совершенствование процессов газообмена при впуске затрагивало выбор рациональной конструкции ВК и впускных трубопроводов (коллекторов) .оптимизацию фаз впуска и параметров ТКР. В процессе исследований установлено,что впускные трубопроводы,создающие активную динамическую дозарядку цилиндра,хотя и способствуют' увеличению 2V до ~0,92-0,98 (и больших значений) в отдельных зонах п ,не создают,однако,желаемого изменения gv=/(ft) • Конструктивно они, как правило,оказываются сложными и громоздкими и приводят к увеличению шумности и затрат энергии при впуске,что обусловливает ухудшение топливной экономичности на частичных режимах работы дизеля. В дизеле с наддувом такие системы впуска способствуют увеличению давления наддува рк и оС в зоне малых рабочих гъ .однако,достаточно просто могут быть компенсированы необходимой настройкой газотурбинного наддува (оптимизацией параметров ТКР,фаз газораспределения и конструкцией выпускных коллекторов). Поэтому предпочтение отдаётся Епускным трубопроводам достаточного большого объёма,которые конструктивно просты,используют гармонику колебаний высокого порядка,низкий уровень затрат при впуске и обеспечивают в дизеле-без наддува достижение £^0,84-0,86 и 0,86-0,89 при пном и пм . Доводка этих систем впуска сводится, в основном, к обеспечению равномерности наполнения и затрат по цилиндрам.

Увеличение предварения открытия впускного клапана до в.м.т. способствует увеличению эффективного сечения клапанной щели, и снижению затрат при впуске. Увеличение запаздывания закрытия выпускного клапана после в.м.т. способствует уменьшению остаточных газов и .затрат на очистку цилиндра. В совокупности это способствует ор-

v- 30 -

ганизации продувки цилиндра воздухом. Однако,в ТД с относительно "узкой" КС это сопровождается снижением Уо)?-)0^1^ и Увеличением Кх . Поэтому для обеспечения приемлемого уровня показателей "впуска-выпуска" и увеличения V0 осуществлялось сужение фаз "перекрытия клапанов (до 20° в дизелях ЯМЗ новых поколений); перемещение тарелок клапанов относительно плоскости головки цилиндра из положения "утопленных в головку" в положение "заподлицо" или '"выступающих" с выполнением Еыточек под клапаны на плоскости поршня; обеспечение' плавного перехода от плоскости голоеки цилиндра в клапанную щель; максимальное увеличение темпа "подъёма-посадки" клапанов. Последнее,при ограничении максимальных ускорений "подъема-посадки" клапанов,достигалось увеличением отношения радиуса начальной окружное ти кулачка Z0 .к его высоте подъёма kK (где-^= 2,2 для серийных дизелей ЯШ: 2,85-2,9 - для дизелей нового поколения; Scania SS--1406 , впуск-выпуск 2,8-2,6).

Оптимальное значение запаздывания-закрытия впускного клапана,

соответствующее достижению^ ;при снижении п уменьшается практи-

f '■•max

чески в равной степени для двигателя без наддува и с наддувом (с

~56°-60° до 26°-30° после н.м.т. соответственно при a = 2100 и 1300 мин-*) и может быть использовано для совершенствования его по казателей в зоне преимущественной загрузки. -

Снижение затрат на выпуск га^ов из цилиндров, улучшение их очис ки от ОГ и увеличение достигается совершенствованием Еыпускного канала (ВыпК) в головке цилиндра,Еыпускного трубопровода (коллектора) и выпускной системы,которые помимо гидравлических сопротивлений могут также характеризоваться-активными волновыми явлениями, что обусловливает совершенствование их в виде единой системы. Последующий анализ,однако,затрагивает по ряду причин только часть общей проблематики. В частности,установлено,что увеличение гидравлического сопротивления выпускной системы.дртр на каждые 10 кПа сопровождается увеличением^ на ~4,5-6,5(7) г/(кВт.ч) при пм-пном. Это определило совершенствование этих систем при расходах газа,соответствующих номинальному режиму работы ТД,до уровня дрт~6-9 кПа (в частности,автомобили йирмы/Шс двигателем M/!f/~R2866LXF, 6ЧН^4 пНом= 2100 мин-1, Ре = 1,3 Ша, ос « 2,1; йр «5,5-6 кПа и др.). Р

Учитывая температуру ОГ (на основных режимах 1г«200-600°С) и до статочно высокие скорости звука,а также относительно низкие числа М и Ре,традиционные конструкции выпускных трубопроводов (короткие патрубки; относительно большого объёма ресивер),как правило,оказывают незначительное влияние на величину гидравлического сопротив-

ления при истечении газов. Однако,их конструкция может уменьшать влияние еолновых процессов на истечение газа из отдельных цилиндров и снижать g.g на ~1-Г,5 и 2-4 г/(кВт.ч) при 'пм и пном. В дизеле с наддувом выпускной трубопровод являетоя также частью общей системы наддува,активно влияющей совместно с параметрам ТКР на её оптимизацию.

Активное влияние на снижение рМГ7=/(с„) и увеличение в области пм и особенно при пном оказывает совершенствование конструкции ВыпК. При сопоставлении характеристик л,cCj вытекает (рис.4,5),

что наибольшие Qr не соответствуют-наибольшим проходным сечениям клапанной щели и канала. Поэтому при совершенствовании конструкции ВыпК наибольшую роль играют клапанная щель в зоне малых и средних подъёмов клапана и геометрия его начального участка. Представления о пределах совершенствования ВыпК по отношению к аналогам (используя уравнение (9) , а также условно приняв т,ipBbin = const) даёт его положение на зависимости z/^/z,pHc.22,a). Задача,в конеч-

ном счёте,сводится к увеличению.^? и jv^. ^

Увеличение диаметра тарелки клапана dBbm с целью увеличения сопровождается,однако,снижением jhz (рис.22,б) вследствие увеличения срывных зон за седлом клапана,которые оказываются тем значительнее,чем меньше текущий подъём клапана и больше dBbin. В результате-увеличение dBbm -оказывается не' эффективным в отношении снижения ¿рк ,что и определило"в практике транспортного двигателестрое-нид выработку соотношения 1,075-1,2 и 1,12-1,3 соответствен-

но при D- 135 и 105 мм в 2-х клапанной головке цилиндра.

Эффективным способом увеличения как ,так и является увеличение числа выпускных клапанов на цилиндр (рис.22,б,в). При использовании двух выпускных клапанов вместо одного произведение увеличивается в ~1,8 раза, a ¿ркснижается в ~3 раза при работе двигателя на номинальном режиме. Активными средствами,способствующими увеличению juzfz также являются: расположение клапанной щели вблизи плоскости головки цилиндра; ликвидация на тарелке -клапана ' острых кромок в переходах её поверхностей; уменьшение длины рабочей фаски клапана (путём введения дополнительной фаски); профилирование тюльпана и седла клапана, а таете начального участка канала . за седлом клапана (способствующих уменьшению срывных,зон при истечении); совмещение осей канала и клапана на расстоянии и увеличение радиуса поворота канала; уменьшение выступания втулки клапана и приливов под втулку в плоскости канала (рис.22,в,д), а также увеличение "полноты" профиля кулачка и др. Уменьшение угла фаски клапана с 45°, до 30° споробствует увеличению Ü. ,но снижа-

Гп

-32л/ N

Учитывая специфику истечения газа из цилиндра 6г=/(%«}ау и возможные её аномалии,обусловленные неравномерностью колебаний давления в Еыпускном.трубопроводе,а также использование в дизеле наддува (при котором наибольшие £?г тяготеют к большим подъёмам, клапана), практикой дизелестроения выработано: ^^^0,93-1,0 и выптах * 0,76-0,9 (где & • ^ 1кпвыптах ~ ыиниыальное сечение ЦыпК и проходное сечение клапанной щели при ).

Используя изложенную методику доводки ВыпК для случая работы дизеля при сп = 10 м.с-1 и 06^1,5,достигнуто дрК2~ 12,3 кПа для одно-клапанного ВыпК и 6,5 кПа - для двухклапанного*ВыпК при = 0,305. Чем совершеннее ВыпК,тем меньше оптимальное значение предварения открытия выпускного клапана (в частности с ~66° до~46° до н.м.т. при снижении с 19,3 до 8,7 кПа) и в большей степени снижают-

ся-затраты мощности на очистку цилиндра, уменьшается ^ (характеризуемый уменьшением давления остаточных газов при "перекрытии" клапанов) и увеличиваются и об во всём диапазоне нагрузок'двигателя в зоне частот пм~пном,что сопровождается увеличением 2м>Уе и снижением Кх и токсичности ОГ (рис.23). Однако, при этом несколько увеличивается шуыность от процесса выпуска.

В ТД с относительно "узкой" КС и качеством процессов смесеобразования и тепловыделения Ккс»1 и Аолт 4-х клапанная голоЕка цилиндра с совершенными ВК и ВыпК по отношению к аналогичной 2-х клапанной имеет преимущество в снижении затрат на процессы газообмена в области пм-пН0м,но уступает ей в увеличении отношения У0. Поэтому показатели двигателя в этих случаях обеспечиваются, за счёт различных слагаемых. Чем совершеннее газообмен при использовании 2-х клапанной головки цилиндра,тем более высокие требования предъявляются к кинематике и динамике газораспределительного механизма в ТД с 4-х клапанной головкой цилиндра для достижения высоких У0 . Практически эти еиды головок цилиндров обеспечивают близкий (в пользу 4-х клапанной) уровень £ета)(В зоне п.м . Однако,с 4-х клапанной головкой (по отношению в 2-х клапанной) достигаются большие в зоне высоких п и,особенно,малых нагрузок [вследствие меньшего прироста затрат на очистку цилиндра при изменении бг=/(^)],ч,что проявляется в большей степени в дизеле без надцуЕа.

• ЦелеЕое снижение внутренних затрат в серийных (и новых семейств) дизелях.ЯШ для увеличения и 2е осуществлялось также за счёт уменьшения числа поршневых колец с 5 до 3 при обеспечении все возрастающих их функциональных качеств. Снятие одного кольца с поршня -способствовало в среднем увеличению по на 0,8-1$. "Поднятие" 1-го

Рис.20. Схема для определения У0,\'р.

: . 5) . {)

V, V? г«> Кп

•-2 ¡157 12.14 0Л21еЫ 10.25 1 ».92

ьфШг

К 'П13—-1,4—»'

ля

к^Г*

1100

ю

5Ш

0

,<> г4 0.«

а^-МА, 2 ЗЛ //¡¡'г^-иум

(У р О^кпа га

Рис.21. Нагрузочные ; к характеристики ТД--8412/12 при п,ном= 2600 мин~*(а); Нагрузочные (б) и регулировочные (в) характеристики ЭД-8413/14 при пиом =2100 >№!["*,_ £0 -15,7-16, где 1,2,3- У0 =0,751;0,77;0,79 при =300 с-1 и 4- У0 --0,79 и сог=330 Значения СУо =/^Л) определены при Уп,с¿^тГаг.

/ ^^ ^ гкун Ут. Глп. г/л ^.г.гу^ у л

=г=4= ^

«■"К-^-и-Ы! (7

V—К

.Рис.22. Оценка уроЕНя и способ?; совершенствования ВыпК при сп =10,2 м.с"1, ос =1,5: - Зависимости'

-/(/гД)да ода ого-и плалаигах ВыпК (а,б); "

Продуаки одного а.2-х клапанных. ВыпК дизеля ЯЧ13/14 (в); - Продувка серийного и доведенного одноклапанного ВыпК ,дизеля 8413/14(г); - Пример целесообразного расположения клапана на плоскости головки цилиндра (д).

. 34. -

компрессионного кольца с k = 0,10.31 до 0,123.Я(при условии не превышения установленного предела температуры над кольцом ~'220--225^0) также выявляло определенное снижение рмп .

Снижение внутренних затрат в двигателе pMn=J(n) .способствующих повышению в большей степени в зоне высоких п,сп,служат важ-' ныы фактором улучшения показателей ТД' во всём диапазоне рабочих режимов за счёт рационального изменения регулировок по совершенствованию наполнения,качества смесеобразования и др.

6. Управляющие Факторы сформирования основных 1 показателей работы дизеля

Изменение качества процесса смесеобразования (определяемого Ккс^ I) ' и отношения VQ ,а также регулировки тепловыделения X Щ\пт являются по своей сути- Еторичными элементам!? формирования индикаторного КПД. Основой формирования являются удельные потери тепЛоты (УПТ) при ' тепловыделении,которые распределяются в зависимости от протекающих при сгорании процессов и обнаруживают связь с элементами конструкции дЕигателя. Однако системно они рассмотрены в наименьшей степени. Простота определения УПТ и общность входящих в них параметров позволяют использовать их в качестве управляющих факторов для прогнозирования изменения показателей двигателя в зависимости от элементов конструкции и режимов его работы,а также для понимания особенностей протекания процессов сгорания. По признакам (в зависимости от характера изменения) и конечным результатам (при. сопоставлении с результатами, теплотехнических исследований) часть УПТ услоЕ- ' но отнесена.к процессам при теплоизлучении и конвекции,формирующим тепловые потоки в основные детали двигателя; Однако в работе не ставится задачи физического обоснования данных УПТ и не утверждается,что в составе каждого из них не присутствует доля другого.

Для определения основных УПТ были использованы результаты опытов с'различными'цилиндрическими КС,выполненные на дизелях S4j|, 84^2, и др.-при nyoi=ifaz и coast, соответствующие наи-

выгоднейшим условиям смесеобразования (т.е. ккс¡si) и тепловыделения (при Хопт) за счёт• изменения ^z,'LcQtfI,Qrn>(fDco»®BnP>'"' 0ПРеДе-дения-r^ внутренние затраты в двигателе рассчитывались hq уравне- ' . нию (2). При этом предполагалось,что составляющие этих затрат,связанные с трением поршня в цилиндре и в подшипниках коленчатого вала,пренебрежимо мало зависят -от изменения нагрузки в двигателе. ■ Анализ изменения показателей двигателя осуществлялся'при учёте реальных (в первом приближении) значений степени сжатия £р и относительного объёма КС Vp .обусловленных изменением надпоршневого за-

зора сГНЗр и тепловой деформаций поршня. Значение с^3р на исследованном режиме работы дЕигателя определялось:/

* :•• • • (18) При приведении dW3o (определенного при сборке двигателя) к типичному для современных ТД значению 0,765.10"^.S и работе двигателя на холостом ходу (oimax) отношение минимального надпоршнеЕого зазора (имеющего место при в.м.т. в момент конца Еыпуска) к ходу поршня $<зти(&тахУ5={(сп) для ряда ТД показано на рис.24. При увеличении нагрузки в даигателе (ос-го^) до полной (.o6m-Ltl) при cn=const значение ¿Himinfa^n) уменьшается на ~0,1-0,25 мм« В конце такта сжатия надпоршневой зазор увеличивается на величину s Злшп (где &шп~ зазор в шатунном подшипнике) за счёт изменения точек минимального зазора в подшипниках вала,деформации шатуна и др. _ На рис.25 показаны зэеисиности для ряда ТД. При ^р ,

cLKC=canst различия в значении коэффициента "потерь" кп определяются конструктивными особенностями внутрицилиндроЕого пространства ити* дизелей. Чем оно совершеннее [см.уравнение (14)] ,тем ниже кп и к»--ие Vp. Вместе с этим значения кп могут быть достаточно близкими для существенно различных по размерам дизелей.

Из баланса распределения УПТ при тепловыделении вытекает: _ 3,6.10s;

Ни + +9ir +9"<-НС+ "' ' (]_<_))

n . ¿¿.и6, a

ъ Ни 3,6.105

Ни "

где ' и УПТ при тепловыделении в стенки КС и цилиндра вследствие излучения при выгорании факела и конвенцией, г/(кВт.ч); д..

= и а. = - относительные УПТ с ОГ и продуктами неполного

З-i ^щс §-<. г ^

сгорания. Снижение каждого из УПТ .способствует увеличению

Тепловые потери в КС и'с ОГ. Используя показатели двигателя с каждой исследованной КС при кке*>I, \0ПТ ,а также реальные ^значения Vp =Koi,i), определены по уравнениям (16) предельные (при Vnp = I) наивыгоднейшие (при x^I, Аопт ) значения индикаторного удельного расхода топлива в функции ,соответствующих им оС^(рис.26). Полученные при п. = const различия в протекании зависимостей dKопределяются тепловыми потерями в КС. В частности,значения для испытанных КС при n,cC^=const находятся в линейной зависимости от относительной площади поверхности -КС FKC .образованной при положении поршня при в.м.т. (рис.27) _

С _ F«Cz L П. 4sf Ур &3PY1 ,1 (20)

= ТзтГГ*" ¿JaZfo-Q —JJ+ 7 '

где Кср- коэффициент формы КС,представляющий собой отношение фактической её площади поверхности к площади поверхности КС цилиндрической .формы Гке2ц ПРИ dKCiVKCl-con<.t. Используя схему зависимос-™ при п,а$= const .запишем: _

Ьу = 9iКкс Vp = + §i7np , = k'r Fkc . (21)

Здесьчасть предельного наивыгоднейшего индикаторного расхода топлива,пропорциональная FKC; коэффициент"пропорциональности,г.см/(кВт.ч); прочие составляющие предельного наивыгоднейшего удельного расхода топлива,которые не зависят от особенностей организации процессов сгорания. Следовательно,

д = 9ivR +Jlvnp _ k'r Fkc + 9ivnp _ + (22)

^ KkcVP KKCVR KK CVP *Lnp '

Значения k'r незначительно изменяются при увеличении сС-а увеличиваются при снижении п ,но не зависят от размеров и формы КС, 6p,iC0 , сог и других особенностей организации процесса сгорания.

В двигателе при £p,n=eonst, dKC-iJaz и ккс&I, \опт достигаются практически одинаковые значения температуры ОГ tz=J(ci),которые при снижении п. уменьшаются вследствие сокращения продолжительности тепловыделения ifxmax (рис.14,15,16,26).

Из уравнений (19) вытекает,что предельному наивыгоднейшему значению соответствуют аналогичные ему УПТ с ОГ

2crf пр» <*„-^ ■ ; i(23)

гДе CvJ^jC^, cjg - средние мольные теплоёмкости при постоянном объёме продуктов сгорания для стехиометрического состава смеси и "избыточного" воздуха в продуктах сгорания,соответствующих температуре ОГ tz,a также воздуха перед впускными каналами в головках цилиндров при температуре tBn , нЛ»уСмо^ь.0с . Функции &г=/(ог,с?и) при £Pin=const характеризуют .наименьшие УПТ с ОГ,которые удалось достичь в двигателе с каждой испытанной КС при ккс&1, Х0ПТ и реальных значениях Vp. В зависимостях »помимо отмеченного,ис-

ключено влияние отношения Vp на этот вид УПТ (pic.26). Поэтому различия при n,u^=coast обусловлены,в основном,изменениями особенностей тепловыделения в каждой из КС. Анализ выявляет,что в этом случае находятся в линейной зависимости от FKC (рис.27,в),

т-е- 9-ir?= + ^vnp = Кс + $ir-np , I (24)

Q. = .KerFxc 9-irvnp п. , q. Г

^г kkcVp xKCVp , J

где - часть наименьших УПТ с ОГ,соответствующая кк:*I, Х0ПТ и

8)

n W

rMil )

Ц24

020

245 ftenv)

/ /

У 1

t:

Рмп

oi

—. /

Тш -s.1

( 2 V--T -.4

1 1

Htf

' 'Л

0 29,4 58,8 83,2 «7,6 <47 176,4^205,8 квт .

Рис.23. Влияние ¿Pkz на изменение показателей х работы дви-=2300 мин"; Где

<7,5 кпа

=2600 мин-', р_ =0,69 0,96 Ша(б).

Ю".2О,9Г

Si

№

.05 -оз. .0,1,

_ 0«„

/5

"75

гателя:-8413/14, п—........

1,2,3-¿р*Г)Г =25;25;7,75 кПа л Wj-Wa -перекрытие клапанов при в.м.т. - ID-I0";20-20°;20-2СДа): - при n,pe=ccnst , .где 1,2,3,4 - , -двигатели: 8413/14, п. -2300 мин"' Ре=0,715 МПа; 8412/12, /г -; I24-I24HI3/I4, п =2100 мин"', ре-0,69;

Рис.24. Зависимости <^H3win.//S---/(cn) при drnax »где 1,2,3,4,5,6-ТД: 84I4,5/I3( Fiat -8280); 8412/10 8412/10,5 5'; 8412/12; 8414/14; 8ЧН14/14;А,Б - разные двигатели (Зависимости определены при обработ-

о 1 * 2 « 3 Л и а 5 • 6

»

ке опытных данных В.П.Виноградова

Рис.25. Зависимости кП =J(^/s) , где 1,2,3,4,5,6-ХД: 8412,6/15( ММ, 5

=0,381); 8412/12(ЯМЗ-740_, dKC = =0,5); I04I2,5/I3(0M-403, dKC =0,75 # и 0,55); 8414/14(ЯМЗ-842^ ¿^ =0,521); 64HI6,5/15,5 ( MTU -331, dKC =0,575 ). 1

Ж

> 1 234 5 6

Н///// °нг°А

0,1-

0,3. 0,5. (Гн,р/3

Упр = I и пропорциональная Ркс ; к^- коэффициент пропорциональности, г.смЛкВт.ч).значения которого увеличиваются при увеличении ос и снижении п ,но не зависят от особенностей организации процесса сгорания; - прочие наименьшие УПТ с ОГ при К^Х, \опт и Упр=

= I,которые не зависят от особенностей организации процесса сгорания.

УПТ при тепловыделении с^ и определяются только специфи-■ кой тепловыделения в исследованных КС,которая при £р,/г,ос.?=со/и£ и кКс* 1,Х0ПТ проявляется при изменении размеров и формы КС (независимо от способов организации рабочих процессов),а также вблизи в.м.т. в момент образования отмеченной .когда в цилиндре протекает стадия быстрого сгорания. Из рассмотрения индикаторных диаграмм при отмеченных выше условиях'(рис.15) вытекает,что наибольшие их различия при изменении с1кс начинают проявляться в протекании участка быстрого сгорания . Учитывая,что с каждой КС (за счёт со- . вершенствоЕания ккс и регулировки Хопт ) не достигается заметного уменьшения различия в протекании" зависимостей рг,'!,г,х>х1=1(Ч1) »то представляется,что потери теплоты и .имеющие место на начальной стадии сгорания,определяют также последующий характер развития процесса сгорания и требования к особенностям смесеобразования и регулировке Хопт для каждой КС с целью достижения наибольшего 2-• Участок быстрого сгорания характеризуется высокими скоростями тепловыделения,интенсивным лучеиспусканием от выгорания.факела,сложным теплообменом (в котором принимает участие только' часть 'площади поверхности внутрицилиндрового пространства) и наибольшей . интенсивностью потерь теплоты в стенки КС,определяемой •

с1кс ),когда не сформировались еще наибольшими давление и температура цикла. При высоких же значениях рг и Тг темп потерь теплоты . в стенки КС существенно снижается,особенно при высоких ос. Отмеченное характеризует,в основном,лучистую природу потерь теплоты ^ и . Также вытекает,что в процессе теплоизлучения,сопровождаемого потерей части теплоты .активно протекает также процесс поглощения газами в КС части лучистого теплового потока д.-^ , т.е.

~ = и кя ~ - К я % (25)

гдечасть УПТ при тепловыделении в стенки КС,обусловленная (в основном) -теплоизлучением при выгорании факела; к^ - коэффициент,характеризующий интенсивность потерь теплоты в стенки КС при излучении, г.см/(кВт.ч).который снижается при увеличении ос и п. , но не зависит от особенностей организации процесса сгорания в дизеле.

Понимание теплообмена при излучении развивалось,в основном,в

направлении передачи теплоты от газов к стенке КС (как фактора теи-ловой напряженности tfc = ^р^" )• Поэтому представления о закономерностях поглощения газами час?ги теплоты излучения в условиях ICC носят до настоящего времени приближенный характер. Однако,факт пропорциональной зависимости между g.-lR, и FKC установлен на всех ■ исследованных дизелях. Причиной поглощения газами части теплоты излучения на участке быстрого сгорания (подтверждаемое японскими исследователями и др.) могут являться,прежде всего,углеводороды топлива и образующаяся сажа.

Аналогичными отмеченным (т.е. являются коэффициенты

характеризующие интенсивность потерь теплоты (в основном) при излучении соответственно суммарные,в газы и стенки КС

(рис.28). При учёте изменения продолжительности участка быстрого сгорания ipu=f(n) в значении коэффициентов делает их при

=const независимыми от п. . С учётом принятой размерности отмеченных коэффициентов,УПТ при теплоизлучении примут вид:_

Q - _ (KR9+KRr)FKc KV5FKC_ _ KRrFKC_ (26)

*ÍR 4l,9nxKCVp ' Ц9пкксУр ' 4f,9nxKCVp

Из анализа относительных УПТ в стенки КС §iRf Еытекает.что

они увеличиваются при увеличении £p,dKC и уменьшении £>,S, Vp> kK!,,o¿, п.

физически состав ОГ разделяется на "чистые" продукты сгорания (при ог= I) и "избыточный" Еоздух (пропорциональный o¿-I).являющийся в процессе сгорания,в основном,балластом. Поэтому прочие УПТ с ОГ $1Гпр Еключают УПТ от диффузионной стадии сгорания ^irgw9, и УПТ, затрачиваемые на прогрев (до'средних температур) "избыточного" воз-

т.е. УПТ с ОГ отражают в своём составе всю совокупность процессов, происходящих при тепловыделении в дизеле.

УПТ с продуктами неполного сгорадия включают потерю теплоты с сажей С,углеводородами СпИт ,оксидом углерода СО ,а также затраты теплоты,связанные с образованием оксидов азота Мх . Природа их образования и концентрации в ОГ оказываются различными и зависят от рабочих процессов и режимов работы двигателя,конструкции элементов ТА и др.

Мх образуются при еысоких температурах цикла преимущественно на стадии быстрого сгорания и концентрации их в ОГ увеличиваются при уменьшении а и п . Но в целом ряде случаев при &< 2(2,5) прирост Су0){ в ОГ приостанавливается и возможно их снижение,что определяется,превде Есего,характером изменения зависимости и др. Однако,образование Л/0Х при a0,tK>pK=consi весьма слабо зависит

от ос. Приведенные на рис.18,а и 21,в зависимости были оп-

ределены при п^сопаЬ и ккс,сС,У0,...=тГаг.

Присутствие С, СпНт я СО я ОТ является результатом их недовыгора-ния при тепловыделении,которое оказывается тем большим,чей пролоп-шчепшее 1рХт^,ккс<1 в\<\0ПТ. Из-работ Я.Б.Зельдовича,В.З.Махова и др. вытекает,что активное образование сажи обнаруживается на стадии быстрого сгорания: при резком повышении температуры и скорости окисления,а также при распространении турбулентного пламени по гетерогенному составу смеси в диффузионной стадии сгорания,протекающих с определённым дефицитом окислителя . На образование СО влияют особенности протекания холоднопламенных процессов,выгорание сажи,нарушение койцентрационных пределов сгорания СО .диссоциация двуокиси углерода и др. Образование СПИП обнаруживается на всех стадиях сгорания. Концентрация их в ОГ увеличивается при снижении температуры стенок КС и увеличении ,в результате которых наибольшие значения Ссн имеют место-при высоких ос (т.е. при работе двигателя на холостом ходу). Концентрации Ссн зависят также от конструкции элементов ТА и двигателя.

■ Относительные УПТ с продуктами неполного сгорания и образованием Л0Х определялись по уравнению

5 = 0#п + Оси * Ъсо + Ас (28)

#не HUQT '

где £}г- расход'топлива,кг/ч; ЦЛОх (в пересчёте на ), £?Ся(Угле_ водороды по соЬтаву условно приравнены к 90$ метана и 10$ этилена по объёму и приводятся к метану), Осо и - потери теплоты с токсичными компонентами и сажей в 0Г,кДж/ч,которые рассчитывались с использованием уравнений,вытекающих их законов Гесса и Кирхгофа для теплового эффекта реакций

(Ьа2,Осн,всо,<}с-/(Тг,ММг,Мсн,Мсо,КХг..:) , (29)

где ^=¿2+273 К; Мм ,МСН,МС0- масса токсичных компонентов в ОГ.

■Из результатов опытов вытекает,что суммарные УПТ с токсичными ком-, понентамии- сажей оказываются близкими для двигателя без наддува и'с наддувом. При этом наибольшая дом потерь теплоты обра- • зуется при эмиссии СпНт в 0Г,а наименьшие потери с сажей и образованием Мх в зоне средних и высоких ос. На рис.29 приведены значения ¡^¡(ОС) для ряда ТД без наддува и с наддувом при пм и пыом . Здесь видно,что изменение п. не сопровождается существенным изменением зависимости Наименьшие $гиСл7£л для различных организаций процесса сгорания достаточно близки и имеют место при о£ч> 1,8-2,5, а наибольшие-при работе двигателя на холостом ходу за счёт эмиссии СкИт и,в определенной степени, СО в ОГ. При о£<1,8

значения увеличиваются за счёт увеличения С#0х,Ссо, Кх в ОГ. Использование "широких" КС" сникает $iHC в зоне высоких сС ,а уменьшение dKC и.особенно, £0 ,наоборот,рёзко их увеличивает.

УПТ пш тепловыделении путем конвекции. Используя уравнения (19),(23),(25) и (28).определены составляющие УПТ при тепловыделении, которые из-за особенностей их изменения условно отондественны с конвекцией: *ЧКс_ ч , (30)

Значения функций $iK=f(&,d><c) и приведены на рис.30,а.

Здесь g-LK- - предельные наивыгоднейшие УПТ при тепловыделении конвекцией,соответствующие Значения g.-Lj<- уменьшаются при увеличении oi$,n,dKC,что определяется снижением давления и температура цикла,уменьшением времени и. площзди поверхности теплообмена Fro (рис.30,б).

Из результатов анализа-УПТ в систему охлаждения по характеристикам тепловыделения (x-xfy^ffy) было установлено,что средняя за . цикл величина этих потерь теплоты оказывается равной текущей потере теплоты при * 7°(Ю°). Большее значение (^ соответствует зисоюш нагрузке (ос«1,4-1,6) и п .способствующим продолжительному тепловыделению ipxmax . Особенности процесса сгорания в дизеле и режим его работы оказывают влияние на изменение ip ,но незначительно. Так, при "узкой" КС более короткая продолжительность тепловыделения сочетается с более поздним моментом качала впрыскивания,чем в "широкой" КС. При снижении п. сокращается уХтаж ,но увеличиваются потери теплоты в систему охлаждения x^x-x^JCip). УПТ являются со- ■ ставной частью суммарных потерь теплоты в систему охлаждения дви-.гателя (g-k +g^),поэтому условно примем соответствие ipw средним за

цикл УПТ с,- .что не внесёт существенных погоешностей в результаты й к „ " j

последующего анализа и расчеты. 3 этом случае для исследованных акс,

п.,ос, с достаточной для последующего анализа точностью примем

= + =(0,8-1,0).I0~2.Sscortst ,где и iS'w определены для пном (С„» 10-10,7 м.с-*) и с£»1,6. При увеличения oi значение ¿S^ уменьшается,a d«3p увеличивается. Аналогичные явления в определенной степени имеют место и при уменьшении п.. На рис.30 в для испытанных КС при -const приведены зависимости ^iK--f(FTO),oooi-ствующие ккс& 1,\опт и Vnp = I. Относительная площадь поверхности теплообмена для современных конструкций внутрицилиндрового пространства дизеля определялась

Е H4S4d2M(£P-i) K9dJ+ Kcp + (31)

гто- ^ : .

РИс.26. Показатели работы ТД 8412/12 в функции о; и при п. =1400 шн"1, I, \0ПТ ,где 1,2,3,4- dKC=0,75;0,625;0,5; Л 0,433.

СО ' СХу <

Рис.27. Схемы для определения относительной ' ' площади поверхности КС- FKC (а).коэффициента ^J формы КС-к<р(б), зависимостей =/(Fkc)

и_коэффициентов k'r, к%г при n,<x$=const, dKC=-faz (в).

К,

ю5.к

Rg,

кДж.си .10

-а

■ *в \

■ »с 1Ц

Л

У

'к ..... ..U-3

*- г;: ---- -.-1

Л

Ч

9 жК«г

¡h

Рис.28. Зависимости ,

где 1,2,3- о^=1,5;2,5;5; А,В,С-ТД--8414/14; 8412/12; 6410/9,5. .

woo

200О П, ЗОИ мин"1

Рис.29. Зависимости §-iHC=f(°t) .где 1,2,3,4,5-ТД: 8413/14(<f0 =16,4; tJw= =0,445;0,561;0,73); 6ЧШЗ/15( Ио^о-ТД-120А, <feftI3,6, ¿¡№=0,576); 64Н14/ /15,2 ( Cummins -КГА-1160, £0 =14,2, d%c =0,76, =8.5 мм); к,Ъ-пиом = =2100-2200 вин"1, Пм =1400-1500

мин

-I

у:

----

--5

5 ос«

где ки - коэффициент,учитывающий отличие реальной площади поверх-

пз

ности вытеснителя поршня от плоской. Из результатов опытов вытекает,что УПТ увеличиваются практически линейно при увеличении FT0 . Наклон зависимости оказывается тем большим,чем меньше ос. и а . В потере теплоты g.iK- принимает участие вся поверхность ЕнутрицилиндроЕого пространства,что делает их как бы последующими по отношению к = По результатам опытов (рис. 30,в) запишем кк(РГ0-С)

= 41,9 п.кKCVP ' (32)

где кк- коэффициент,определяющий интенсивность УНТ при тепловыделении конвекцией,ч)мпн (Рис'30,г,д); G - константа,см-*,значение которой увеличивается при уменьшении 31,s и увеличении ер,но не изменяется при Значение кк (соответствующее ,

УПр = I) увеличивается при снижении сСц и увеличении £р,рк,сп ,но не обнаруживает связи с интенсивностью организованного макродаинения заряда в цилиндре и КС (в частности',при изменении ь>£дПГ при 1С0 = =тГаг и др.),чтЬ согласуется с результатами исследований Р.М.Петрз-ченко,А.В.Еарова,Ц.В.Страдомского и др.,из которых следует,что ..."изменение ojz в цилиндре и КС оказывает незначительное влияние ia изменение как фор^ы полей тепловых потоков в основные детали тзигателя.так и на их величину. Не "переносная" скорость определя-:т теплообмен конвекцией,а пульсации скорости,непосредственно влия-)щие на турбулентность в пристеночных зонах,источниками которых явится струйные течения при впуске,перемещение поршня,перетекание ¡аряца при сжатии,срывы потоков на острых кромках,неравномерность ¡аспространения пламени и др.". В дизеле с наддувом (по отношению : безнаддувному) пра £0,dl(l.=cDnst и кКс»I, \0пт увеличение давления температуры цикла,сопровождаемое увеличением Кк и g.-iK .является дной из причин снижения (рис.33,а).что характеризует конвектив-уа природу УПТ,определяемых ..

Применение уравнения (32) для других форм КС (в частности,при

ереходе_от т—г kt^j и др.) и дизелей пра Ккс*1, хопт показало,

то при FT0,n,(tff = const одновременно изменяются кк и С,однако пре-

зльные нанЕыгоднейиие УПТ практически не изменяются. Отноше-

v тд т?

зя УПТ для различных дизелей (в частности,для 84j|, 8Ч-Ц, -

и ^p?dKZ,cn,pKycc^=const весьма близки (или одинаковы)

сношению их FT0 _ FTOi<

FTOz ' (33)

[e I и 2 - различные двигатели. Это позволяет достаточно близко

■ссчитыЕать значения ^ для интересующего двигателя по результа-!м других исследований.

Относительные УПТ .определяемые по уравнениям (32) и

(33) .увеличиЁаются при уменьшении 3,S,dKC,Vp,kkc,oí,п. и увеличении ер . ■ Распределение основных потерь теплоты при тепловыделении. Используя приведенные уравнения,определены и основные УПТ при тепловыделении для исследованных дизелей. Относительные величины этих показателей и результаты опытов в функции dKC)n.,cC приведены на рис.31. Из них вытекает следующее.

- Рассчитанные значения для испытанных дизелей близки (практически одинаковы) реальному изменению этих функциональных зависимостей.

-Суммарные УПТ с ОГ ^ и вследствие излучения g,-LR являются наибольшими и сложными.

- УПТ с ОГ при-dKC,сС=const и снижении п, уменьшаются вслед- . ствие сокращения продолжительности тепловыделейия ipXmax • Причём, доля в них увеличивается,а доля §1Гдиср снижается. При n,cC=const и увеличении dKC значения изменяются незначительно,что также вытекает из соотношения

= _ _ ff¿rg + $irgutp +2Lr(0i-1)+— + (34)

lr~ ~ ' " '

в котором с каждой КС достигается одинаковый (или близкий) уровень ш $irgu<p и #г(ес-0 (определяемый ккс*1, Х0пг "и cí~con.st) и различия И ^.обусловленные отличием КС по FKC и FT0 . При n=con.st и уменьшении нагрузки в двигателе уменьшается доля fyirgu(p . но увеличиваются доли g.¿rR и ^(u-í) в суммарных УПТ с ОГ. Это перераспределение потерь теплоты определяет,что в диапазоне OÍ&Z-A-достигаются наименьшие относительные потери теплоты с ОГ (рис.32).

- Суммарные УПТ при излучении изменяются незначительно при изменении нагрузки,но активно возрастают при увеличении £0,dKZ и снижении п и могут достигать одинаковых с cj.ír значений. Составляющие этих УПТ g.irR и в' функции £g,S},S,dKC,n изменяются аналогично При уменьшении нагрузки в двигателе значения §¿R^ снижаются,а . - увеличиваются. Определение теплоты излучения связано с прогрессом'в измерительной технике и трудностями в разделении радиации от конвекции. При использовании оптического спектрометра инфракрасного излучения в сочетании с4поверхностной термопарой с сапфировым стеклом Т.ОгуриД.Такедой и др. были выполнены исследования на двигателе 2чЩ, е0= 14,4, 0,7 при п = 900 мин"1 по определению потерь теплоты излучением пламени внутри цилиндра,которое в диапазоне нагрузок при сс = 1,13-2,41 составило ^ »0,25-0,05. При пересчёте этих потерь теплоты (по установленным зависимостям) для дизеля 84ÍI , £0 = 16,4, dKC= 0,7, ti = 1000 мин-1 .и обгони сос-

- 45 -

тавили ~0,321 и превысили- определенные на ~4-1152 (рис.31).

- ЛИ при тепловыделении путём конвекции ^ являются одними из наименьших в двигателе без наддува. Они увеличиваются при увеличе-1100 £о>Рк и уменьшении и являются причиной снижения в области "узких" КС (рис.33,а,б). Учитывая достаточно низкий уровень ^ в дизеле без наддува,становится объяснимой причина слабого влияния материала головки цилиндра и поршня на совершенствование 2: .

- ЖГ при тепловыделении с продуктами неполного сгорания . - наименьший вид потерь теплоты особенно в области средних и высоких нагрузок.

Из анализа различий особенностей смесеобразования,показателей даигателя и распределения УПТ при тепловыделении при <1Кй =Лг (рис. 33,а) вытекает,что их формирования определяются,прежде всего,особенностями протекания участка быстрого сгорания . В частности, "плотность" теплового потока при излучении,услоЕно отнесённая к площади поверхности КС, кДж/м^.ч,

_ + э. (К*9 + КЯг)(£Р-1)Н^ % , ' (35)

увеличивается при уменьшении йкс (прежде всего вследствие уменьшения Ур ) и способствует повышению локальных температур в КС. Последнее, согласно закону Аррениуса ,где к - константа скорости химической реакции; С - константа; Е - энергия активации)сопровождается увеличением скорости химических реакций. В "узкой" КС (в частности, с1кс = 0,5 - "объёшоплёночный принцип сыесеобразоза- « ния) это способствует активному испарению капель топлива как в объёме,так и на её стенках и еысокой интенсификации сгорания в диффузионной области,сопровождаемой сокращением продолжительности сгорания1 рхтах- Эт0 является причиной более позднего ®впрВПТ и уменьшения 1р^.,(-^)та1ПХс„т,Слс,х. Одновременно такое развитие процесса не нуждается в чрезмерно тонком распиливании топлива (рис.13,б;15-17; 33,а). Предельными случаями такого развития процессов сгорания являются вихрекамерное и предкамерное смесеобразования,у которых значение у, существенно увеличено (за счёт низкого 7Р и еысокой €р ), 1 требования к качеству_распыливания топлива ещё более снижены.

В."широкой" КС.(при 0,75 - "объёмный" принцип смесеобразования) значение ^ уменьшается (рис.ЗЗ.а) и снижается его Елияние ¡а испарение топлива. Поэтому для обеспечения качества смесеобра-ювания на уровне ккс*1 требуется (с учётом увеличения дальнобой-юсти факела) высокая энергия механического распиливания топлива >ез попадания его на стенки КС. Диффузионный процесс сгорания про-

Й

1« \

ч 1

ос.3,8

hb

0^5

0,15 .1,05

НИ-

НЫ-v9--

j.í5-0.«

■'Л,

- -V 1/Í

— -ir, - -

Si

-AL

у

а.

í

3«.

а-6,(

т

9 « (3 ссу 15 С

Bio. 30. Зависимости =/(<*; и для ТД-8Ч14/14 при п. = К

=1500 мин х, ккс* 1,А0ПГ_,где 1,2,3,4- <¿^=0,521; 0,557; О,62I;0,75(a); - Схема для определения Fro (б); Зависимости dKC,<j.iK-=f(FTo) для.

ТД-8Ч14/14(в); - Зависимости XKt=/(oCv) Д^ ТД-8412/12 и =

для ТД-8414/14, где 1,2,3- с„ = =10,7;7;4,65 м.с-*; заштрихованное поле - определение КК1=/(с6р) для ТД--8412/12 по результатам опытов на ТД--8414/14(г); - Зависимости кк=/(сп) ^при oc7=const (д).

у

Í

J "Hi ,

.-ri "íar-1

-л

N

■sn-аооммг ívn.1M0 -

I

•м>дм,-

а

.Рис.31. Распределение осноеных удельных потерь теплоты (УПТ) при тепловыделении в ТД-8414/14.

Рис.32. Поля отклонений зависимостей £ir=/(oi)_ при KKZ*1,Xonr для различных ТЦ при (¿Kc^ifez ,где 1,2,3,4,5- п =3000; 2600;2300;I500; 1000 мин_1;А,В,С-fo=I6,0;; 16,8; 17,4.-

а ос <о

текает с малой интенсивностью и является причиной увеличения Ч>Хп,ах Это сопровождается необходимостью более раннего оптимального начала топливоподачи и тепловыделения (рис.15,16) и препятствует реализации в двигателе высоких п .

Отмеченный механизм влияния увеличения ^ на сокращение !рхтах> уменьшение 9Впропт,\пт 0 изменение характеристики (снижение

интенсивности тепловыделения на участке быстрого ^ сгорания и увеличение её на участке диффузионного сгорания,затрагиваемые в работах И.И.Вибе.Н.Ф.Раз-лейцева,В.З.Махова и др.) проявляется при увеличении «9, S, <?0,р^,ре,г уменьшении dKC,V0 и др.

.'Из распределения потерь теплоты при тепловыделении вытекает,что на оптимизацию размеров и формы КС для достижения gemax практическое внияние оказывают только УПТ §ьк и механический КПД i¿M. Условием оптимизации КС при n.,cC-const является достижение

больших dKC. Это характеризует,что для каждого дизеля достижение отмеченных показателей связано с определением "своей конкретной" КС, При уменьшении dKC значение рмп увеличивается,но не значительно (см.раздел 3). Если учесть преимущественную загрузку ТД в зоне пм ,то в первом приближении можно принять pM=const при dK=ifaz ,что сводит достижение gemax Б значительной степени к условию i |Где и изменяются различно при dKC =

= iJaz (рис.31,33,а). Зде_сь также видно,что при введении наддува увеличиваются §iK, fri^ и ¿ксопт . Используя полученные уравнения,были рассчитаны оптимальные размеры и форма KD для ряда дизелей,результаты которых оказываются близкими (или одинаковыми)используемым (рис.33,б). Вместе с этим расчёты показывают,что по мере увеличения рабочего объёма цилиндра \ и,особенно, 5 ,при которых существенно снижаются FKC и Frg .оптимальные размеры КС достигаются при все больших значениях dKC . Это объясняет выработанные практикой даигате-лестроения соотношения: дм3, 0,4-0,5; 1^*1-2,5 дм3, c¿w« »0,5-0,56 для дизелей без наддува и 0,53-0,6 для дизелей с наддувом; 7 дм3, d.^0,75.

На выбор размеров и формы КС дизеля могут накладываться и особые условия: дополнительные ограничения по тепловой и механической напряженности в работе основных деталей двигателя.следствием которых являются dKÜ>d,<Corrr}\<XonT .снижение £0 .увеличение ос при ре = = const и др.; стремление увеличить ккс в зоне рабочихtimí%0,5.пиом (где tos<<OJTonTf(fI)Co>(fl)caon^-')G целью увеличения крутящего момента Мк и . снижения Кх путём введения в форму КС специальных турбулиза-соров (в частности,квадратная КС -¿) ;КС КС дизеля Waimlez-

- 48 -

-Зет 01-1-4421й ,8Чн||^| и др.).

Используя зависимости для УНТ при тепловыделении в функции параметров двигателя,особенностей его рабочих процессов и режимов работы, -а также рмп=£(сп), возможно прогнозирование ряда других показателей двигателя (рис.ЗЗ.в).

Тепловые потоки в стенки внутрицилиндрового пространства являются важным фактором работоспособности основных деталей двигателя и их определению посвящены работц В.Нуссельта,Г.Вошни,Р.М.Петри-' ченко,А.К.Костина,С.А.Батурина,Г.Б.Розенблита,Н.Д.Чайнова,М.В. Страдомского.Б.С.Стефановского.А.С.Хачияна и др. УПТ при тепловыделении и .отнесённые к площади поверхности теплообмена, определяют осреднённые по ним суммарные (за цикл работы) удельные тепловые потоки (ТП) в основные детали двигателя. ТП при излучении на единицу площади поверхности КО,кДж/м^.ч,определяются

Ч'*'91-10 кк '

Отсвда следует,что значение ^ увеличивается при увеличении а-(вследствие_ снижения и увеличения ) и £р (сопровождаемом .снижением Ур ),а также при уменьшении с1кс{из-за снижения УР и некоторого изменения 2М ) и ккс (когда увеличивается 1рхтах). Измерения .выполненные Г.Б.Розенблитом на'двигателе ЗД-70,16Чн|у при п. = 1000 мин-^, ре= 1,17 Ша, оС = 2,3 и определение их для данных условий по уравнению (36) показали превышение последних над первыми на ~6-12$.

. Для определения величины и распределения ТП в головку цилиндра, поршень и гильзу цилиндра уравнение (19) запишем в виде

где Уь, и $1м=Щ~60~2м) ~ эквивалентные соответственно эффективной работе и работе внутренних затрат в двигателе. Здесь вместе с ^ и через стенки внутрицилиндрового пространства отводится.в систему охлаждения двигателя также часть теплоты , которая включает затраты на процессы сжатия-расширения,газообмена и трение в цилиндро-поршневой группе. Для дизеля КамАЗ-740,8ч|| доля отмеченных затрат по отношению к составляет к^«0,78 при пндм= 2600 мин-1 и 0,83 при 1гм= 1400 мин-*. В совокупности-$1К и формируют характерные распределения ТП в головку

цилиндра и поршень в функции радиуса цилиндра,а также цилиндр,которые (согласно работам А.К.Костина,А.В.Жарова и др.) мало'изменяются при переводе двигателя с-режима прокручивания в режим работы. Учитывая это (и полагая,что "плотность" ТП по площади поверх-

ностп КС при излучении изменяется незначительно).запишем (в Первом приближении) уравнение,определяющее состнслеипе условных ТП на рассматриваемый участок поверхности зьутшдиглндрового пространства ,Е х Ьч^то______(38)

где' суммарный ТП, кР- коэффициент .хг.эа^тердзукщли отличие локального ТП по отношению к среднему по рассматриваемой площади поверхности теплообмена (рис.34,а), Резу^зтягы расчётов по уравкзнию (38) .выполненные для участка поверхносг; :-эловни цилиндра над центральной частью КС (без учёта особенностей конструкции и др.) Ери

приведены на рис.34,6,з. Полу^ен-гне значения )ус/1 ока_ зываются близкими типичным для двигатетл ез наддува и характеризуются значительным влиянием на них . 3 частности, в работе Г. Эберсола экспериментально определенное отношение с/ для двигателя

ПРН п= 1200 мин"1 составило ~0,35-0,45 при полной нагрузке и ~6,05-0,1 при работе на режиме,близком холостому ходу и др. В дизеле с наддувом (несмотря на некоторое увеличение £>м из-за снижения суммарных затрат на газообмен и др.) наблюдается снижение

)усл по отношению к дизелю без наддува,что определяется увеличением £'1к (из-за увеличения рг,ТР ) и к„о/о (из-за увеличения затрат на сжатие-расширение,впуск и выпуск,...), а также снижением ^ (из-за снижения е0 .увеличения У0 ,...).

Из результатов формальных сопоставлений вытекает, что ТП (по составляющим) в стенки внутрицилиндроЕого пространства,рассчитанные по приведенным уравнениям,оказываются близкими определяемым в теплотехнических исследованиях.

Использование основных УПТ при тепловыделении совместно с характеристикой рмп=/(сп) является удобной методической основой для прогнозирования изменения показателей ТД в зависимости от элементов его конструкции и режимов работы.

7. Оптимизация отношения хода поршня к диаметру цилиндра в транспортном дизеле

В решении этой общей для ТД проблемы,которой посвящались работы Н.Р.Брилинга,Д.Р.Поспелова,В.В.Эфроса,В.Г.Дьяченко и др..затрагивается широкий круг вопросов. В их числе рабочий объём цилиндра

.особенности конструкции дизеля и его рабочих процессов,режимы работы и другое. Поэтому, с целью выявления общих закономерностей и некоторого упрощения задачи, примем следующее: - двигатель без наддува; <?0= 16,8; КС цилиндрическая = 0,55 и . 0,75 соответственно с плоским и коническим дном,коэффициент формы

(0.23 .21

.19

кдж

Мг.Ч

М

.15 3.-

^¡Ид'&к 0,20

£ V/

1 / 1/ л

ч^ — У

1

к / И"

,___

т—-

ц4 0,5 0,6 0,7

1 | а«

0,4 4 0,5 0,6 ^ 0,7 ■

1СЦ кс

— 1 — 2 1

«ч, И V ✓

1 Г~1

220 Г -(КВТ.Ч) 210

%'

225 г (квт.ч)

2(5 205 155

230

220 г

(квт.ч) 2(0

5С0 1300 1700 п 2100

мин

-I

Рис.33. Формирование Ъи в ТД 8Ч-8ЧН12/12, £0 =17,2 и 15,5

при /1=1500 мин-*, сС =1,4,Хопт ,где 1,2 - опыты и расчёты для двигателя без наддува, 3 - расчеты для двигателя с наддувом при рк =0,065 Ша(а); Расчёты по определению целесообразных £«г цилиндрических КО, где 1,2,3,4,5 - даигатели: 8Ч12/12( <Ге=17,2) и 8414/14( £0 =16,2) при п. =1500 мин"'(сЬактические 0,5 и 0.521): 6ЧН16,5/15,5( МТЫ-331, Ук =3,31 дмз; £0=14) при п =20об и 1б00 шн" Сфакти4.0,576); для дизеля =3,31 дм3. § =2. £с =14 при п. = =_Ю00 шн'Чб); Зависимости для 1Д ЯМЗ-238(8413/14, <?<, =16,2, ¿ке =0,561), где А,В- а; =1,4 и 2,0; 1,2 - опыт и расчет (в).

-1

а)

? а

I" ь VI

Ум

«Эй

Г*--? 1 2 3 4 -7Г--ч -

•ЙЕ «чг^ 1

5 . 6^7)

.Рис.34. Схема для определения коэффициента кР для площади поверхности цилиндра (а); Зависимости =/(<*) для ТД-

-8412/12,где 1,2,3,4- с1кс =0,75;0,625;0,5;0,433; б,в- л =2600, 1400 мин-

которых Кр»0,926-0,973; качество процессов смесеобразования ккс*I и тепловыделение при Хопт ; •

- отношение ^Hi</S= 0,765.Ю-2; зависимость =/(сп) по рис.24;

- поршень: к = 0,16.3- относительное расстояние от его плоскости до 1-го компрессионного кольца; 4.Ю-3.33- средний (на участке поршня Л) диаметральный зазор "головка поршня-гильза цилиндра", вытекающие из рекомендаций фирмы МакСе и практики двигателестроения; зависимость ,dK^ по рис.25 для дизеля ЮЧ-Sj^p ;'

- зависимость по рис.32; УПТ с продуктами неполного сгорания $iHC- 0,019; 0,015; 0,011; 0,0175 соответственно при

оС= 1,3; 1,4; 2,0 и 4,0 и ¿Кй,п=&аг ;

- зависимость pMn=f(cn) принята "по двигателю" 84j|,использующего 2-х клапанную головку цилиндра и поршневую группу с тремя кольцами;.зависимость g принята близкой для двигателя 84j|;

- зависимость pR=J(cn) соответствует-барометрическому давлению 100 кПа, сопротивлению воздушного фильтра и впускного трубопровода 2,46 кПа при сл=; 10,5 м.с-*, а также температуре воздуха 25°С и его подогреву ео впускном трубопроводе на 3-5°С.

При ri=const и увеличении отношения S и V^ увеличивается также Сп (при которой _снинается си увеличиваются £P,VP) и уменьшаются значения FKC и FT0 . Увеличение здесь dKC с 0,55 до_0,75 способствует дополнительному увеличению Vp и FKC и снижению FT0 (рис.35). С использованием отмеченного определены УПТ при тепловыделении в систему охлаждения,относительные значения которых показаны на рис.36. Здесь видно,_что и g.tl< увеличиваются по мере уменьшения ft. Увеличение dKC дополнительно увеличивает и снижает .

По принятым условиям и значениям УПТ и определены функции p/,2M,pe=f(yh1S,dKC,n,oc),pi]c.37; 38,а. Здесь видно,что значение 2i увеличивается при увеличении п. . "Широкая" КС имеет преимущество,прежде всего,в области высоких S я ^ ,а также при снижении п . Механический КПД при этом изменяется обратно изменению ^ .

Из особенностей изменения зависимостей 2e=f(Vh.,S,dKC,n.,ci) вытекает понимание оптимального значения SBnT .соответствующего достижению 2втах • Значение SonT увеличивается при уменьшении ^ и и, Увеличение и /г резко сникает 50пт ,делая предпочтительной "короткоход-ность" и подтверждая выводы Н.Р.Брилинга о преимуществе короткоход-ного дизеля в области высоких п . Примером этого является двигатель МТУ-331 (6-12ЧнЦ*§, Vk = 3,31 дм3, rv = 2400-1200 мин-1, %emax » »0,407).

По мере увеличения V^ наибольший достигаемый уровень Четах п0~ степенно возрастает и смещается в область меньших п и больших S .

М.(

3 П«

7—^2 2 см1

ом21

о,8 * (,г 1,6 з ут о,а (д (,5 $ 2,0

Рис. 35. Зависимости сп, £р, УР, Ркс,^.0=/(з) при п= 1500

■мин"1, сс=1,А, где 1,2,3,4,5- \ =0,5;1;2;4;7 дм3; А,В- с^с=0,55 и 0,75.

<0 ......«)

\

к

К? 0 41.

—- Л 1

1 1 ---

а

Я

—

1К

2,2 5 г.6 16 \р 1.4 1,8 5 0.6 1Л 1,4 $ и. Рис. 36Зависимости относительных удельных потерь теплоты при тепловыделении в систему охлаждения даигателя в функции 5 при о£=1,4, где 1,2,3,4- \^=0,5;1;2;4 дм3;' А,В- 0,55 и 0,75; а,б,в- л = = 1000; 1500 ;'2000 мин' "

-I

При этом диапазон частот,соответствующий %етах .активно сокращается. В зоне малых п .когда уменьшается рмп и увеличивается .оптимальное значение относительного хода поршня увеличивается и достигает SonT> 3(рис.38,а). Ряд фирм используют эти особенности и создают ыалооборотные длинноходные двигатели о высоким эффективным КПД. В . частности: Snhez-RTtl-84, бДнЦд, S = 3,45, И = 70-87■ мин-1, * 0,506; Mitsuêi-ski-МНЗ-VEC-60L ,5-8ДН^, S = 3,_I7, ti = ПО мин"'. 2е„ах л MM-S-undM- - Ь 42Ш/МСЕ,5-6ДН^§£, S = 3.24. а = 159

мин-1, na sr0,506-0,53.

Из приведенных результатов исследований такке Еытекает, что для каждого дизеля при V^n-const совершенствование организации -рабочих процессов и pu способствует увеличению SoaT.

Учитывая,что каждое из составляющих максимального эффективного '2smax2i2м Ф°РмиРУется в функции оС .определяет также зависимость s опт от • Из приведенных зависимостей >$е=№,сС)> определенных для дизеля = I дм3, dKC= 0.55 при п = 2300 мин-1 (рис.38,6).вытекает,что при увеличении сс значения увеличиваются, а значения 2M=/(S) снижаются. В результате наивыгоднейший удельный расход топлива g-stnin. достигается для оС= 4;2 и_Х,3 при SorjT«0,5; 0,9 и 1,16. Это свидетельствует,что значение Sonr увеличивается при увеличении нагрузки. Зависимость §e=/(s) .определенная при сС- 1.3 (кривая 4), сопоставлена для данных условий опыта с аналогичной зависимостью (кривая 5).которую H.MaLez показал в докладе "Уровень разработки и тенденции развития дизельных двигателей с непосредственным впрыском",сделанном на симпозиуме фирмы AVL в октябре 1987 г. в Москве. Как следует из приведенных результатов эти зависимости практически совпадают.

На рис_.38,в для двигателя с I дм3, dKC= 0,55 показаны зависимости S0nr=f(cc,n)

,из которых видно,что значение ¿ояг увеличивается при уменьшении сС и п. . Здесь же приведены нагрузочные характеристики .определенные для данного двигателя при л. =2300 мин-1 и 5 = 0,5;0,9;ï,2. Из их рассмотрения вытекает,что длинноходный двигатель имеет преимущество по отношению к короткоходному по топливной экономичности в области высоких форсировок по рв ,но явно-проигрывает ему в области малых и средних нагрузок (для où = 4 показано относительное ухудшениепри увеличении S ). Отмеченное дополнительно усложняет Еыбор S для ТД,работающего в широком диапазоне п и ре и обусловливает взаимосвязь оптимизации показателей двигателя с основными режимами его работы. Для снижения эксплуатационных расходов топлива транспортным средством целесообразно осуществлять преимущественную загрузку его двигателя при наивыгодней-

ших fye-J(pe) >которые в наибольшей степени соответствуют частотам вращения пм«П00-1500 мин"* и которым предпочтительна длинноход-ность (для увеличения ре).сопровождаемая относительно малой степенью снижения 2М (рис.37). В результате наивыгоднейшие значения

незначительно изменяются в диапазоне от ре»0,7-0,8 Ша доретах-Примерами таких разработок являются ТД ßaimlez-Benz-ОЫ-366 (64- --64Hj^|, S — 1,362, Vh = 0,993 дм3, п_= 2800-1200 мин-1, 2етах »0,430); CummLn.s-6B1-5,9 (6Ч№^, S = 1Д77> 0,98 дм3, а = 2500-1200 мин-1, %ета% «■0,413); ЯЫЗ-752 (6Чн||, бЧН^-^) и др. Одновременно практика транспортного двигателестроения подтверждает совокупное увеличение S и рр „в области частот 1гм (рис.38,г).В области высоких частот увеличение S сопровождается значительным снижением 2 ъ 2е ,что делает предпочтительным снижение tiH0M (рис. 37,39). М

Глубокая совокупная оптимизация показателей двигателя и режимов его работы на транспортной установке возможна путём создания 1Д с переменным ходом,вероятность появления которого очевидна. Такие двигатели.использующие "барабанную" компоновку и работающие по циклу Отто,уже показали свое преимущество в совершенствовании эксплуатационных расходов топлива, дости1,ающих~25^.

В ы в о д ы-

I. Разработан метод совершенствования ТД по эффективным и экологическим показателям,включающий рациональный выбор отношения S= = J- .размеров и формы КО,конструкции Енутрицилиндрового пространства, параметров газообмена,а также оптимизацию процессов смесеобразования и сгорания с учётом режимов его работы. Данный метод был использован на всех стадиях доводочных работ по совершенствованию показателей работы ТЦ ЯШ серийного производства,в результате которых достигнут уровень максимального эффективного КПД пв «

C-CfttQX

»r0,414 для дизелей без наддуЕа и а*0,421 для дизелей с наддувом при выполнении действующих ограничений-по дымности и токсичности отработавших газов.

Использование данного метода на стадии проектирования нового ТД позволяет формировать его конструкцию с учётом обеспечения рацио-' нальной взаимосвязи рабочих процессов и непосредственно в начальный период испытаний его макетного образца достигать показатели по уровню форсировки,эффективному КПД,дымности и токсичности ОГ соответствующие лучшим мировым образцам ТД. К числу таких разработок относятся ТД: ЯМЗ(КамАЗ)-740 (8Ч||), ц = 2600-1200 ыин"1, 2етох~ ssr0,39 в 1968 г.;ЯМЗ-842,8421(8Ч-8ЧН*|), п = 2300,2100-1000 мин~1'

'V/ У /у\

V

2,2 $ 2,6 0,6 _ 1.0

Рис.37. Зависимости при о£=1,4, где 1,2,3,4- 1^=0,5;

1;2;4 дм3; А,В- ¿кс= 0,55 и 0,75; а,б,в- п. = 1000; 1500;2000 мин-*.

И6

4,

п.

■"0,5 ( 1,5 2 2,5 ^ 3

Якс=0,75 • =0,55

<,2,3,4-Ул=Ц5М;2;4дм3

) У и Р 5

Рис.38. Зависимости 2м,2е=.Л5) при п. = 500 мин и оС= 1,4(а): Определение £\опт для ТД V*. =1 дм3, с?кс=0,55, п. =2300 мшг'где 1,2, 3—об = 1,3;2;4; 4,5- ое=/С5 ) при «.=1,3 по зависимостям I и по о данным ширмы .Зависимости ае,$0ПТ^(ас) для ТД К = I дм01,

1>2',Г^ п. =2300 мин-'; 4,5,6- п

-¿^и; 1500; 1000 мин чв;: Статистические зависимости для современ-надцуга"г)И пм=1100~140й мин"',где А,В,С - наддув+ОНВ; наддув; без

П, мин

2000 . Я, мшТ

Рис.39. Влияние и п на формирование /?е ТД с дм при оС =

=1,4, где 1,2,3,4- £ =0,8;1,2;1,6;2,0; а,б - 0,55 и 0,75.

в-р =(,75МПа

----е 1,52 ■■

--------- (,05 »

\ т\

20

40 ф , 60

ос "2м

'-3,2 0.9

♦ ^тдх

-2,8 0,8 0,9

0.7— 0,8

К*

-■2,0 0,6-20 0.7

♦ •♦46 /о 0,5-0

0,3 0,6 0.9 Ц 1,5 ре, (,8 МПа Рис.40. Показатели работы ЗД по нагрузочным характеристикам при Ми=1400 мин"1,Где А,В - 6ЧН13/14 и 6ЧН13/15,2(начальная стадия испытаний; формирование рабочих процессов на стадии проектирования и изготовления двигателей).

______ I ИПа

"^лг^Г"^^'^

«с

ц.

ВВП

г,.

БСЭ "С

<03

0.1Рн Р, рт.|

<0 ф, 60 _

2(00 П, мин

09

0,2

РвП'РвЫП' I Рго-МПа

-о.н

гги п.икн"1

Рис.41. Скоростные характеристики ТД ЯМЗ новых разработок,где А.В.С.Д - двигатели: ВЧН13/14Ц990 г.) .6ЧН13/15,2(1990 г.),8ЧН13/14 (ШЗ-750, созданный на базе 8ЧН14/14,1988 г.) с 4-х клапанными го-лг.'ру.^гли ¡^лпндров,формирование рабочих процессов в которых осуществлялось на стадии их проектирования и изготовления;"8ЧН13/14 (на базе серийного дизеля, 2-х клапанная головка цилиндра,1987 г.); Еохл - эффективность ОНВ; температура ОГ до и после тур-

бины и воздуха после компрессора; а - давление ОГ перед турбиной (а); тг

- Параметры газа в цилиндре и интенсивность активного тепловыделения в ТД 6ЧН13/14,где 1,2,3,4- а =2100;1700;1400;1000 мин'Чб);

- Показатели тепловыделения,газообмена и механический КПД,где А.В--ТД: 6ЧН13/14 и 6ЧН13/15,2(в).

Выделения токсичных компонентов с ОГ,определенные в соответствии с Правилами Л 49 ЕЭК ООН: ■ *

<Ыох ¡ген &со

6ЧН13/14 12,4 6ЧН13/15,2 10,8-

-1,84 -1,72

3,14' 2,14

Ограничения по Правилам П 49 ЕЭК ООН, 19Э1 г. .

14,4 .2,39 11,20

%0 ' 2~сн ' со ~ удельные выбросы токсичных компонентов с ОГ, Н г/(кВт.ч).

Pemat*0,8 и 1,1 Ша, ^ema*-0'403 и °'41 в 1973-1974 т.; ЯМЗ-750, 751 (8ЧН§), a= 2100-1000 мин-1, pSma* 1.52 Ша, 2emQx«0,445 в 1988-г; ЯЮ-752 (бЧ^-^). п= 2100-1000 шш~Г, рет0* 1,7 Ша, 2етах*°-45 и Д-200(6ЧН |§), ъ= 2100, 1750-1000 ша"1, Рвтах~ »1,6-1,7 Ша, 2етах«0,455 в 1990 г. (рио.40,41).

' 2. Разработаны (в первом приближении) основы теории распределения УПТ при тепловыделении в ТД,которые определяются протекающими, в процессе сгорания процессаш и имеют связь с конструктивными элементами двигателя и режимами его работы. Определены особенности изменения кадцого из основных УПТ при тепловыделении,которые в совокупности фо'рмируют характер выгорания топлива jp =/('{>) >индика- . торный КПД 2i >относительные потери теплоты с 0Г ^ и продуктами • неполного сгорания ^¿нс .тепловые потоки в стенки внутрицилиндрового пространства и др.

Увеличение теплового потока в КС при излучении от выгорания факела вследствие увеличения £0fl,$,pK,>2v и уменьшения dKC,V0,oC спо- j L ' собствует ускорению процессов смесеобразования (при снижении тре- . бований к качеству распыливания топлига),сокращению продолжительности тепловыделения фхтах и уменьшению оптимальных 8впрдпТ, Аопт. При снижении (при dKCi0,75,...) уменьшается его влияние на процессы испарения и снижается интенсивность сгорания в диффузионной области,сопровождаемая увеличением fXmax, \пт, ввпропт . Для сокращения ipXmах в этом случае требуется высокая энергия механического распыливания топлива. Одновременно такое развитие процесса сгорания препятствует реализации в ТД высоких п .

3. Изменение основных УПТ при тепловыделении и внутренних затрат в даигателе в зависимости,от элементов конструкции и режимов работы определяют формирование осноеннх показателей работы ТД и области максимального эффективного КПД ¡?emax. Условием оптимиза- ; ции размеров и формы КС при n}ai=const является достижение

=/(i<c) ПРИ больших значениях dKC. Оптимальное значение ¿кс увеличивается при введении наддува,увеличении IS и уменьшении a. • _ v !

. Оптимальное отношение одлт»соответствующее достижению ¡?етях'—': ределяется различным характером изменения зависимостей и увеличивается при уменьшении \,ci,n. Увеличение S при n=con$t ■ способствует снижению удельных расходов топлива в области вы- ; соких рв и увеличению д.е в области малых нагрузок. Достижение 9-emin=f(Pe) и Увеличение дх и SonT при 6-7 н. с""1' (соответствующих частотам вращения вала км при М*тах,при которых увеличение S не сопровождается активным снижением механического КПД)

совместо с использованием основных,загрузок транспортной установки на этих режимах способствует активному снижению эксплуатационных расходов топлива. _

4. Увеличение относительного объёма КС при п^^сопвЬ сопровождается практически пропорциональным увеличением и сс (в основном,вследствие .снижения потерь теплоты в систему охлаждения двигателя),а также.увеличением внутренних затрат в двигателе тем в большей'степени,чем выше п. и удаленнее от КС "защемляемый" объём. В области с ^9 м.с~* увеличение У0 способствует активному совершенствованию всех показателей работы двигателя. Чем меньше отношение и коэффициент "потерь" кп ,тем совершеннее конструкция внутрицилиндрового пространства дизеля и выше отношение У0 .

5. Совершенствование качества смесеобразования в дизеле (когда к р-1) сопровождается увеличением интенсивности сгорания преимущественно в диффузионной области и сокращением продолжительности' тепловыделения 1рхтах,при которых снижаются £г,/(х,Ссо.и увеличивается при уменьшении 9впропг,Х0ПТ . Параметры работы двигателя

С/и?* и,частично,Ссн (определяемые протеканием пред-пламейных реакций и участка быстрого сгорания) в функции Л весьма слабо зависят от особенностей организации процессов смесеобразования,включая изменение характеристики впрыскивания Поэтому при Ккс-*~I и снижении \опт совершенствуются все показатели работы двигателя. При достигнутом высоком уровне 2шах> 2ето.х регулировкой Л<Х0ПТможно дополнительно уменьшить давление сгорания,эмиссию токсичных компонентов в ОГ и шумность работы двигателя.

6. Разработаны методы оптимизации процессов смесеобразования

и сгорания в ЗД при использовании различных по диаметру горловины КС и. учёте рациональных принципов формирования смежных процессов, что позволяет в совокупности достигать наивыгоднейшие значения 21>2м*^=ЯсС>Г1) ПРИ наименьших значениях дымности и эмиссии токсичных компонентов в ОГ. В результате исследований определены четкие критерии по выбору целесообразного расположения факелов топлива в объёме КС, оптимального числа сопловых отверстий в распылителе, интенсивности топливоподачи и продолжительности впрыскивания, интенсивности вихревого движения заряда в цилиндре и КС,а также связь этих параметров с элементами конструкции двигателя.

7. Разработана методика' оценки показателей,уровня качества и пригодности впускного канала (ВК) под требования организации процессов смесеобразования и сгорания и уровень показателей ТД. Определен целесообразный предел наибольшей интенсивности вихревого движения заряда в цилиндре,создаваемого ВК. Разработаны методы

- 60 -

доводки ВК и реализации его геометрии в головке цилиндра.

8. Разработана методика по определению скоростей вихревого движения заряда в цилиндре и КС на такте скатия в зависимости от используемого ВК и режимов работа ТД,которая обеспечивает сходимость в значениях скоростей с результатами их измерений электротермоане-мометром ЭТА-5А. Методика основана на продувках ВК и условных КС воздухом на специальных установках. Данная методика является свя-. зующиы звеном параметров ВК и режимов работы двигателя с организацией процессов смесеобразования й сгорания в ХЦ.

9. Разработана методика оценки качества выпускного канала (ВыпК) ХЦ с учётом режимов его работы. Определены способы совершенствования ВыпК по элементам. Методика включает продувку ВыпК воздухом на специальной установке с целью оценки его гидравлического сопротивления ^которое (путём пересчёта) имеет сходимость с гидравлическим сопротивлением при продувке ВыпК "горячим газом". Определены затраты мощности в ВыпК на очистку цилиндра. Снижение дря.^ВыпК на' ~15,6 кПа при пном способствует увеличению gJH0M ^ на ~5--5,5/£ и позволяет осуществить перераспределение условий оптимизации показателей работы ТД в пользу малых рабочих п. .

10. Разработаны принципы совместной оптимизации процессов газообмена и внутрицилиндрового пространства ТД,которые включают сокращение фаз перекрытия клапанов при в.м.т. и максимальное увели-

• чение отношения 1/0 ,а также снижение гидравлического сопротивления ВК и ВыпК. Фаза конца впуска оптимизируется преимущественно в зоне рабочих частот при ам; фаза начала Еыпуска определяется гидравлическим сопротивлением ВыпК и режимами работы ТД.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Выбор параметров впускного канала для'четырехтактных двигателей ШЗ. / Г.Д.Чернышев, В.Р.Гальговский, М.С.ЛеЕИт и др. // Автомобильная промышленность. -.1968. - Л 9. - С.3-7.

2. Гальговский В.Р. Определение тангенциальной скорости воздушного заряда в камере сгорания дизеля с непосредственным впрыском топлива // Тр./НАШ. -. М. ,1969. - Вып.118. - С.56-75.

3. Гальговский В.Р. О выборе числа сопловых отверстий в распылителе // Изв.вузов. Машиностроение. - М., 1970. - Л 3. - С.56-69.

4. Гальговский В.Р. О выборе . диаметра камеры сгорания.в дизеле с непосредственным впрыском // Изв.вузов. Машиностроение. - Н., 1970. - В 5. - C.II5-I20.

5. Ковригин А.И., Коровин В.А., Гальговский В.Р. Влияние сорта

топлиЕа, показателей топливной аппаратуры и температуры поступающего воздуха на рабочий процесс двигателя ЯНЗ-238 // Тр./Воен. академии тыла и транспорта. - Л., 1970. - К III. - С.94-107.

6. Некоторые особенности организации рабочего процесса автомобильного дизеля при наддуве / М.С.Ховах, А.С.Хачиян, В.Р.Гальгов-ский и др. '// Автомобильная промышленность. - 1971. - Ji 3. - С.4-8.

7. Гальговский В.Р. Совершенствование организации рабочего процесса автомобильных дизелей с камерой в поршне при использовании организованного ДЕиаения заряда: Дис.... канд.техн.наук / Моск. автодор.ин-т. - М., 1972. - 212 с.

8. Резников M.JI., Гальговский В.Р. Двигатель Ш3-238НБ для трактора К-700 // Трактора и сельхозмашины. - 1972. - К 3. -

С.5-7.

9. Гальговский В.Р., Каракулина И.Ф., Вихерт М.М. О двикении -воздуха в цилиндре-дизеля с камерой сгорания типа ЯШ // Тр./НАШ. -М., 1972. - Вып. 140. - С.3-23.

10. Трусов В.И., Гальговский В.Р.,-'Иванов Л.Л. Влияние противодавления и числа сопловых отверстий распылителя на распределение топлива в факеле дизеля // Тр./МАДИ. - М., 1972. - Вып.49: Двигатели внутреннего сгорания. - С.53-59.

11. Гэльгоеский В.Р., Каракулина И.Ф. 0.совершенствовании конструкции впускных каналов дизелей // Двигатели внутреннего сгорания: МенЕуз.сб.науч.тр. / Яросл.технолог.ин-т. - Ярославль,1973. -

С.38-49.

12. Чернышев Г.Д., Гальговский В.Р. Пути совершенствования рабочих процессов дизелей с непосредственным впрыском Ярославского моторного завода // Тез.докл.Всесоюз.науч.конф."Процессы смесеобразования и сгорания в быстроходных двигателях внутреннего сгорания". - М., 1973. - С.54-57.

13. Выбор характеристик и конструкции впускного канала четырехтактного двигателя с непосредственным-впрыском: Методика Н 39М-74 / ВНТИЦентр.; Руководитель В.Р.Гальговский. - К ГР 74028404; Инв. Jf Б 356396. - М., 1974. - 34 е.: ил.

14. Гальговский В.Р., Каракулина И.Ф. Исследование выпускных ' каналов дизелей // Двигатели внутреннего сгорания: Мехвуз.сб.науч. тр. / Яросл.политехи.ин-т. - Ярославль, 1975. - С.69-81.

15. Трусов В.И., Гальговский В.Р., Иванов Л.Л. Влияние противодавления и конструкции соплового отверстия распылителя на распределение топлиЕа в факеле дизеля // Тр./МАДИ. - М., 1975. - Вып.92: Автотракторные двигатели внутреннего сгорания. - С.65-73.

16. Исследование элементов организации рабочего процесса двигателя ЯМЗ-240Н / Г.Д.Чернышев, С.Н.Гречухин, В. Р. Га льговский и др. // Двигатели внутреннего сгорания: Межвуз.сб.науч.тр. / Яросл.политехи.ин-т. - Ярославль, 1976. - С.37-42.

17. Хачиян A.C., Гальговский В.Р., Никитин С.Е. Доводка рабочего процесса автомобильных дизелей. -'М.: Машиностроение, 1976. - 105с.

18. Гальговский В.Р. Об особенностях формирования показателей, дизеля с непосредственным впрыском // Теплонапряженность поршневых двигателей: Межвуз.сб.науч.тр. / Яросл.политехн.ин-т. - Ярославль, 1978. - С.76-87.

19. Влияние процессов топливоподачи и впуска на экономические показатели и дымность выпускных газов транспортного дизеля с не- . посредственным впрыском топлива // Теплонапряженность поршневых двигателей: Межвуз.сб.науч.тр., / Яросл.политехн.ин-т. - Ярославль, 1978. - С.87-97.

20. Чернышев Г.Д., Гальговский В.Р., Скрипкин И.К. Совершенствование рабочих процессов дизелей ЯШ // Тез. докл. Все союз!-, науч. конф. "Рабочие процессы в двигателях внутреннего сгорания". - М., 1978.-

С.13-15. к

21. Блаженнов Б.И., Гальговский В.Р., Скрипкин И.К. Совершен- ь . ствование конструкции регуляторов скорости автомобильных дизелей

//. Тез.докл.Всесоюз.науч.конф."Рабочие процессы в двигателях внутреннего сгорания". - М.,1978. - С.182-183. >

22. Гальговский В.Р., Бессонов Н.И., Величко В.П. Совершенствование рабочих процессов дизелей ЯМЗ с наддувом // Тез.докл.Все-союз.научно-технич.конф. "Проблемы создания и использования дизелей с высоким наддувом". - Харьков, 1979. - С.105-106.

23. Трусов В.И., Гальговский В.Р., Иванов Л.Л. О некоторых параметрах топливных факелов для анализа смесеобразования в дизеле // Двигатели внутреннего сгорания:' Межвуз.сб.науч.тр. / Яросл. политехн.ин-т. - Ярославль, 1981. - C.I03-II2,

24. Гальговский В.Р., Бессонов Н.И., Филипосянц Т.Р. Влияние отношения объёма камеры сгорания к. объёму сжатия на показатели рабочего процесса дизеля// Автомобильная промышленность. - 1981.- .

Л 7. - С.5-8.

25. Совершенствование процессов тепловыделения в дизеле с непосредственным впрыском за счёт качества топливоподачи / В.Р.Гальговский, И.К.Скрипкин, Н.И.Бессонов и др. // Автомобильная промышленность. - 1981. - И 12. - С.6-9.

"26.'Испытания опытных вариантов выпускных коллекторов на двигателе ЯМЗ-842: Отчёт о НИР Ji 258-81 / ВНТИЦентр; Руководитель В.Р.

1ЛЫ-0ВСКЕЙ. - К ГР 81043079; Инв. К 0282.0072253. - М., 1981. -26 е.: ил.

27. Гальговский В.Р., Бессонов Н.И. Способы увеличения отноше-ая объёма камеры сгорания'к объёму сжатия // Тез.докл.Всесоюзн. эуч.конф. "Рабочие процессы в двигателях внутреннего сгорания".

М., IS82. - С.84-85.

28. Влияние уменьшения объёма подклапанных Еыточек на показате-а работы двигателя ЯЮ-238: Отчёт о НИР Я 328-82 / ВНТЩентр.; укоЕодатель В.Р.Гальговский. Я ГР 0I823034I59; Инв. Я 0284.009J252

М., IS82. - 22 е.: ил.

29. Гальговский В.Р. Тепловые потери в камере сгорания дизеля непосредственным Епрыском // Двйгателестроекие. - 1983. - Л'6. -С.53-58.

30. Гальговский В.Р. Тепловые потери с отработавшими газами в взеле с непосредственным Епрыском // Двигателестроение. - 1984. -

2. - С.57-61. }

31. Гальговский В.Р. Распределение осноеных потерь теплоты при эплоЕкделении в дизеле с непосредственным впрыском // Двигателе-троение. - 1985. - Л 4. - С. 6-И.

32. Гальговский В.Р. Особенности потерь теплоты с отработавшими азами в дизеле с непосредственным впрыском без наддува // Двига-ели внутреннего сгорания: Межвуз.сб.науч.тр. / Яроел.политехн. а-т. - Ярославль, IS85. - С.14-25.

33. Чернышев Г.Д., Письман Я.Б., Гальговский В.Р. СоЕершенстЕо-эние экономических и экологических показателей дизелей Ярославско-о моторного завода //Двигателестроение. - 1986. - Л 6. - С.3-8.

34. Гальговский В.Р., Чернышёв Г.Д., Бессонов Н.И. Взаимосвязь адикаторного КЦД с процессом тепловыделения и параметрами Енутри-(¡линдрового пространства дизеля // Двигателестроение. - 1987. -

7. - С.4-9.

35. Гальговский В.Р., Васильев В.А. Проблемы применения различных эплив в автотракторных двигателях: Учебное пособие / Яросл.поли -эхн.ин-т. - Ярославль, 1988. - 54 с.

36. Гальговский В.Р. Оптимизация отношения хода порашя к диамет-/ цилиндра и размеров камеры сгорания дизеля с непосредственным зрыскиЕанием. Управлшдие факторы //Двигателестроение. - 1990.

Я 3. - С.3-8.

37. Гальговский В.Р. Оптимизация отношения хода поршня к диамет-j цилиндра и размеров камеры сгорания дизеля с непосредственным зрыскиванием. Формирование индикаторного и эффективного КПД ''Двигателестроение. - 1990. - Я 4. - С.5-10.

30. Бланкштейн Б.Р., Гальговский В.Р. Совершенствование рабочих процессов дизелей ЯМЗ с наддувом за счёт использования промежуточного охлаждения воздуха // Тез.докл.Второго всесоюз.научно--практич.сем. "Совершенствование ыощностных, экономических и экологических показателей ДВС". - Владимир, 1991. - С.28-29.

Принятые сокращения ТД - транспортный двигатель; ТА - топливная аппаратура; ТКР - 1

- турбокомпрессор; ОНВ - охлаждение наддувочного воздуха; КС - камера сгорания; ВК - впускной канал; ВыпК - выпускной канал; ОГ -

- отработавшие газы; УПТ - удельные потери теплоты; Ш - удельный тепловой лоток; опт - оптимальный.

К

' Подписано в печать 19.11.91. Формат 60Х841/16..Бумага гаветная, Офсетная печать..

Пач; л. 2. ?ирая 100. Заказ 2799. Бесплатно: 5ипогра|яя Ярославского политехнического института. Ярославль, ул.Советская, 14а.