автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Обеспечение работоспособности многоструйных распылителей форсунок в дизелях с вихрекамерным смесеобразованием

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи АЛТУХОВ Сергеи Вячеславович

УДК 621.43.038.6 .(»3.3)

сМ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ' МНОГОСТРУШШХ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ ФОРСУНОК В ДИЗЕЛЯХ С ВИХРЕКАМЕРННМ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕМ

Специальность 05.20.03 - эксплуатация, восстановление

и ремонт сельскохозяйственной техники

05.04.02 - тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технически* наук

Санкт-Петербург - Пушкин 1992

Работа выполнена 2 Санкт-Петербургском государственной аграрном: университете.

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор А.В.Николаенко

Научный консультант кандидат технических наук,

доцент А.Т.Максимов,

Официальные оппоненты: доктор технических наук, •1 профессор В.А.Аллилуев,

кандидат технических наук, В.Н.Хватов.

Ведущая организация НПО "НЕЧЕРНОЗЁМАГРОМАШ".

Защите состоится 1992 г. в К час.30 мин.

на заседании специализированного совета К 120.37.05 Санкт-Петербургского государственного аграрного университета по адресу: 189620, Санкт-Петербург - Пушкин, Академический проспект 23, ауд. 719.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан О1/ 1992 г.

Учёный секретарь специализированного совета, ' кандидат технических наук,

доцент

Д.И.Николаев

0СТ1ЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ»

^~^^Акт,уальность темп. В настоящее время в сельском хозяйстве и других отраслях применяются дизели с различными типами камер сгорания и способами смесеобразования. При этом эксплуатируется ещё значительно-" количество дизелей-'с раз-" делёнными камерами сгорания - ото, в первую очередь, вихре-канерине дизели СМЛ-М, СМД-15КФ", Д-50, Д-60Р, дизели рижского завода Ч1 8,5-9,5/11. С целью совершенствования таких дизелей и уменьшения расходов на их эксплуатацию проводятся исследования по переводу их на непосредственный впрнск топлива и унификации распылителей форсунок.

Унификация форсунок позволяет без значительных конструктивных изменений использовать в вихрекамерных дизелях вместо применяемых сейчас итифтовчх распылителей более распространённые многострунные. Тем самым сокращаются затраты, связанные с производством и снабжением запасными частями вихрекамерных дизелей. Поэто^ исследования по обеспечению работоспособности многоструйных распылителей форсунок в дизелях с вихрекамерним. смесеобразованием являются актуальными.

Цель исследований. Обеспечение работоспособности многоструйных распылителей форсунок в тракторных вихрекамерных дизелях. ■ ■ -

Объекты исследований. Экспериментальные многоструйные распылители-,-работавшие в составе дизеля ^Ч П/12,5"(Д-50).

• Научную новизну работы составляют модель и программа" определения граничных условий теплообмена распылителя с топливом, количественные характеристики и закономерности изменения показателей теплового состояния распылителей в зависимости от величины давления начала впрыскивания"и плотности применяемого топлива; количественные характеристики и закономерности изменения: основных показателей работы и показателей рабочего цикла вихрекамерного дизеля Д-50 при-иопользованип многострунных распылителей","пояазйтелей коксования многоструйных распылителей при реализации мероприятий повывавших•их работоспособность."

Практическую ценность представляют: - предлогаемке эксплуатационный мероприятия по обеспеченно работоспособности многоструйных распылителей в составе вихрекамерного дизеля;

- программа определения граничных условий теплообмена распылителя с топливом', позволяющая прогнозировать тепловое состояние распылителей форсунок методом конечных элементов при их конструктивной доводке и применении эксплуатационных мероприятий, повышающих надёжность.

Реализация результатов работы. Результаты сравнительных исследований основных показателей работ вихрекамерного дизеля Д-50 с штифтовыми и многоструйными распылителями форсунок, количественные характеристики теплового режима и коксования экспериментальных многоструйных распылителей, рекомендации по улучшению показателей впрыскивания топлива и снижению уровня температурного состояния и коксования экспериментальных распылителей переданы ПО Курский завод тракторных запасных частей (КЗТЗ) и используются при решении задачи по унификации штифтовых и многоструйных распылителей для дизелей о вихрекамерным смесеобразованием.

Апробация. Ооновние результаты работы докладывались на научных конференциях С.-ПбГАУ в 1990, 1991 гг., С.-ПбГТУ 1991 г., Иркутского СХИ 1990 г.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 4 публикациях.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка литературы, включающего 105 наименований и приложений. Текстовая часть изложена на" 145 страницах машинописного текста, иллюстрирована '»3 рисунками и 15 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приводится анализ особенностей смесеобразования и сгорания топлива и их связь с впрыскиванием топлива в вихрекамерных дизелях. При этом установлено, что смесеобразование в вихревой камере носит смешанный плёночно-объёмный характер, а для основной камеры сгорания характерно объёмное смесеобразование. На качество смесеобразования в вихрекамерном-дизеле.влияют в первую очередь перетекание воздушного заряда при сжатии и горящей смеси при расширении, затеи уровень теплового состояния деталей камеры сгорания и качество распиливания топлива. В связи с этим в вихрекамерных дизелях применяются штифтовые распылители. Предлагается, о целью унификации, использовать в вихрекамерных дизелях нногоструйкые распылители форсунок вместо штифтовых.

Проведен анвлиз температурных условий работы распылителей форсунок и влияния различных факторов на их работоспособность. Установлено, что температура распылителя является одним из главных факторов, ограничивающих его работоспособность. По данным разных алгоров рекомендуемая температура наконечника распылителей автотракторных дизелей составляет 170-210°С. Для обеспечения достаточной работоспособности экспе- . риментальннх" распылителей необходимо провести исследования температурного состояния и коксования экспериментальных ра-' опылителей при реализации мероприятий, повышающих их работоспособность.

Анализ расчётных методов определения температуры выявил преимущества метода конечных элементов (КЭ) перед другими методами. При этом задание граничных условий теплообмена распылителя с топливом изучено недостаточно.

На основании анализа состояния вопроса определены следующие задачи исследований:

- разработать модель, алгоритм и программу расчёта граничных условий теплообмена корпуса распылителя о топливом;

- выполнить расчётно-теоретический анализ теплового состояния многоструйного распылителя при реализации мероприятий по его снижению;

- исследовать особенности впрыскивания топлива многоструйными распылителями по сравнению с штифтовыми;

- оценить влияние применения многострупных распылителей на основные показатели вихрекамерного дизеля;

- провести экспериментальные исследования показателей рабочего цикла вихрегаг.мерного дизеля с многоструйными распылителями;

- выполнить экспериментальные исследования температурного состояния многоструйных распылителей в дизеле с вихрекамер-ным смесеобразованием;

- провести ускоренные испытания многоструйных распылителей о применением мероприятий,' повышающих их работоспособность:

Во второй главе приведён расчетно-теоретический анализ гидродинамических характеристик гопливолодачи экспериментальных распылителей. ...

С целью совершенствования расчётного метода определения температуры распылителя проведён анализ задания грачичнкх условий теплообмена распылителя с цилиндровыми газами применительно к вихрекамерному дизелю. При этом установлено,

что наиболее достоверные данние ^аег задание граничных условий теплообмена со стороны камеры сгорания с помощьв метода ТДА, по формуле Нусоельта-Брилинга с уточнёнными коэффициентами Либровича для pV , или: по программе НУН.по расчетной индикаторной диаграмме с использованием формулы Вошни дляс^р-В кольцевом зазоре головка цилиндров-раопылитель граничные ' условия задаются с помощью, разработанных на кафедре "Двигатели и теплотехника" С-ПбГЛУ программ LITuCEO •

В данной работе получили развитие методы задания граничных условий теплообмена, при атом разработаны: модель,алгоритм и программа для определения граничных условий теплообмена распылителя с топливом. Программа реализована на ЭВМ EC-I036 и позволяет определять среднециоовые локальные коэффициенты теплоотдачи от распылителя к топливу по длине проточной части распылителя с учетом: геометрической формы и размеров проточной части, физических свойств топлива, изменения температуры и давления топлива в распылителе.

Основные формулы модели теплообмена распылителя с топливом приведены ниже.

Среднецикловой коэффициент теплоотдачи

tt. m , к и

где сл& - средний коэффициент теплоотдачи при впрыскивании топлива, (Вт/м*К); продолжительность впрыскивания, °п.кул.вала; о(еет - средний коэффициент теплоотдачи при естественной конвекции, (Bt/V-K).

Коэффициенты теплоотдачи определяются с помощью следующих критериальных зависимостей :

Критерий Нуссельта естественной конвекции

Nuef-да-й?ЧваО Gr^-Jii, ; (?)

где критерий Прандтля, определенный с учетом из-

менения температуры и давления топлива в распылителе;

- соответственно плотность, теплоёмкость, кинематическая вязкость и теплопроводность топлива; [/г - критерий Грасгофа; - поправочный коэффициент, для учета наклона поверхности теплообмена при естественной конвекции.

При впрыскивании топлива коэффициент теплоотдачи определяется с учетом режима течения топлива при средней скорости течения sa время впрыскивания.

В зоне запираю8!вго конуса критерий рейнольдса определяется при средней за процесс вприскивания подъёме иглы,

ь = > 0)

где Ьи - текущее значение хода иглы во время вгфыскивания.

Для вынужденной конвекции критерий Нуссельта турбулентного течения,

К««« - * у\гщп (Рг^ч) }'

где £ - коэффициент гидравлического сопротивления;

/1 л |0,м

- фактор, учитывающий направление теплового потока; в расчете использована аппроксимирующая зависимость

- где лТ - средний перепад температуры между стенкой и потоком топлива;

- фактор

гидродинамической стабилизации по длине трубы, здесь ¿з -эквивалентный диаметр, м; I - расстоянифт начала участка до рассчитываемого сечения; - фактор учитывающий поворот потока топлива, Л - радиус поворота;

- критерий Рейнольдса, где 2Г - средняя скорость потока топлива в распылителе за время впрыскивания, м/с. Критерий Нуссельта при ламинарном течении

где {Р'/И«)~ фактор, учитывающий направление теплового потока, в работе использовалась аппроксимирующая зависимость

Хе- оог5¿т.

В связи с тем, что на участке запирающего конуса во время естественной конвекции происходит контактный теплообмен, при этом в формуле (I) о(ыг заменяется коэффициентом контактного теплообмена, приведенным к разности температуры стенки и топлива. . . .

Коэффициент контактного теплообмена,

^ + 6 иЩР-ф *})0'85, Сб)

где 1с - теплопроводность среди в зазоре между контактнру-пгаими телами, Вт/(м'К); эквивалентная толщина зазора;

Лм - приведенная теплопроводность корпуса и иглы, Вт/(»/к); Р - давление а зоне контакта, КПа; 6 - предел прочности материала корпуса, МП а ; К - форифактор' поверхности. Позогрев тшивп и его температура вначале задаётся

ориентировочно, по экспериментальным данным, затем уточняется по тепловозу балансу распылителя,

AtiTOMigfy '.¡¡fr 1 (7)

гдедТц-впл- подогрев топлива в распылителе или на длине С -го участка, °C;GU_- тепловой поток, переданный в топливо на1-ок участке ,Вт;Cpf - средняя теплоёмкость топлива, кДж/(кг-К) - цикловая подача топлива, кг/цикл.

С помощью разработанного алгоритма по программе ТОР определены граничные условия теплообмена распылителя с топливом плотностью 810-850 кг/м3 при давлении начала впрыскивания P¿ ■ 13, 15, 17 МПа, На рис.1 представлены расчетные граничные условия и тепловое состояние распылителя приР^=15 МПа.

При этом установлено, что плотность топлива влияет на уоловия теплообмена распылителя и его температуру. Так коэффициент теплоотдачи при использовании топлива сд*810 кг/м3 в среднем на 25-30$ больше, чем прир0 = 850 кг/м* ПО всей длине раопидителя.Изменение давления начала впрыскивания топлива влияет на величину коэффициента теплоотдачи в зоне запирающего конуса, на остальных участках проточной части распылителя изменение Pj мало сказывается на условиях теплообмена. Так повышение í>t с 13 до 17 МПа вызывает увеличение «(.¿«п.*(»i> 5300 до 8700 для топлива ор„ = 810 кг/м1и с.М»00 до 6400 для топлива ое 850. кг/м! Изменение уоловий теплообмена приводит к изменению температуры распылителя. Так наибольшая температура наконечника распылителя составила: приР>« 13 МПа -tр «' 220 и 211*08 при = 15 МПа 212 и 199*0} при = 17 МПа -tP 205 и 192°С. Большее яначенив температуры соответствует топливу с плотностью 650 кг/м5, меньшее для^ = 610 кг/м5.

В третьей главе приведены общая и частные методики экспериментальных исследований, дано описание конструкции экспериментальных распылителей, экспериментальной установки,приборов, аппаратуры приведены расчёты Погрешностей измерения.

Экспериментальные раопылители разработаны и изготовлены в Центральном научно-исслйдовательском институте топливной аппаратуры (ЦНИТА) на базе серийных распылителей 5x0,35x130 м 5x0,4x120 производства ЧТЗ.

Стендовые исследования проводились в лаборатории ДВС

б

лителя при Pj. = 15 МПа.

С.-Пб ГАУ иа базо викрекамерного дизели 4 Ч 11/12,5(Д-50)

Методикой исследований предусматривалось проведение безмоторных испытаний распылителей согласно ГОСТ 10579-82 и 6669-62. Пропускная способность форсунок и гидравлические характеристики распылителей определялись на стенде постоянного давления конструкции С. -Пб ГАУ. Основные показатели работы дизеля с экспериментальными и штифтовыми распылителями определялись в условиях регулировочных, регуляюрных, нагрузочных характеристик и б режиме холостого хода по ГОСТ 18509-88.

Показатели рабочего цикла дизеля исследовались с помощью тензодатчиков давления и индуктивного датчика подъема иглы распылителя, при изменении давления начала впрыскивания топлива. Обработка индикаторных диаграмм велась с помощью, разработанной в Челябинском ПИ прогаыш анализа рабочего цикла.

Для оценки способов задания граничны* условий теплообмена распылителя и определения его теплонапрякенности осуществлялось термометрированив распылителей форсунок термопарами, установленными по методике ЦНИТА.

С целью исследования работоспособности экспериментальных распылителей проводились их испытания на коксоЕВНие ускоренным методом на стендЕ конструкции С.-Пб ГАУ.

В четвертой главе содержатся резу71ьтаты экспериментальных исследований. При безмоторных исследованиях определялись: проходное сечение распылителей, гидравлические характеристики- зависимость проходного сечения от хода иглы, величина максимального хода иглы. При втои установлено, что для партии исследуемых распылителей 5x0,35x130 и 5x0,4x120 средняя величина проходного сечения составляет соответственно 0,6 и

л

0,658 мм при максимальном ходе иглы 0,4^0,03 мм. С помощью гидравлических характеристик , результатов исследования раб0 1его цикла и процесса впрыскивания определены дифференциальные и интегральные характеристики впрыскивания. При этом установлено, что дл^игифтовых распылителей характерным, является более высокая максимальная скорость топливопо дачи, которая составляет 73000 мм'/с. Для многоструйных распылителей при давлении начала впрыскивания Р^ =13 МПа эта величина равна 54000 ыи?/с, при повышении давления Р^ до 15 КЛа максимальная скорость тогшивоподачи снижается до 34000 мм/с. Для всследуемыфаспылителей скорости топливонодачи

достигаег максимума через 5-7°п. к. в. от начала впрыскивания Повышение давления Р^ с 13 до 15 МПа в многоструйном распылителе вызывает увеличение продолнцтедыюсти впрыскивания на 20$ и улучшение равномерности подачи топлива за время впрыски рания.

В результате экспериментальных исследований установлена необходимая величина внступания наконечника в камеру сгорания Ь =4,В +0,?. ми, исходя из расположения распиливающих отверстий в вихревой камере. Толщина шайбы под форсункой при этом составляет 2,5-Зим, а струи впрыскиваемого топлива направлены со стороны штуцера форсунки навстречу воздушному потоку, с противоположно!! стороны по касательной к стенквы камеры сгорания. Через центральное распиливающее отверстие топливо подается на вставку вихревой камеры сгорания так же как и у штифтового распылителя.

При испытании дизеля Д-50 с многоструйными распылителями на первом этапе давление начала впрыскивания топлива составляло 13 Ш1а, как и для штифтовых распылителе!}; на втором этапе принималось Р^ «= 15Ш1&, При этом установлено, что применение многоструйных распылителей с повышенный Р^ = 15 МП а позволяет улучшить мощностные и экономические показатели внхрекамзрного дизеля по сравнению о его работой с штифтовыми распылителями, рис. ?.. Так на номинальной частоте вращения модность увеличивается о 40,5до 41,3 кВт, расход топлива снижается с 2ВК до 259 г/(кВт-ч).При снижении частоты вращения и мощности п^ 1620,20-25 кВт эти показатели практически совпадают. В режима холостого хода расход топлива одинаков при использовании штифтовых и многоструйных распылителей. Минимальная устойчивая частота вращения холостого хода дизеля с многоструйными распылителями выше на 60 мин чем о штифтовыми распылителями, что обьясннатся большей величиной проходного сечения многоотруйны^распылителей и худшими условиями распыления топлива при снижении частоты вращения.

В условиях нагрузочной характеристики (рис. 2) удельный расход топлива при использовании иногоструйных распылителей ниже по сравнению с работой со штифтовыми распылителями на 5-6 г/(кВт-ч) или на 2-3 При этом на скоростном режиме 1700 мин"* минимальное значение ^е ПРИ Ра(5оте дизеля наблюдается в следующих пределах изменения мощности: с штифтовыми распылителями де =265--268 г/(кВт-ч")при Ме = 35-39 кВт

(85-0 5% Ne нем ) ; с многострунными распылителями приР^ = 15Ш1а ge = 859-261 г/(кВт-ч) для№ = 36,5^2 кВт (88-102/5Neнем) (Рис. 2) .

'С 165

150

t.

105 30

W

asa т

255

гы

ю/ч

№ Йт

9 II м

И

15 195

6 ДО

V №

40 кВт

Рис. Изменение основных показателей работы и

температуры гайки а наконечника распылителя в условиях нагрузочной характеристики 00 - рщ- 6k2k25jxx - экспериментальный распылитель.

Полученные фрагменты иногопараыатрошк характеристик дизеля позволяют оценить область наивыгоднейших режимов работы дизеля. Так, если о штифтовыми распылителями область режимов работы , при которых ge меньше 260 г/(кВт-ч) ^ ограничена по частоте вращения верхним пределом 1660 мин а по нагрузке oí 0,51 до 0,6 МПа , то при использовании многоструйных распылителей cP¿ «* 15 Ша эта область расширяется ко частоте вращения до 1710 мин"1, по нагрузке от 0,5 до 0,62 МПа. Ив этого ыокно заключать, что многострзйные распы-дители позволяют обеспечить расширение мощностных и экономике оках возможностей вихре камерного дизеля в областях режимов работы более близких к номинальному скоростному и нагрузочному реяшмам по оравнении со штифтовыми распылителями.

Исследования температурного режима многоструйных распылителей позволили установить, что уровень теплового состоя-

ния распылителей в зоне распиливающих отверстий снижается при повышеаиидавленияР^ с 13 до 16 ЫПа на 10-1^0 и составляет 170-172° С на номинальной реиица работы дизеля (рис .2}.

При этом установлено, что раочетный метод определения температуры распылителей с использованием разработанной модели для определения граничных условий теплообмена с топливом обеспечивает хорошую сходимость результатов расчета и эксперимента. Расхождение расчетных а экспериментально определенных температур не превышает 3

При исследовании рабочего цикла дизеля(Рио.З ) установлено,что использование ыногоструйных распылителей вмэото штифтовых позволяет улучшить показатели процессов впрыокива-ния и сгорания топлива, а также индикаторные показатели дизеля. Установлено, что при использовании многоструйных распылителей с давлением начала впрыскивания 15 Ша по сравнению оо штифтовыми распылителями следующие показатели уменьшаются: период задержки воспламенения на 16 % до 0,079 ыс, максимальная скорость нараотани^давления с 0,35 до 0,28 Ш1а/вп.к.в., максимальная температура цикла о 2037 до i960 К на(4 %){максимальная скорость сгорания с 0,091 до 0,07 I/'п.к.в. Индикаторные и эффективные показатели при этом улучшаются: индикаторное давление цикла повышается о 0,805до 0,848j индикаторный расход топлива уменьшается о 201 до 188 г/(иВч>ч)} индикаторный к.п.д. возрастает с 0,419 до 0,448} эффективный и.п.д. - с 0,317 до 0,326.

При ускоренных испытаниях на коксование экспериментальных распылителей установлено , что распылители 5x0,35x130 в условиях дизеля д-50 при Pj ria Ша коксуются ueneô интенсивно чем распылители 5)с0,4к120» При атом величина коэффициента коксования достигав! 15% за 1,5 часа для распылителей 5x0,4x120 и за В часа для распылителей 5х0,35й80 при Pj « * 13 Ща.

При увеличении давления начала впрыскивания до 15 МПв средняя скорость коксования иоотазила соозвам'гвевно для распылителей 5x0,4x120 и 5x0,35x130 , 6 и 3,6 что в 1,8-2 раза меньше чем при Pj = 13 МПа.

Таким образом, работоспособность экспериментальных распылителей обеспечивается на уровне сопоставимом о серийными распылителями при увеличении давления начал« впрыскивания топлива до 15 - 15,5 МПа.

топлива в дизеле Д-50 с экспериментальными распылите ляни при Р3 = 15 МПа ( Ме = 41,3 кВт,

П = 1700 мин"1)

ОБЩИЕ ЕЫЮДЫ

1. На основании выполненных расчетно-теоретических и экспериментальны« исследований установлена возможность унификации штифтовых и многоструйяых распылителей форсунок применительно к шхрекаморным дизелям Д-50. При этом в качестве альтернативных штифтовым распылителям исследовались экспериментальные многоструйные распылители.

2. Разработанная физически обоснованная модель и программа ТОР позволяют определить среднецикловые локальные коэффициенты теплоотдачи в топливо по длине проточной части распылителя с учетом практически всех влияющих на теплообмен факторов. При этом повышается достоверность расчета теплового состояния распылителя методом КЗ.

3. Расчет теплового состояния распылителя форсунки методом КЗ с учетом полученных граничных условий позволил установить влияние давления начала впрыскивания и плотности применяемого топлива на температуру иногоструйного распылителя физеле 44 11/12,5. Так , максимальная теппвратура на поверхности наконечника распылителя составила 211-220°С при

Р3 =13 ЫПа, 199-212° С приР^= 15 МПа, 192-20^ С при Р^ =17М11а. При этой большее значение температуры соответствует пло?ности топлива ^о =850 кг/и5,меньшее -плотности топлива =810 кг/м.

4. В результате экспериментальных исследований установлен различный характер протекания гидравлических характеристик многоструйных и штифтовых распылителей и их влияние

на процесс впрыскивания топлива. Максимальная скорость топ-ливоподачи для исследуемых распылителей достигается поело 5-7°п.к.в. от начала впрыскивания и составляв! 73000 ммУе для ¡атифтовых распылителей и 54000 ш?/с для многоструйных при Р^ =13 МПа. При увеличении давления начала впрыскивания топлава многоструйными распылителями до 15 Ша продолжительность впрыскивания возрастет на 4-5°а,к.в., а максимальная скорость топливоподачи снижается до 34000 мм/с.

5. В результате исследования основных показателей работы дизеля с экспериментальными распылителями установлено, что:

5.1. Оптимальная по эффективности и топливной экономичности величмна угла опережения начала подачи топлива составляет 17-19® п.к.в. до ШТ и не изменяется при увеличении давления начала впрыскивания топлива многострунными распылителями с 13 до 15 МПа.

5.8. При установке на дизель Д-50 многоструйных распылителей и повышении давления начала впрыскивания топлива с

13 до 15 МПа на номинальном режиме работы обеспечивается улучшение эффективны* показателей по сравнению фаботой дизеля с штифтовыми распылителями. При этом иощность увеличивается с 40,5 до 41,3 кВт, удельный расход топлива ge уменьшается с 266 до 259 г/(кВт-ч).

5.Б. На основе анализа фрагментов многопараметровых характеристик установлено , что применение многоструйных распылителей с Р^ =15 МПа расширяет область наивыгоднейших режимов работы дизеля, ограниченную расходом топлива Qe =

= 260 г/(кВт-ч), по эффективному давлению с 0,51-0,6 МПа для дизеля с штифтовыми распылителями и до 0,5-0,62 Ша для дизеля с многострунными распылителями. Верхняя граница частоты вращения для указанной области режимов работы смещается с 1660 мин1 для штифтовых до 1710 мин1 для иногоструйных распылителей.

6. При установке на вихре камерный дизель Д-50 многоструйных экспериментальных распылителей о повышенныи до 15 Ша давлением начала впрыскивания топлива обеспечивается улучшение индикаторных и эффективных показателей работы дизеля по сравнении с штифтовыми распылителями. Так среднее индикаторное давление увеличивается с 0,805 до 0,848 Ша; индикаторный расход топлива снижается с 201 до 188 г/(кВтч); индикаторный к.п.д. увеличивается с 0,419 до 0,448; эффективный к.п.д. возрастает с 0,817 до 0,326.

Термометрирование позволило установить уровень теплового состояния многоструйных распылителей и уточнить способы задания граничных условий теплообмена распылителя с газами и топливом для расчетно-теоретического анализа теплового состояния распылителя методом КЭ. При этом рекомендуется определять граничные условия теплообмена: со стороны камеры сгорания с помощью программы HУН, по расчетной индикаторной диаграмме с использованием формулы Вошни дляоСг; в кольце-

14

еоы зазоре головка цилиндров-распылитель с помощью прог-раимЦТ и СЕО » по длине проточной части распылителя с помощью разработанной модели теплообмена распылителя cfrn-пливом по программе TUP. При этом наибольшефасхоядение между расчетной и экспериментально определенной температурой составило 3)5.

8. В результате ускоренны): испытаний распылителей на коксование установлено, что при использовании экспериментальных многоструйных распылителей 5x0,35x130 обеспечивается их работоспособность , сопоставимая с серийными многоструйными расгшлителяш. При этом необходимо повысить давление начала впрыскивания топлива до 15-15,5 МПа для обеспечения рекомендуемого уровня температуры распылителя и снижения скорости его коксования в % раза,

а

• При реализации предлагаемой унификации штифтовых и многострунных распылителей обеспечивается снижение расходов при производстве распылителей, упрощается снабжение, техническая эксплуатация и ремонт дизелей, а так же достигается повышение мощности и снмкенив удельного расхода топлива дизеля Д-50 на 2-3$.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Николаенко A.B., Поалев U.E., Алтухов C.B. Результаты исследований бесштифтоЕЫХ многоструйннхраспылителей форсунок дизеля с вихрекаиерныц смесеобразованием// Тезисы докладов научно-технического семинара: Диагностика, повышение эффективности, экономя«ности и долговечности двигателей. - Л. - Пушкин, 1990. -С. 70.

2. Алтухов C.B. Сравнительный анализ основных показателей вихрекамерного дизелл, оборудованного штифтовыми и бес-штифтовыш распылителяш Форсунок. // Тезисы докладов к конференции молодых ученых и студентов ЛСХИ. - Л., 1990.- С. 115 —I IG.

3. Иовлев М.Е., Алтухов C.B. Результаты экспериментальных исследований основных показателей работы дизеля Д-50 с многострунными распылителями форсунок. // Сб. науч. трудов

ЛСХИ. - Л., 1990. - С. 17-19.

4. Николаенко A.B., Иовлев М.Е., Алтухов C.B. Результаты исследования пришнения многострзйных распылителей в вих-рекамерном дизеле // Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического семинара: Диагностика, повышение эффективности, экономичности и долговечности двигателей. -Л. -Пушкин, 1991. -- С. 84-85.