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

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На права* рукописи

Г Р

МТУХОВ Сергей Вячеславович ; Л1"'!

- V

УДК 621.038.8.(043.3)

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ" МНОГОСТРУЙШХ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ ФОРСУНОК В ДИЗЕЛЯХ С ВИХРЕКАМЕРННМ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕМ

Специальность 05.20.03 - эксплуатация, восстановление

и ремонт сельокоховяйственной техники

05.(Л.02 - тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации но соискание учёной степени кандидата технически* наук

Санкт-Петербург - Пушкин 1992

Л .

; К,? К? Г

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном аграрной; университете.

Научный руководитель

Научный консультант

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор А.В.Николаенко

кандидат технических наук, доцент А.Т.Максимов,

доктор технических наук, профессор В.А.Аллилуев,

кандидат технических наук, В.Н.Хватов.

НПО "НЕЧЕРНОЗЁМАГРОМАЩ".

Защит® состоится II» е*Г 1992 г. в I1* 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 раэослал " $ " (^Ч 1992 г.

Учений секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент

Д.И.Николаев

ОЕШЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность темп. В настоящее время в сельском хозяйстве и других отраслях применяются дизели с различными типами камер сгорания и способами смесеобразования. При этой эксплуатируется ещё значительно-" количество дизелей "с раз-* делёнными камерами сгорания - ото, в первую очередь, вихре-камврнне дизели СМД-Й, СВД-15К£, Д-50, Д-60Р, дизели рижского завода Ч 8,5-9,5/П. С целью совершенствования таких дизелей и уменьшения расходов на их оксплуатацию проводятся исследования по переводу их на непосредственный впрыск топлива и унификации распылителей форсунок."

Унификация форсунок позволяет без значительных конструктивна изменений использовать а вихрекамерных дизелях вместо применяемых сейчас штифтовых распылителей более распространённые многоструйнис. Тем самым сокращаются затраты, связанные с производством и снабжением запасными частями вихрекамерных дизелей. Поэтоку исследования по обеспечению работоспособности многоструйных распылителей форсунок в дизелях с вихрекамерны» смесеобразованием являются актуальными.

Цель исследований. Обеспечение работоспособности многоструйных распылителей форсунок в трак/горных вихрекамерных дизелях, . ..

Объекты исследований. Экспериментальные многоструйные распылители;-работающие в составе дизеля Н 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-использовании многострунных распылителей," показателей коксования многоетруйинх' распылителей при реализации меропри^ ятий,"повывающих"их"работоспособность.-

Практическую ценность представляют: -- предлагаемые экспдуатационнне мероприятия по обеспечения работоспособности многострунных 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 работы вихрекамерного ди~-зеля Д-50 с штифтовыми и многоструйными распылителями форсунок, количественные характеристики теплового режима и коксования экспериментальных многоструйных распылителей, рекомендации по улучшений показателей впрыскивания топлива и снижении уровня температурного состояния и коксования экспериментальных раошшггелей переданы ПО Курский завод тракторных .запасных частей (КЗТЗ) и используются при решении задачи по унификации штифтовых и многострунных распылителей для дизелей о вихрекамерным смесеобразованием.

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

Публикации. Основные положения диссертации изложены в Ц 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 43 рисунками и 15 таблицами,

С0ДЕР1АНИЕ РАБОТУ

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

Проведен анализ температурных условий работы распылителей форсунок и влияния различных факторов на их работоспособность. Установлено, что температура распылителя является одним из главных факторов, ограничивающих ого работоспособность. По данным разных авторов рекомендуемая температура наконечника распылителей автотракторных дизелей составляет 170-2Ю°С. Для обеспечения достаточной работоспособности экспе- . риментальннхраспылителей необходимо провести исследования температурного состояния и коксования экспериментальных ра-~ опылителей при реализации мероприятий, повышающих их работоспособность.

Анализ расчётных методов определения температуря выявил преимущества метода конечных элементов (КЗ) перед другими методами. При этой звдание 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 многоструйных распылителей на основные показатели вихрекамерного дизеля;

- провести экспериментальные исследования показателей рабочего цикла вихрекютерного дизеля с многоструйными распылителями;

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

- провести ускоренные испытания многоструйных распылителей с применением мероприятий, повышающих их работоспособность;

Во второй главе приведён расчетно-теоретический аналиа гидродинамических характеристик топливоподачи экспериментальных распылителей. ....

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

что наиболее достоверные данные ^ает задание граничных условий теплообмена со стороны камеры сгорания с помощью метода ТДА, по формуле Нуеоельта-Брилинга с уточнёнными коэффициентами Яибровича для , или по программе НУН.по расчетной индикаторной диаграмме с использованием формулы. Вошни дляО^р В кольцевом зазоре головка цилиндров-распылитель граничные ' условия задается с помощью, разработанных на кафедре "Двигатели и теплотехника" С-П<5ГАУ программ ПТиСЕО.

В данной работе получили развитие методы задания граничных условий теплообмена, при этой разработаны: модель,алгоритм и программа для определения граничных условии теплообмена распылителя о топливом. Программа реализована на ЭВМ EG-I036 и позволяет определять средкецикловые локальные ко-.аффициентм 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

<х~ т , и;

где с*ь - средний коэффициент теплоотдачи при впрыскивании топлива, (Вт/н^К); 'рь - продолжительность впрыскиваний, 0п.кул.вала;о(ест - средний коэффициент теплоотдачи при естественной конвекции, (Бт/ма-К).

Коэффициенты теплоотдачи определяются с помощью следующих критериальных зависимостей: •

Критерий Нуссельта естественной конвекции

Nит^^Чоа-рГ) Gr^jbi, (2)

где JW^jp- критерий Пракдтля, определенный с учетом изменения температуры и давления топлива в распылителе; P,frJ,A - соответственно плотность, теплоёмкость, кинематиче-оквя вязкость и теплопроводность топлива; flr - критерий Грасгофа; J)| - поправочный коэффициент, для учета наклона поверхности теплообмена при естественной конвекции.

При впрыскивании топлива коэффициент теплоатдачи определяется с учетом режима течения топлива при средней скорости течения se время впрыскивания.

В зоне запирающего конуса критерий рейнольдса определяется

при средней за процесс вприскивания подъёме иглы,

' сз)

где Ьц - текущее значение хода иглы во время впрыскивания.

Для вынужденной конвекции критерий Нуссельта турбулентного течения,

и II Рг'йо ____ _\ ()))

= $ I (0? н (У(Щ) л-ШГрГ (¡1^4) /'

где £ - коэффициент гидравлического сопротивления;

- фактор, учитывающий направление теплового потока; в расчете использована аппроксимирующая зависимость £<.*£*-0,00(Н-&Т - где лТ - средний перепад температуры между стенкой и потоком топлива; - фактор

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

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

где /({.-{Рг/Д-1/- фактор, учитывающий направление теплового потока, в работе использовалась аппроксимирующая зависимость {4-0,0025^7*.

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

Коэффициент контактного теплообмена,

¿к. (б) где Яс - теплопроводность среды в зазоре между контактиру--кнцими телами, Вт/(мг-К); <?5 - эквивалентная толпипа зазора; Лм - приведенная теплопроводность корпуса и иглы, Вг/(^Ю; Р - давление й зоне контакта, МПа; б - предел прочности материала корпуса, МПа ; К - формфакгор" поверхности. Подогрев топлива и его температура вначале задаётся

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

Лйтогтл = ', ^ » (7)

. Üpf , где&Цтт- подогрев топлива в распылителе или на длине t -го

участка, сС;Q L тепловой поток, переданный в топливо на I -ом участке «Вт; Cpf .- средняя теплоёмкость топлива, кДж/(кг-К) ViQi^ - цикловая подача топлива, кг/цикл.

С помощьп разработанного алгоритма по программе ТОР определены граничные условия теплообмена распылителя с топливом плотностью 610-650 кг/м'при давлении начала впрыскивания = 13, 15, 17 МП'а, На рис.1 представлены расчетные граничные условия и тепловое состояние распылителя приР^ = 35 МПа.

При отои установлено, что плотность топлива влияет на уоловия теплообмена распылителя и его температуру. Так коэффициент теплоотдачи при использовании топлива сД=6Ю кг/м в среднем на 25-30$ больше, чем прире= 850 кг/м^ ПО всей длине распылителя.Изменение давления начала впрыскивания топливе влияет на величину коэффициента теплоотдачи в зоне запиравшего конуса, на остальных участках проточной части распылителя изменениеPj мало сказывается на условиях теплообмена. Так повышение Р*. с 13 до 17 МПа вызывает увеличение d¿an.naP 5ЭОО до 8700 для топлива орв = 810 кг/м5и о U'+OO до 6400 для топлива о J>„ 650. кг/mí Изменение условий теплообмена приводит к изменению температуры распылителя. Так наибольшая температура наконечника распылителя составила: приР^п 1.3 MtTa -ta* 220 и 211°С; приР^= 15 МПа - tP =» 212 и 199°Cj при = 17 МПа - tP = 205 и 192'С. Большее значение температуры соответствует топливу с плотноотыо^= 850 кг/м} меньшее для^«, «810 кг/н5.

3 третьей глада приведены общая и частные методики экспериментальных исследований, дано описание конструкции экспериментальных распылителей, акспериментальной установки,ири-. боров, аппаратуры приведены расчёты погрешностей измерения.

Экспериментальные распылители разработаны и изготовлены в Центральном научно-исследовательском институте топливной аппаратуры (ЦШ1ТА) на базе серийных распылителей 5x0,35x130 и 5x0,4x120 производства ЧТЗ.

Смндоше исследования проводились г лаборатории ДВС

б

С.-Пб ГАУ на базе викре камерного дизеля 4 Ч П/1й,5(Д-50)

Методикой исследований предусматривалось проведение безмоторных испытаний распылителей согласно ГОСТ 105 79-82 и 8669-82. Пропускная способность форсунок и гидравлические характеристики распылителей определялись на стенде постоянного давления конструкции С. -Лб ГАУ. Основные показатели работы дизеля о вксперимензальными и штифтовыми распылителями определялись в условиях регулировочных, регуляторных, нагрузочных характеристик и в режиме холостого хода по ГОСТ 18БС9-88.

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

Для оценки способов задания граничных условий теплообмена распылителя и определения его теплонапрякекности осуществлялось термометрирование распылителей форсунок термопарами, установленными по методике ЦНИТА.

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

В четвертой главе содержатся результаты экспериментальных исследований. При безмоторных исследованиях определялись: проходное сечение распылителей, гидравлические характеристики- зависимость проходного сечения от хода иглы, величина максимального кода иглы. При этом установлено, что для партии исследуемых: раопылитей 5x0,35x180 и 5x0,4 хШ средняя величина проходного сечения составляет соответствЬнно 0,6 и 0,658 ми* при максимальном ходе иглы 0,4^0,03 мы. С помощью гидравлические характеристик , результатов исследования рабочего цикла и процесса впрыскивания определены дифференциальные и интегральные характеристики впрыскивания. При втом установлено, что длфтифтовых распылителей характерным. является более высокая максимальная скорость топливопо-дачи, которая составляет 73000 мм/с. Для ыногоструйных распылителей при давлении начала впрыскивания Р^ =13 ЫПа эта величина равна 54000 м^/с, при повышении давления Р^ до 15 МПа максимальная скорость тоиливоподачи снижается до 34000 ш*'/с. Для исследуеиыфаспылитслей скорость топливоподачи

г»

достигаег максимума через 5ц, к. в. от начала впрыскивания Повышение давления Р^ с 13 до 15 МПа в шогоструйном распылителе вызывает увеличение продолжительности впрыскивания на 20^5 и улучшение равномерности подачи топлива за время впрыскивания.

В результата зиспершетапышх исследований установлена необходимая величина выстилания наконечника в камеру сгорания Ь =4,В +0,2 мы, и с ход ч из расположения распыпиващак отверстий в вихревой камере. Толщина шайбы под форсункой при этом составляет г,5-3ш, а струи впрыскиваемого топлива направлены со стороны штуцера форсунки навстречу воздушному потоку, с противоположной стороны по касательной к стенкам камеры сгорания. Через центральное распиливающее отверстие топливо подается на вставку вихревой камеры сгорания так не как и у штифтового распылителя,

При испытании дизеля Д-50 с многострунными распылителя-, ми на первом этапе давление начала впрыскивания топлива составляло 13 МПа, как и для штифтовых распылителе!}; на втором этапе принималось Р^ •= 15Ш1&. При этой установлено, что применение многоструйных распылителей с повышеннынР^ = 15 МПа позволяет улучшить мои\ностные и экономические показатели вихренаиерного дизеля по сравнению о его работой о штифтовыми распылителями, рис. 2, Так на номинальной частоте вращения мощность увеличивается с 40,5до 41,3 кВт, расход топлива снижается с 266 до 259 г/(кВт-ч).При снижении частоты вращения и мощности п^ 1620, 20-25 кВу эги показатели практически совпадают. В режиме холостого кода рвокод топлива одинаков при использовании штифтовых и многоструйных: распылителей. Минимальная устойчивая частота вращения холостого хода дизеля с многоелруйными распылителями выше на 60 мин1 чей о штифтовыми распылителями, что объясняется большей величиной проходного сечения мног о отру йны фа «Шпигелей и худшими условиями распыления топлива при снижении частоты вращения.

В условиях нагрузочной характеристики (рис. 2) удельный расход топлива при использовании ыногоструйных распылителей ниже по сравнению с работой со штифтовыми распылителями на 5-8 г/(кВт-ч) или на 2-3 При этом на скоростном режиме 17и0 мин"^ минимальное значение д^ при работе дизеля наблюдается а следующих пределах изиененип мощности: с штифтовыми распылителями де-2Б6-2.63 г/(кВт-ч)при Ые = 35-39 кВт

(85-95?«Ме ном) ; с ыногоструйными распылигелями приР^ = 15МПа 9е = 259-261 г/(кВгч) ДмИе = 36,5-43 кВт (88-102% Ыенм) (Рис. 2 ) .

Рис. Изменение основных показателей работа и

температуры гайки и наконечника распылите ля в условиях нагрузочной характеристики оо - рщ- 61С2Х25;ХХ - экспериментальный распылитель.

Полеченные фрагменты многопараиетровык каракте ристкк дизеля позволяют оценить область наивыгоднейшая: режимов рабом дизеля. Так, есяи о шрифтовыми распылителями область режимов работы , при которых де меньше 260 г/(кВг-ч) ограиичвна по частоте вращения верхним пределом 1660 мин а по нагрузке от 0,51 до 0,6 Ш1а , то при использовании ыно-гоструйнык распылителей оР^ =15 Ша эта область расширяется по частоте вращения до 1710 иия"1, по нагрузке от 0,5 до 0,62 Ша. Ив этого можяо заключись, что ыногоструйные распы-яители позволяют обеспечить расширение мовдностнцх и экономических возможностей викрекамерного дизеля в областях режимов работы более близких к номинальному скоростному и нагрузочному режимам по сравнении со штифтовыми распылителями.

Исследования температурного режима многострунных распылителей позволила установить, что уровень теплового состоя-

ния распылителей в зоне распиливающих отверстий снижается при ПовшениидавлвяияР^ с 13 до 15 МЛа на 10-12? С и составляем 170-172° С на номинальной режиме работы дизеля(рис.2).

При згоы установлено, что расчетный метод определения температуры распылителей с использованием разработанной модели для определения граничных условий теплообмена о топливом обеспечивает хорошую сходимость результатов раочета и эксперимента. Рас хонденив расчетных и экспериментально определенны! гемлерагур не превышает 3

При исследований рабочего цикла дизеля(Рис.З ) установлено, что использование ыногоструйных распылителей вшою штифтовых позволяет улучшить показатели процессов впрыскивания и сгорания топлива, е также нндикаторныа показатели дизеля. Установлено, что при использовании многоструйных распылителей о давленной начала впрыскивания 15 №а по сравнению со штифтовыми распылителями следующие показатели уменьшаются; период задержки воспламенения на 15 % до 0,079 мс, максимальная скорость нараатанифавлекия с 0,35 до 0,28 МПа/'п.к.в., максимальная температура цикла о 2037 до i960 К на(4 ^¡максимальная скорость сгорания с 0,091 до 0,07 I/'n.K.B, Индикаторные и эффективные показатели при этом улучшаются: индикаторное давление цикла повышается о 0,805до 0,848; индикаторный расход топлива уменьшается с 201 до 188 г/^кВт-ч)} индикаторный к.п.д. возрастает с 0,419 до 0,448} эффективный к.п.д. - с 0,317 до 0,326.

При ускоренных испытаниях аа кокаование экспериментальны* распылителей установлено , что распылители 5x0,35x130 в условиях дизеля Д-50 при Pj =39 МПа коксуются ненее интенсивно чей распылители 5x0,4x180. При stou величина коэффициента коксования достигает I5j8 за 1,5 часа для распылителей 5x0,4x120 и аа Е часа для распылителей 5х0,35й30 при Р^ = * 13 ВДа.

При увеличении давления начала впрыскивания до 15 МЛа средняя скорость коксования составила aodïUSfoïraeaHo для распылителей 5x0,4x120 и 5«0,35*130 * 6 и 3,6 % что в 1,0-2 р&за меньше чем при Pj = 18 МПа.

Таким образом, работоспособность экспериментальных распылителей обеспечивается на уровне сопотвимом о серийный» распылителям при увеличении давления начала впрыскивания топлива до 15 - 15,5 Ша.

топиига в дизеле Д-50 с экспериментальными распылителями при Р^ = 15 МПа ( Ме = 41,3 кВч\

Г) = 1700 мин""1)

ОБЩИЕ ЕЫЮДЫ

1. На основании выполненных расчвтно-георетических и экспериментальных исследовании установлена возможность унификации штифтовых и много струй них распылителей форсунок применительно к шхрекаыорным дизелям Д-50, При этом в качестве альтернативных штифтовым распылителям исследовались зкснерцыещальные многострунные распылители.

2. Разработанная Физически обоснованная модель и программа ТОР позволяют определить средне цикловые локалыше коэффициенты теплоотдачи в топливо по длине проточной части распылителя с учетом практически всех: влияющих на теплообмен факторов. При этом повышается достоверность расчета топлового состояния распылителя методом КЗ.

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

=13 ЙПа, 199-212° С приР^= 15 Ша, 192-20^ С при Р^ =17М11а, При этом большее значение температуры соответствует плотности топлива =850 иг/и5.меньшее -плотности топлива =810 кг/ы.

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

ва процесс впрыскивания топлива, Максимальная окорость топ-лнвоподачй для исследуемых распылителей достигается поело 5-?°п.к.в. от начала впрыскивания и составляв* 7Э000 м^/с для штифтовых распылителей и 54000 для ыногоструйных при Р^ =13 Ша, При увеличении давления начала впрыскивания топлива ыногоструйными распылителям» до 15 Ша продолжительность впрыскивания возрастам иа 4-5°п.к.В4, а «аксима-льная скорость тоаливоподачи снажаегся до 34000 ми/с.

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

5.1. Оптимальная по эффективности и топливной экономичности величина угла опережения начала подачи топлива составляет 1?-19°п.к.в. до £МТ и не изменяется при увеличении давления начала впрыскивания топлива многоструйными распылителями с 13 до 15 №а.

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

13 до 15 МПа на номинальном решив работы обеспечивается улучшение эффективны* показателей по сравнению фаботой дизеля с штифтовыми распылителями. При атом мощность увеличивается с 40,5 до 41,3 кВт, уцельныйг расход топлива ge уменьшается с 266 до 259 г/(кВт ■ч).

5.3. На основе анализа фрагментов многопараметровых характеристик установлено , что применение многоструйных распылителей с =15 Ш1а расширяет область наивыгоднейших режимов работы дизеля, ограниченную расходом топлива Qe =

= 260 г/(кЕт-ч), по эффективному давлению с 0,51-0,6 МПа для дизеля с штифтовыми распылителями, и до 0,5-0,62 МПа для дизеля с многоструйными распылителями. Верхняя граница частоты вращения для указанной области режимов работы смещается с 1660 мин4 для штифтовых до I710 мин1 для многоструйных распылителей.

G. При установке на вкхреканерный дизель Д-50 многоструйных экспериментальных распылителей с повышенным до 15 МПа давлением начала впрыскивания топлива обеспечивается улучшение индикаторных и эффективных показателей работы дизеля но сравнении с штифтовыми распылителями. Так среднее индикаторное давление увеличивается с 0,805 до 0 , 848 МПа; индикаторный расход топлива снижается с £01 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.

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

14

воц зазоре головка цилиидров-раопилиаещ, с помощьо прог-рашЦТ и СЕО » по длине проточной части распыли геле с помощью разработанной модели теплообмена распылителя çfro-ппивоц по программе ÎUP. При этом наибольшефасхокдение между расчетной и экспериментально определенной температурой составило 3$.

8. В результате ускоренные испытаний распылителей на коксование установлено, что при использовании экспериментальны* многоструйных: распылителей 5x0,35x130 обеспечиваете« ик работоспособность , сопоставимая с серийными многоструйныщ распылителями. При этом необходимо повысить давление начала впрыскивания топлива до 15-15,5 Ш1а для обеспаченин рекомендуемого уровня гемператарн распылителя и снижения скорости его коксования в й раза.

о

• При реализации предлагаемой унификации штифтовых и многострунных распылителей обеспечивается снижение расходов при производстве распылителей, упрощается снабжение, техническая эксплуатация и ремонт дизелей, а так ;ке доотигавтся повышение мощности и спинение удельного расхода топлива дизеля Д-50 на 2-3

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Николаенко A.B., Иовлев М.Е., Алтухов C.B. Результаты исследований беситифтовых ииогосгруйшхраспылитоявй форсунок дизеля о вихрекамерныи смесеобразованием// Тезисы докладов научно-технического семинара: Диагностика, повышение эффективности, экономичности и долговечности двигателей. - Л. - Пушкин, 1990. -С. 70. .

2. Алтухов C.B. Сравнительный анализ основных показателей вихрекаыерною дизеля, оборудованного штифтовыми и бес-штифтовнми распылителями форсунок. // Тезисы докладов к конференции молодых ученых и студентов ЛСШ. - Л., 1990.- С. 115—116.

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

ЛСЗИ. - Л., 1990. - С. 17-19.

4. Николаеако A.B., Иовпев М.Е., Алтухов C.B. Результаты исследования применения шогосзруйных распылителей в иих-рекамерном дизеле // Тезисы докладов Всесоюзного научпо-теэтнического семинара: Диагностика, повышение эффективности, экономичности и долговечности двигатедей. -Л. -Пушкин, 1991. -- С. 84-85.

i t-.