автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Совершенствование смесеобразования с целью улучшения топливной экономичности и экологических характеристик форсированного тракторного дизеля

РГ6 од

/ 3 МАП 1003

волгоградский ордена трудсво<~с красного знамени

политехнически!! институт

На права* рч*описи

кдпыш Владимир Васильевич

-08ершенст80эйние смесеобразования с целью улучшения топливном экономичности и экологических характеристик ©орсирозанного тракторного дизеля

Специальность 03.04.02 - Тепловые двигатели

Автореферат П>!Ссертлции на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 1993

Ра Gura виполнгна с прс.и?воуственном объединении "Волгогра кий моторный завез**•

Научный рукоподигель, - заслуженный деятель науки и \ ¿уни1 - . .. *Ф»доктор технических наунЧпрсфесо

%

T.h.jnotrtH.

На^-чный консультант — члч&лдат технических нэук В.8.Тока Офици >льные оппоненты - заслуженный деятель пачки и те *ни

РФ «док тор тех ни неси их нлу:< »профссс с,А.Григорьев. — кандидат технических наук i эоце В,Г.Кривое.

Ведущее предприятие - эаво^ "Двигатель революции Защит* состоится 28 пая 1993 г. © 9 часов е аиу.209 на за дании специализированного совы а К 063.76.02 в Волгоградской по техническом институте по адресу: 400066*г.Волгоград!проспект Ле на»28.

С диссертацией можно ознзкон. гьсп в Библиотеке Волгограде го политехнического института.

Автореферат разослан апреля 1993 г.

Учень.п секретарь специализированного с эр с?т а, кандидат технических наук, дои е--<т

fí.L

7

В.А.Ожог

саоери.скстоазание сгсессобразср«анйп с целью улучшения

Т0ПЛ112НШ ЭКОНОМИЧНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОСРСИРСЗАКНОГО ТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность те^»ы. Показатели надежности »экономичности »токсичности и дыниости отработавших газов дизельных двигателей в первую очередь определяются созяршзнством процесса смесеобразования» здэнся'дэго от целого *-яза взаимосвязанных факторов «8 том числе от Формы камера сгорания (КС)•

£3 мгстоящсе время на двигателях семейства 8ЧН15/16 используется КС ЦНИДИ.Она позволяет добиться хороших показателей при ре до 0,95Г1Пз.»характе>рном для двигателей 8ДЗТ-ЗЗО.Однако уме при форсировании деигателя до рЕ=0»94МПа (В-400) начинают проявляться нес* ос. татки это»1. КС—и злые резервы дальнейшего улучшения топливном экономичности »повышенная тепловая напряженность головки цилиндра (ГЦ) и чрепки КС.Между те« народное хоэяйстоо требует от промышленных тракторов все большей мощности»что»в свою очередь«вызывает необходимость все большей форсировки рабочего процесса по р^. Это обусловило необходимость» проведения комплекса работ по соеер-шенстаооанию процессов смесеобразования и сгорания»обеспечивающих возможность форсирования дизелей Волгоградского моторного завода.

Целью работы является повышение топливной экономичности»улучшение экологических характеристик и увеличение надежности двигателей семейства 8ЧН15/16 за счет ряда конструктивных мероприятий» направленных на совершенствование смесеобразования«

Дня достижения поставленной цели были решены следующие основные задачи»определившие структуру диссертационной работы:

1)на осноее анализа конструкции КС почти ста отечественных и зарубежных двигателей определены тип и форма нового варианта кане—

4 ры;

2)разработаны и прошли опытною проверку методики доводки ра бочего процесса»проведен анализ точности определения показателей уо;;гатс-ля гари испытаниях?

3) проведен комплекс исследований с новым вариантом КС на од ноцилиндророи установке? (ОЦУ) и полнораэмерном двигдтг'лэ^реэь'льта ты '.отирых обеспечили улучшение показателей ¿еигателя н шэмож насть. о аальнсЛшего форсирования.

!.авкэ^.'.. Ча основании анализа мировой практики дизе лестроени? у«очнены совреиемные границы применения различных спо собос смесеобразования.Обосновано применение на дпиг ателе В-400 цилиндрической КС снос.то КС ЦНМДи.

В Результате ко тексного исследования на ОЦУ и полноразмер-нем двигателе установлены взаимосвязи между конструктивными оси-бе-нностг чи КС и требуемым распреэ&ле» тем топлива по ее сбЬем у * обеспечивающие повышение топливной экономичности »снижение теплонапря-жснности »токсичности и дымности итработаеших. газов двигателя воздушного охлаждения 0ЧН15/16.

Проведено исследование на ОЦУ особенностей рабочего процесса двигателя с КС ЦНИДИ и увеличенным смещением топливной форсунки.

Разработаны следующие методики:сравнения тепло&о^ напряжен' ности ГЦ при проведении испытаний на ОЦУ * ьынвления причины колебаний часового расхода топлиеа»компенсации температурной погрешности силоизкерительного оборудования ОЦУ»усовершенствованная методика оценки точности определения расчетных показателей двигателя для случая»ког&£ в расчете участвуют взаимозависимые величины.

Практическая ценность. Реализации на ззигателе В—400 с цилиндрической КС рекомендаций«выработанных в моде ксследоааний позволяет снизить удельный эффективный расход топлива на режиме номинальной мощности на Зг/(к8т*ч) ' и оценочный расход топлива на

Аг/(кВт#ч), уменьшить тепловым напряженность поршня и головки цилиндра.

Показано наличие существенных резервов дальнейшего повышения топливной экономичности двигателя В-400 с цилиндрической КС '¡за счет использования ГЦ с винтовым впускным каналом.

Рекомендовано на двигателях с КС ЦНИДИ сместить топливную форсунку на 15мм от оси каперы,что при использовании предлагаемых распылителей позволит уменьшить тепловую напряженность ГЦ и улучшить топливную экономичность двигателя.,

Реализация результатов работы. Разработанные рекомендации по совершенствованию рабочего процесса реализованы на опытных образцах двигателей 8-400 в ПО "Волгоградский моторный завод"..

Внедрены в прантику исследований по совершенствованию двигателей семейства ЗЧН15/16 методики сравнения тепловой напряженности ГЦ при проведении испытаний на ОЦУ*выявления причины колебания ча-ссеого расхода топлива при измерениях компенсации тенпературной погрешности силоизмерительного оборудования ОЦУ«анализа точности определения показателей двигателя,визуализации контакта топливных струй со стенкоа КС как с использованием присадки к топливу,так и без нее,усовершенствованная методика сравнительных испытаний топ-тивных распылителей. _ ^ "

Внедрен ряд мероприятий по улучшению работы оборудования исследовательских боксов.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на !-н Всесоюзном научно-техническом семинаре "Теплообмен в ЛВС и еплонапряженность их деталей" ЛПИ (г.Ленинград,1933г.),на научно— ехническик конференциях ВолгПИ (г.Волгоград,1988«1990—1992г.г.>, а У-ом межгосударственном научно—техническом семинаре "Проблемы каноничности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в *1К СССР" <г .Саратов, 1992г. ),на заседании НТС СКВ ПО "Волгограде-

кий моторный заьоэ" (г - Волгоград ,1?92г.),на совместном семинаре кащеэр "Теоретические основы теплотехники" и "Автотракторные двигатели м ВолгПИ (г.Волгоград »1993г.>.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 рзбот.

Структура и обЪем работы. Диссертация состоит из введениr,четырех глап,основных выводов,списка использованных источников (109 наименований> и приложений.Общий обЪам работы - 133 с.,« том числе таблиц — 13,рисунков — 68.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы.Отмечается, что улучшение показателей двигателя S-400 при свойственном этому двигателю форсировании рабочего процесса ча*но обеспечить и при сохранении КС ЦКИДИ»но при изменении распределения топлива по объему КС.Однако более радикальным способон улучшения показателей, обеспечив акциим возможности дальнейшег о Форсирования рабочэг о процесса 1 является применение нобой формы КС.

В первой главе проведен анализ конструкций КС и показателей примерно ста отечественных и зарубежных даигателей.Отмечена связь между диаметром цилиндра двигателя D и применяемым способом смесеобразования (рис.1).Дизели семейства 2ЧН15/16 располагаются а той зоне размерности,где почти ссе двигатели имеют полураздет ленные КС.Вместе с тем отмечено» чте при D£150mm используются как полуразделенные,так и неразделенные канеры.Из этого сделано заклю-чение,что на дсигателях указанного семейстаа возможно применение как тех$так и других камер.В связи с этим проводится сравнение показателей доигателей с различными типами КС и рассматриваются конструктивные особенности полуразделенных и неразделенных КС.

Для рабочего процесса двигателей с неразделенными КС характерны высокая частность и повышенное максимальное давление сгорания,

грyQHricTk. достижения хорошей топливной экономичности в широком ди апазоне режим он ма5оты»а также большое, чем имеющиеся и настоящее времен на двигвтиля:'. 8ЧН15/16,давление гопливоноаачи. Учитыиак пто спегцифику роОогы промышленных трак торой > а также то* что о мировой практике', большинство деигателей- с близкой размерностью имеют полу разделенную КС»применение именно *. акои камеры и признано целесообразным на снигателе 8-400.В связи с ^тим более подробно paccNOTpu-мы особенности конструкции и способы совершенствования рабочего г.роцегсл двигателей с полуразделенными КС.

КС с изкой горловиной (типа ЦНИДИ) применяются сравнительно редко - на--67. двигателей* Наибольшее распространение (857 двигателей > получили камеры с широкой горловиной »имеющие отношение- диаметра горловины к максимальному диаметру КС больше 0»ü.Небольшое за-ужение горловины таких камер»например на безнаддувных вариантах двигателей' FL 513 юирмы Deutz или 8»2L фирмы Detroit Diesel«позволяет улучшить их показал ели.Однако из-за недостаточной трещинос-тойкости кромок таких КС при Форсировании пс> указанные фирмы

были вынуждены перейти на КС с вертикальными стенками.

В проана.визированных конструкциях отношение диаметра КС к D колеблется независимо от i) в лреде/ía* 0,48-0,66»еостааляя в среднем О * 55»

Одним из крупны^ резервов улучшения показателем двигателей является повышение <завления впрыскивания топлива. Для двигателей с полуразделенными КС на каждые ЮМПа возрастания давления впрыскивания приходится около 1~5г/(кВт*ч) улучшения топливной экономичности. Специалисты фирмы Caterpillar прогнозируют к 2000 году повышение указанного давления до 200МПа.

Рассмотрены также другие особенности организации рабочего процесса ti двигателях с полуразделенными КС,

Проведенным анализ позволил определить тип*форну w размер и

нового варианта КС явигателя В-400,определить цели и содержание исследований изложенных в диссертации.

Во второй главе привозится описание объекта испытаний*и исследовательского оборудовании-В настоящее время серийная комплектация двигателей семейства 8ЧН15/16 включает КС ЦНИДИ, головки цилиндра п падающим впускным каналом и форсункой, смещенной на 10мм от оси цилиндра.топливный насос высокого давления Мо1огра1.

Исследования проводились как на ОЦУ1 так и на по/1 нор аз и ер ном двигателе.

Оборудование боксов с ОЦУ включало злектробалансирную машину« агрегат наддува,позволявший поддерживать необходимые температуру л давление воздуха на впуске«ваздуходувку для охлаждения ГЦ.и ци — тиндра,пульт управления»оснащенный микропроцессором«и необходимые гистемы для измерения параметров ОЦУ.Аналогичное оборудование)за «сключением агрегата наддува и воздуходувки, применялось и при испытании развернутого двигателя В-400.

Определение индикаторных показателей осуществлялось при помехи оборудования фирмы АУ1_,включающего анализатср сгорания модели >57,систему индицирования 1_Р 414 с усилителями заряда и кварцевы-и датчиками давления и систему охлаждения датчиков.Абсолютная по-решность при определении давления в цилиндре на тактах сжатия—ра— ширения составляла не более 0,031"1Па,при определении угла поворо— а коленчатого вала не более 0,1град.

Е третьей главе приведены метозики проведения испытаний на

НУ и полноразмерном двигателе.При сравнительных исследованиях на НУ влияния различных конструктивных мероприятий температура и да— пение воздуха на входе о ГЦ и давление отработааших гаэоо на вы— зде из нее поддерживались постоянными и соответствующими этим подателям на развернутом двигателе В-400.

Описаны ьетозики проведения инзпциросанип,обработки и анали' за инзикаторныи диаграмм»законны тепловыделения»сравнения тепловой напряженности ГЦ при проведении испытаний на ОЦУ»анализа распределения топл^зэ по поверхности КС и

Особое енимание уделено надежности результатов испытаний . Опи-проведенные- мсрсприлтия , г.ов^шаюи^ие их достоверное-! ь « выполнены статисти ческая оценка и ксрреляционный анализ результатов.Проведен анализ точности определения показателей ОЦУ на номинальном режиме. Для получения исходных данных,использованных при анализе» ОЦУ йжедн<~вно в течение полумесяца выводилась на номинальный р*=-ЖИ1-: при неизменных значения* регулирсЕючных параметров и фиксировались ее показатели.

Удельный ьоф&ктивны<* расход топлива определился по а-ормуле:

-Ё —о

9,55*10 e *Gt 34,4*10 *р

п*Мк г»*Мк*Т

г^е бт-часоеой расход топлива»кг/ч»

п -обороти коленчатого вала дьиг^теля^^н"1 , Мк-мрутятий иомент»Н*м,

р —масса контрольной порции тспл'иа »г »

Т--время »за которое вырабатываете/. контрольная порция топлива*с Влияние величкн»участьуч:ци>: £ расчсте»ка итогезое значение д^ может быть оценено выражением:

(2)

где З^р,Бр»Ят »-среднеквадратичное отклонение соответствую^ тих велмчин»а каждая дробь есть квадрат показателя точности этой величины.

Значения величин,входящих е (2) ^сыраженны*.* в процентах»приведены в таблице.

.2 '9Е S2 S2 ч2 s;

Г " Р2 + ñ» Мк + 72

! ¿р • Р Аа а 5мк Мк Бт Т О

& п. I Эти,! Мк 5* р ! ¿4 П. ! 4 1 5гтц (хти,

!0,05 0,05 0,05 1 0,06!0,27 I 0,05 0,05! ю"5 0,32 0,42 0,37!

Разброс значений крутящего момента Мк определяется нескольки-ни составляющими:чаете/ой вращения коленчатого вала п«цикловой по— дачей ' топлива Етц и собственно колебаниями крутящего момента Мн. Разброс значений времени Т расхода контрольна* порции топлива определяете« слезящими составляющими:кассой контрольной порции топлива р,частотой »*ращ«ния коленчатого вала п»точность« измерения ©ременных интервалов t (в том числе времени Т) и цикловой подачей топли&а Зтц.

При работе двигателя из-за вибраций и других причин имеэт место нестабильность» величины Стц»что отражается как на величине Мк» так и на времени Т (см.табл.).Это нарушает требование независимости» предъявляемое к среднеквадратичным отклонениям»сходящим в правую часть формулы (2).Чтобы максимально ограничить влияние нестабильности Стц на величину Мк была разработана методика»отличак>щая — сч тем,что дли расчета по формуле (2) использовались только те

значения Мк * которые соо+вететеовали допуска по Стцгг+0»2^г.Все за—

»

меры Мк»полученные при больших отклонении* Бтц в расчет не прини-мались.&се остальные показатели определялись при допуске Стц» ±1 »Омг.Это привело к уменьшении» величины Бфтц/втц с 0»32 эо 0»067.» что позволило значительно уменьшить ее вклад а формирование величины /Мк.Проведенный анализ показал«что разброс показаний практически полностью определяется разбросом показаний Стц и Мк.Даны рекомендации по повышению точности определения этих

величин и |соответств(гнко,удельного эффективного расхода топлива, реалиэизанные при проведении экспериментов.

Сравнение величины Эд^/д£«полученной расчетом по Формуле (2) ,и (/с;£)' ,полученной по пзссиау экспериментальных данных (см.табл. ) похазысает их хорошую сходимость • что свидетельствует о корректности проведенного анализа и правильности разработанной методики.

В четвертой главе изложены результаты экспериментальных исследований. В персом подразделе привозятся результаты работ по совершенствованию смесеобразования при сохранении КС ЦНИДИ.При этом увеличивалось смещение форсунки и 'варьировал ?ь конструкция распылителей »отличающихся между собой углами с шатре.Анализ показателей двигателя и распределения топлива по поверхности камеры,проведенный по отпечаткам топливных струй»позволил установить»что наилучшей является такая ориентация сопловых отверстий распылителя, при которой отпечатки топливных струй располагаются непосредственно под кромкой КС,не выходя в надпоршневое пространство.

При смещенном положении форсунки наиболее часто сопловые отверстия распылителя е плане ориентируют такин образом»чтобы их оси делили периметр камеры на равные дуги.Анализ распределения топлива по периметру КС показал,что это не обеспечивает равномерного распределения топлива,перемещал отпечатки топливных струй в направлении длинной струн <в сторону.противоположную смещению форсунки > .

В результате было определено такое сочетание конструктивных пар четроо,которое при сохранении топливной экономичности на уровне серийной комплектации позволило провести конструктивные мероприятия, обеспечивающие существенное снижение тепловой напряженности ГЦ.Кроме того,определен вариант распылителя,кс-орый ищет обеспечить при сохранении КС ЦНИДИ и форсирования на уровне двигателя

-118-400 дальнейшее улучшение топливной экономичности.

Далее в главе приводятся результаты исследован Л н^ ОЦУ влияния на показатели двигателя о цилиндрической КС ряда факторов» влияющих на качестао смесеобразования.В этой части работы было изучено влияние углов в шатре и плане сопловых отверстий распыли-теля»оценено влияние на топливную экономичность давления топливо-подачи и завихривания воздушного заряда на впуске.Оценка эффективности различных вариантов проводилась по эффективным»индикаторным показателям и реэульт.. гам термометрирования ГЦ.В ходе исследований изучались также распределение топлива пй КС и показатели тепловыделения. Это позволило объяснить причины получения тех или иных результатов.

С цилиндрической КС,как и а случае с КС ЦНИДИ»наилучша1я ориентация сопловых отверстий распылителя такая,которая позволяет получить отпечатки топливных струй непосредственно под кромкой КС. Попадание топлива в надпоршн^гвое пространство приводит к ухудшении топливной экономичности на 2Х,уменьшении максимального количества использованной теплоты на 3/С и возрастании продолжительности сгорания на 2°п.к.в.Повышенная концентрация топлива в глубине КС (расположение отпечатков ниже кромки камеры) ухудшила указанные показатели,соответственно,на 102,37. и 29°п.к.в.

Существенное влияние на показатели цилиндрической КС окауыза-ег завихривание заряда ■ на впуске.Увеличение вихревого отношения с 0,2 (серийная ГЦ) до 2,4 привела к улучшении топливной экономичности по нагрузочной характеристике (п=1700мин—1> при рЕ более 0,4Г1Па.На режиме номинальной мощности снижение составило 16г/(кВт«ч>.

Сравнение показателей двигателя с различными вариантами КС и топливного насоса высокого давления <ТНВЛ) приведено иа рис.2.Как видно,применение цилиндрической КС вместо КС ЦНИДИ позволяет улуч-

ацу 504.;<с ЦМИДИ и цилинзги-еская. Нсгрузачние характеристики. п=1700пин-1

?в,ПГ1

КС ЦНИДИ.ТНВД Ма1огра1,бп.канал падающий; КС ЦНИДИ.ТНВД Рг1ес1!г:аг.п «агег ,вл. канал падающий! КС цилиндр..ТНВД Мо*.о>~ра1 ,ьп.канал винтовой! КС цилиндр. »ТНВД Рг1ес1тапп Мг.1ег , ^п. канал винтовой. Рис.2

шить топливную экономичность ОЦУ по нагрузочной характеристике (п-1700МИН"*1 ) • В зависимости от типа ТНЗЛ улучшение п^оисхозит при РБ более 0,3-0,5МЛа.На режиме номинальной мощности снижение g-составляет 11—18г/(кВт*ч)«а д^ ó-Рг/(к8т*ч>.С цилиндрической КС псеыиение максимального давления опрыскивания топлива с 42 со 45МПа путем замены ТНЭД Motorpal на ТНВД Friedmann tfaier позволяет улучшить топливную экономичность по нагрузочной характеристике Сп=1700мин~*) при р^ более 0,55МПа»На номинальном режиме ru сократилось на 8г / (кВт *ч> ■»«_ д^ на Зг/ (к8т*ч> . Как видно из рис.2-»1 области рс - О »Sî-Tla протекание характеристик , соответствующих цилинзр>!нй-

»

скол КС,более крутое,что свидетельствует а больших резервах пази-шения топливной экономичности зтсй КС при форсировании рабочего

ОЦУ 504.КС ЦНИДИ и цилиндрмчесхап,ТНВД Motorpal. Зависимости удельного расхода топлива от форсирования по р

г

кбт-ч 220

200

ч Ч \ ч \ H

Ч N -___ч

"-Ч

Se г

кВг-ч

2 S0

260

9 Ю

- кс цниди;

— КС цилмнэричсск Рис.3

-М Рг.МПл

а

Еще одним преимуществом цилиндрической КС,по сравнению с КС Ш'.ИДИ,является уменьшение тепловой напряженности ГЦ-снижаются температура наиболее нагретой зоны ГИ-межклапанной перемычки (на 34-37°С> »и перепад температур по поверхности ГЦ.

Глава завершается изложением результатов проверки на развернутом двигателя В-400 выводов«полученных на ОЦУ.Повышение давления впрыскивания топлиаа в этом случае достигалось за счет использования ТНВД ЯЗТА 423,позволяющего по сравнению с серийным насосом повысить давление впрыскивания топлива на 12,£>МГ1а.Из-за трудностей Быстрого внедрения в серийное производство ГЦ с винтовым ыпускныи каналом показатели цилиндрической КС определялись с серийной ГЦ,имеющей падающий канал.Было проверено также влияние М соплоеых отверстий топлионых распылителя на показатели двигателя.

Повышение энергии впрыскивания топлива в двигателе с цилиндрической камерой сгорания путем замены ТНВД Мо^гра1 на ЯЗТА 423 (рие.4> позволило улучшить топливную экономичность двигателя по внешней скоростной характеристике.в т.ч. на номинальном режиме улучшение составило 7г/(к8т*ч>.При этом отмечено,что ы исследованном диапазоне топлманых распылителей (0,34-0,45ммя> этот фактор не влияет' на показатели двигателя.

Сравнение показателей донгателн с цилиндрическо^ КС и КС ЦНИДИ (рис.5) показало,что удельной аффективный расход топлива снизился с 225 во 222г/(кРт*ч).оцеиочнып расход топлива с 218 до 212г/(кВт*ч>, температура межклапанной перемычки и градиент температур ГЦ на 37°С. Цилиндрическая КС имеет лучшие показатели топливной экономичности и по сравнению с КС ЦНИДИ с ТНВД ЯЗТА 423.Токсичность и дымность отработавших газов двигателя с опытной камерой соответствуют требованиям ГОСТ 17.2.2.05-В6 и ГОСТ 17.2.2.02-86.Требования ТУ 23.3.16-07 на двигатель В-400 превышены только по выбросам окиси углерода—на 5<С,что может быть устранено,например,за счет применения ГЦ с винтовым впускным каналом.

... HS -

Двигатель 3-400.КС цилиндрическая. Внешние скорастимч характеристики с ТНЗД Motorpil к. ЯЗТД 423

NGO,KBT 320 Рг M ПА

Рг- -, — — _ . --х- \¿ И

-V. *

300 .У . у ¿ - - ~ •

28U / / ' / «А 1.. 8

- /

2S0 м ' INeo/ __ — У 1.G

ре>МПА об Г-"'

1. 1 _

Ре -^ —«. trr,ûC

0.9 650

t'rce 150 tîT--^ ira"" ~ -- — —~ — " --- 550

- — —

1 30 " - -. _ „ _

8*ео Г

кйт-ч 220

210 9ео- ~ --- - - -

—i------------1---- ,

1300 1400 1SCQ 1SSR 1700 п.нин1 --- - - ТЬ'ЙД rtuU-jrpAÎ ;

vr,.

Даигатель Б—îOÛ.KC ЦНИДИ и цилиндрическая. Внешние скоростные характеристики

1300 140 С 1500 1600 1700

--- КС ЦШЛИ.ТНПД Motcrpal ;

П ,MWH

- -- - КС цилиндрическая, ТНВД ЯЗТ" Рис.5

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ " *

1.Проведен комплекс исследований,направленных на совершенствование рабочего процесса двигателя 8ЧН15/1& (В-4С01 с относительно высокой разнерностыэ»не встречавшейся ранее в мировой практике при воздушном охлаждении.

2.Исследование влияния углов топливных струй распылителей для КС ЦНИДИ позволило увеличить смещение топливной форсунки от оси цилиндра*что дало возможность провести конструктивные мероприятия ,обеспечивающие существенное снижение тепловой напряженности ГЦ при сохранении топливной экономичности на уровне показателей серийного звигателя.

3.Нэ основе анализа конструкций КС почти ста двигателей обосновано применение на дизеле В-400 цилиндрической камеры вместо камеры ЦНИДИ.

4.Провезено исследование влияния ряда конструктивных факторов на рабочий процесс двигатели с цилиндрической КС как на одноцилиндровом так и на полноразмерном двигателях,что позволило снизить,по сравнению с серийной комплектацией«удельный Эффективный расход топлива с 225 до 222г/(кВт*ч)«оценочный расход топлива с 218 до 212г/(кВт*ч), температуру межклапанной перенычки и перепад температур по поверхности ГЦ на 37°С.

Токсичность и дымность отработавших газов двигателя с цилиндрической КС соответствуют требованиям ГОСТ 17.2.2.05—86 й ГОСТ 17.2.2.02~8Ь. Требования ТУ 23.3.16-37 на двигатель В-400 превышены только по выбросам окиси углерода—на 5У..

5.Дальнейшее улучшение топливней экономичности и снижение токсичности 0Г двигателя В-400 с цилиндрической КС может быть достигнуто за счет организации и последующей оптимизации вихревого движения воздушного заряда на входе в цилиндр.По предварительным оценкам это члучшэние может составить 5г/1кВт*ч> и Более»а выбросы

СО не будут превышать норм»предусмотренных ТУ 23-3.16-87.

6.Разработаны и внедрены е ПО "Волгоградский моторный завод" следующие методики:

—сравнения теплоиай напряженности ГЦ при проведении испытаний на ОЦ.У;проверка на полноразлерном двигателе результатое»полученных на ОЦУ«показала их хорошую сходимость;

-выявления причины колебании часового расхода топлива при испытаниях ОЦУ»применение этой нетодикй позволило выявить главную причину этих колебаний-нестабильность цикловой подачи топлива секцией ТН8Д?

-компенсации* температурной погрешности силоизмерительного устройства ОЦУ;эта методика позволила повысить точность определения показателей ОЦУ»

—оценки точности определения показателей двигателя для случая «когда в расчете участвуют взаимозависимые величины;

-усовершенствованная методика сравнительных испытаний распылителей с различными значениями №.

Т.Проведен анализ точности определения показателей ОЦУ на номинальном режиме.Это позволило выявить наиболее существенные причины их нестабильности»уменьшить доверительный интервал при определении удельного эффективного расхода топлива с ±2»7 до ±1»9г/<кВт*ч)»наметить пути дальнейшего повышения точности.

8.Результаты и рекомендации данной работы используются при совершенствовании двигателей В-400 в ПО "Волгоградский моторный заводм.Ожидаемый годовой экономический эФСрект в народном хозяйстве составит на один двигатель £¿000 руб.

Основные положения диссертации опубликованы э следующих работах!

1. Капыш В.В.* Токарь В.В. Каперы сгорания чизелей м направления их совершенствования. (Обзор литературных источников)* —Волгоград , 19?!. -96 е.- Деп. в ЦН'Л ГЭИзптосельхаэиащ 25.02.91, № 1336-тс91.

2. Капыш В 9. Способ визуализации отпечатков топливных струй на стенных камс-ры сгорании двигателя : Инфорн.лист.№130 / ЦНТИ,-8олгограц,1992.- 2 с.

3. Капчии 8.В, Дополнительное спещение топливной форсунки двигателя внутреннего сгорания : Инфорн.лист.№131 / ЦНТИ.— Волгограде 1992.- 2сь

4. Клпыш В.8. (&енка точности определения показателей двигателей: Ин_зрм - лист,№132 / ЦНТИ.- Волг оград,1992.- ... с.

5. Капыш З.В. Способ выявления причину колебаний расхода топлива при испытаниях двигателей я Информ.лист. №133 / ЦНТИ. -Волгоград 4 1992.- 3 с.

6. Капыш В.В.» Рейн В.ФС Цилиндрическая канера зля дзигателей внутреннего сгораниягИнсцарн. лист.№145 / ЦНТИ.- Волгоград!1992.-4с.