автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Улучшение топливно-экологических показателей трактора МТЗ-80 при работе на частичных нагрузочных режимах при низкотемпературных условиях эксплуатации путем подогрева воздушного заряда

р (^ШКТ^ТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УЛУЧШЕНИЕ ТОПЛИВНО-ЭКОЛОгаЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАКТОРА МТЗ-80 ПШ РАБОТЕ НА ЧАСТИЧНЫХ НАГРУЗОЧНЫХ РЕШМАХ ПШ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПУТЕМ ПОДОГРЕВА ВОЗДУШНОГО ЗАРЯДА

Специальность 05.20.03 - эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

; I!

На правах рукописи

НАРУСЛАНОВ Рафик Валиевич

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государствен-■ ном аграрном университете

Научный руководитель - заслуженный деятель науки и техники

И, доктор технических наук, профессор НИКОЛАЕНКО A.B.

Научный консультант - кандидат технических наук, доцент , КОЖЕВНИКОВ А.П.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Аллилуев в.а.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник ХВАТОВ В.Н.

Ведущая организация - НПО Нечерноземагромаш НИПТШЭСХ

Защита диссертации состоится "РТ" 1994 г.

в 14 часов 30 минут на заседании специализированного совета К 120.37,05 в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: 189620, Санкт-Петербург -Пушкин, Ленинградское шоссе, д. 2, инженерный факультет, ауд. 719.

Автореферат разослан-"<?3 " ia^xmX 1994 г.

Ученый секретарь j

специализированного совета / . И.Николаев

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Снижение экологического воздействия и экономия топлива при эксплуатации тракторов относится к наиболее важным направлениям при решении общей проблемы улучшения технической эксплуатации МТП.

При этом актуальным является повышение топливной экономичности и снижение экологического воздействия при работе дизелей на режимах холостого хода и частичных нагрузок, характерных для реальных условий эксплуатации. Наиболее существенным недостатком при эксплуатации тракторных дизелей является ухудшение топливной экономичности при сниже- . нии нагрузки от режима холостого хода до 80$ от номинальной мощности. Седует отметить, что почти все ранее выполненные исследования дизелей проводились при плюсовой температуре окружающего воздуха, близкой к стандартной.

Работа дизеля на режимах холостого хода и малых нагрузок характеризуется повышенным расходом топлива, повышенной скоростью нарастания давления по углу поворота коленчатого вала, увеличенным выбросом сажи с отработавшими газами.

На основе анализа этих недостатков дизелей при работе на режимах холостого хода и малых нагрузок установлены их основные принципы:

1. Ухудшение условий смесеобразования и сгорания топлива.

2. Относительное возрастание дат механических потерь при уменьшении нагрузки.

Одним из резервов повышения эксплуатационной топливной экономичности и снижения экологического воздействия тракторов, является обеспечение наивыгоднейшей температуры свежего заряда на впуске и температурного режима во всем диапазоне режимов холостого хода и малых нагрузок, характерных при выполнении многих сельскохозяйственных операций.

Цель исследований. Улучшение топлйвно-экологических показателей трактора.МТЗ—80 при работе на частичных нагрузочных режимах при низкотемпературных условиях эксплуатации путем подогрева воздушного заряда.

Объектом исследований является дизель 44 11/12,5

/Д-240/ и трактор М13-80 о разработанным средством для подогрева воздушного заряда.

Научная новизна. 1. Усовершенствованная модель расчета показателей рабочего процесса дизеля с учетом температурных условий эксплуатации трактора на частичных нагрузочных режимах. 2. Методика установления зоны необходимого подогрева воздуха на впуоке в дизель на частичных нагрузках при снижении температуры окружающей среды. 3. Расчетно-эксперимен-тальные формулы,-определяющие эффективный удельный расход топлива и механический к.п.д., с учетом эксплуатационных факторов, 4. Система подогрева воздуха на впуске, путем использования энергии отработавших газов, Б. Количественные характеристики и закономерности изменения топливно-экологи-ческих показателей дизеля Д-240 и трактора мТЗ-80.

Практическая значимость. Применение устройства для подогрева воздушного заряда на впуске дизеля путем использования энергии отработавших газов, позволяет снизить эксплуатационный часовой расход топлива в среднем на 5+9% и дым-ность отработавших газов до 24$ в диапазоне изменения нагрузки от 10% до 45% от номинального значения при изменении температуры от 0*0 до -15°С.

На устройство для тепловой обработки воздуха выхлопными газами принято положительное решение на выдачу патента •Российской Федерации.

Аптюбашш. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-техническом семинаре стран СНГ в 1990-1993 гг., на научно-производственной конференции "Повышение эффективности сельскохозяйственной техники" в 1988г.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 3 печатных работах, в том числе получено положительное решение на выдачу патента Российской Федерации.

Внедрение. Устройство для тепловой обработки воздуха выхлопными газами принято к внедрению в совхозе "Каменский" Зеленовского района и в ряде хозяйств Зеленовского района Западно-Казахстанской области. Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов исследований по состоянию на

1 апреля 1994 года составляет 94800 руб. на один трактор МТЗ-80.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка ис-

пользуемой литературы, включающего 6& наименований, приложений. Текстовая часть изложена на страницах машинописного текста, содержит 40 рисунка, 20 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ .РАЕОШ

Во введении обоснована актуальность теш диссертации, изложены новизна, практическая значимость и положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан анализ особенностей работы тракторных дизелей в низкотемпературных условиях эксплуатации. Рассмотрено влияние температуры окружающего воздуха на индикаторные и эффективные показатели тракторных дизелей при работе на режимах холостого хода и частичных нагрузочных режимах.

Проанализированы разработанные расчетные методы определения основных показателей работы дизелей. Установлено, что в зимний период большая часть' тракторного парта используется на транспортных работах, что приводит к недоиспользованию мощности двигателей. Понижение температуры воздуха вызывает улучшение эффективных показателей дизеля в зоне высоких и средних нагрузок, однако результаты исследований по влиянию низких температур /ниже минус 10*С/ на эффективные и индикаторные показатели работы дизелей на частичных нагрузочных режимах отсутствуют. При работе дизеля на частичных нагрузках и режишх холостого хода для повышения топливной экономичности и улучшения экологических показате-телей представляется актуальным выполнить исследования по реализации подогрева свежего заряда на впуске в дизель.

Исходя из цели работы и на основании проведенного анализа состояния вопроса в диссертационной работе поставлены следующие задачи исследований:

1. Выполнить расчетно-теоретическийшализ влияния температурных условий эксплуатации и нагрузочных режимов тракторного дизеля на его топливно-экологические показатели.

2: Разработать алгоритм и усовершенствовать программу расчета показателей рабочего процесса дизеля с учетом температурных условий эксплуатации на частичных нагрузочных режимах.

3. Выполнить расчетно-теоретический анализ основных

показателей работы тракторного дизеля и обосновать способ их улучшения при эксплуатации в разных температурных условиях.

4. Разработать методику и выполнить экспериментальные исследования показателей работы тракторного дизеля Д-240 на частичных нагрузочных режимах в разных температурных условиях.

б. Обосновать основные параметры и разработать систему подогрева свежего заряда на впуске в дизель.

6. Получить количественные характеристики к закономерности изменения показателей рабочего процесса при реализации разработанной системы подогрева свежего заряда на впуске в дизель,

7, Оценить эффективность внедрения разработанного способа улучшения показателей работы дизеля Д-240 и трактора МТЗ-80.

Во второй главе для вывода уравнения по оценке влияния различных эксплуатационных факторов на удельный расход топлива запишем уравнение;

р« Г /1/

Л - - _

Ч*~ МЩМ'Ъ Р*) ) .

где 1¡ - индикаторный к.п,д.;

fti - среднее давление механических потерь, кПа;

- коэффициент избытка воздуха; & - коэффициент наполнения; рк - плотность заряда на впуске, кг/м] Анализ уравнения /1/ показывает, что удельный■расход топлива зависит от каждого из входящих в это уравнение параметров. Однако, действительное влияние на fo каждого из параметров выявить трудно. Анализ затрудняется в связи с тем, что каждый из параметров уравнения зависит от режима работы и температуры окружающей среды.

Наглядностт анализа существенно повыситься, если упростить уравнение /1/ и получить дополнительные связи между параметрами:

О - __& _

¿93-1,-fl. з /2/

где fio - плотность воздуха, кг/м.

Индикаторный к.п.д.^ можно выразить в виде уравнения:

/м

Ъ'Ъ/3/

где ~ исходное значение индикаторного к.п.д. при о( = 1.

Произведение коэффициента наполнения и плотности заряда Ра в зависимости от температуры окружающей среда и параметров рабочего процесса определяется по уравнению:

л. л - . Л--/о*

~ £ -1 /4/

где £ - степень сжатия;

Ра - давление заряда на впуске, МПа;

То' - расчетно-экспериментальное значение температуры

окружающей среда, К; Я - газовая постоянная.

Степень сжатия С для конкретного двигателя известно, а поэтому сомножитель уг/• -Щ- обозначим через ^ Решая совместно уравнения /1, 3, 4/ получим:

„ _ _ВЬ? _

/ь/

при £ = 16, к2= 3716,6; а Кд= 2,93x1^.

Уравнение позволяет определить удельный эффективный расход топлива в зависимости от условий эксплуатации дизеля.

Однако, коэффициент избытка воздуха о( , величина подогрева заряда л Т, температура Тг и коэффициент остаточных газов ¿г , также зависит от температуры окружающей среды и режима работы двигателя.

Таким образом, значение Т„зависит только от так как произведение ХГ ТГ при Тв= /273-243/К изменяется в 2 раза, что составляет 0,78$ от среднего значения Т„, а так как свежий заряд подогревается на 4К при снижении температуры окружающей среда на каждые 10К, поэтому:

+1*- /6/

Так как при снижении температуры в пределах /273-243/К Цу Р» и коэффициент избытка воздуха с( повышается в 1,925x10 раза, то можно записать:

с< = си ь*1925- ю'Цт-Т.)] /7/

Анализ уравнения /5/ показал, что удельный эффективный расход топлива увеличивается при снижении температуры окру-

жающей среды, что обуславливает необходимость улучшения топливных показателей"при эксплуатации трактора в низкотемпературных условиях.

• Однако, приведенная взаимосвязь параметров была проанализирована при нормальных температурных режимах дизеля. Исследования показали, что при эксплуатации тракторов в условиях низких температур окружающей среды, и особенно на частичных нагрузочных режимах, нельзя обеспечить нормальный температурный режим дизеля по температуре масла, что обеспечивает рост механических потерь, Проанализируем влияние температуры окружающей среды на.механический к.п.д, дизеля;

п с ) - ........ М»_

/8/

где У» - мощность .механических потерь, кВт} А" - постоянный коэффициент} Л - частота вращения коленчатого вала, мин".' Проведенные исследования на дизеле Д-240 позволили получить эмпирическую. зависимость мощности механических потерь Л£^от температуры масла tм :

Л^/^Л" 0№(ао-Ы] /э/

где - температура масла, С.

С учетом выражения для /9/ имеет вид:

п с / ¿30(шо) * Ло/з/30 - Ы)]_

- А" П /Ю/

Полученное уравнение /10/ позволяет оценивать механический к.п.д. дизеля в зависимости от температуры картерно-го масла, обусловленный условиями■эксплуатации. • •

С целью изучения влияния температурных условий эксплуатации тракторных дизелей на частичных нагрузочных режимах на показатели их работы составлена усовершенствованная программа, учитывающая эти условия эксплуатации.

Для уточнения программы были использованы следующие формулы:

Масса заряда в цилиндре двигателя

м - ЯЛ' З- Ъ Р

П " ¿/ Я Т /11/

где 5,'Л - ход поршня и диаметр цилиндра.

Коэффициент избытка воздуха на момент закрытия впускного клапана

/ . 60-П Л» рт_

/1.3 • М ■ ?е /1 2/

где /V - плотность топлива, кг/м;

А4 - эффективная мощность дизеля, кВт.

Определяющая теглпература процесса смесеобразования

Т- То -(Т.-Тг)(0,1Рг'¡0)/{Рг' ?г) /13/

где 71 - температура газа в цилиндре на момент впрыска топлива, К;

Й- - число Прандля.

Угол задержки воспламенения топлива

%й -- бп • ам--ю^Ро-г^рхрО^гп) л 4/

где ра - давление газа в цилиндре на момент впрыска топлива, МПа.

По результатам расчета установлено /рис.1/, что при изменетш То от 293К до 254К при Л/с = 4,ы5кВт максимальное давление цикла ¿9 снижается на 6%, а максимальная скорость сгорания на 30%, доля выгоревшего топлива на 17$, скорость нарастания давления АР/Н на 30${ при этом коэффициент избытка воздуха <А увеличился на 13^, количество сажи в 1,6 раза, период задержки воспламенения увеличился с 1,01x10 с до 1,614x10 с, или на В'п.к.в.

Таким образом, установлено, Что с понижением температуры окружающей среды на частичных нагрузочных режимах ра-оочий процесс дизеля ухудоается, что приведет к ухудшению индикаторных и эффективных показателей и вызывает увеличение расхода топлива, и дымности отработавших газов.

По результатам экспериментальных исследований была разработана методика* позволяющая устанавливать зону необходимого подогрева воздуха на впуске в дизель на частичных нагрузочных режимах'при снижении температуры окружающей среды.

Решение этой задачи производится предложенным графическим способом /рис.2/, что позволяет расчитать границу зонн1 подогрева воздуха по нагрузке с учетом изменения'температуры воздуха на впуске, влияющей на часовой расход топлива. При этом формула, позволяющая вычислять величину нагрузки

СБ

Я,

ППа 40

П

£5

1 1 1

1 1 1 // 1

1 1 ' 1 / / / / / / / г

/ У>

/Я "П тмт 1

X

0.6

йШ,

Ц'пхл.

ав ом м ом 0,2 0,02

Ы1Т 20 АВ .. 60 - 60 т

о

'.П.К.В.

Рис. I Диаграммы процессов сжатия и сгорания для дизеля Ж-2^0 при ( ■ различных температурах на впуске (А^ = 4,53кВт, П - 2200мин ).

--Т. - 20вС

-----Т. =-20"С

Ст, кг/я.

Рис. 2 Схема определения зоны 1 по нагрузке Д/е . где целесообразен подогрев свежего заряда.

дизеля, до значений которой целесообразно обеопечивать подогрев свежего заряда с учетом температуры окружающей среды.

[Сй]--[&С] (тр мпр * ад<А ■ /х 5/

Расчет нагрузки по формуле /15/ производится в следующей последовательности:

1. Расчитывается величина [БС]

а/ задается температура окружающей среды ^ б/ температура Т„ умножается на масштаб, определяющий количество топлива на каждый градус изменения температуры М,= 0,0487,

в/ полученный расход топлива в пункте делится на масштаб определяющий количество топлива на каждый миллиметр N^=00177.

2. Найденная величина [ВЦ| подставляется в уравнение /15/ где выражение в скобках является грп^ на определенных интервалах температур окружающего воздуха и заменяется на коэффициент К.

3. Рассчитанный отрезок[СД[умножается на масштаб, определяющий мощность /кВт/ на каждый миллиметр Мл= 0,187.

4. [СД]суммируется с [С3]и полученный результат определяет границу зоны Т.

В третьей главе приведены методики экспериментальных исследований» описание экспериментальной установки, применяемое оборудование и методика обработки опытных данных. Программа экспериментальных исследований включала: исследование влияния отрицательной температуры окружающей среды на индикаторные и эффективные показатели работы дизеля при частичных режимах, а также оценку влияния подогрева свежего заряда на впуске на эти же показатели: определение оптимального параметра подогрева свжего заряда, исследование влияния подогрева свжего заряда на скорость прогрева дизеля при низкотемпературных условиях эксплуатации; исследование влияния низких температур на тепловое состояние дизеля на частичных режимах; исследование дымности отработавших газов дизеля при низкотемпературной эксплуатации и в тех же условиях с системой подогрева свежего заряда; определение уровня шума на рабочем месте.

Исследование основных показателей осуществлялось на дизеле Д-240 / 44 11/12,5 / в соответствии с ГОСТ 18509-88 "Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний". При определении нагрузочных характеристик и холостого 10

хода дизеля замерялись следующие параметры: показания весового механизма, частота вращения, расход топлива, параметры окружающего воздуха, температурный режим, температура на впуске и в выпускном коллекторе. По экспериментальным данным расчитывались , Л/е , £г, .

Влияние подогрева свежего заряда на впуске исследовалось при установке на тракторе МТЗ-80, разработанного газовоздушного теплообменника /ГВТ/, который встраивался перед воздухоочистителем.

С учетом специфики рабочего процесса дизеля проведены сравнительные стендовые исследования показателей рабочего цикла на частичных нагрузочных режимах без подогрева и с подогревом заряда на впуске в дизель. Данные обрабатывались по методике ЧПИ программа "АНАЛИЗ".

Для определения степени дымности отработавших газов снимались нагрузочные характеристики при изменении мощности в пределах от /10-60/% А/еи. Характеристики снимались при различных температурах окружающего воздуха.

Уровень звукового давления определялся по частотным полосам 35,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

Исследование энергетических показателей производилось на МТА /МТЗ-80+Ш0-6/ согласно п.2.3 ОСТЮ 2.2-86 и оценивалось по следующим показателям и параметрам: часовой расход топлива £г; крутящий момент ведущего колеса /7*; эффективная мощность У»; путь, пройденный за опыт; продолжительность опыта.

и четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований. Установлено, что линга равновесного состояния по Сг с увеличением нагрузки, смещается в сторону более низких температур. Применение ГВТ при Л4 = 4,95кВт и Тв = -19*С позволило снизить удельный эффективный расход топлива на 10,6/5, а при Л^ = 31 кВт на 2,5$.

На режиме холостого хода при Т„= -12°0 и при тепловом режиме дизеля, характеризующемся /» = 30°С и /м = 40 С,

£т увеличилось на 17% по сравнению с результатами, полученными при температуре окружающей среды Т,= 20 С, при использовании ГВТ достигнуто снижение 6т на 145?. и

На режиме холостого хода при Т,= -19 С и П = 1200мин

использование ГЯГ позволило снизить С» в 1,19 раза, а при П = 2200мин'в 1,11 раза.

Полученное изменение рациональной температуры подогре-

11

ва свежего заряда на впуске в зависимости от нагрузочного режима и температуры окружающей среды, позволило установить характеристику автоматического регулирования подогрева свежего заряда, которая реализована в ГВТ.

С целью проведения сравнительного анализа показателей рабочего цикла при работе на частичных нагрузочных режимах и при изменении температуры заряда на впуске в дизель были сняты развернутые индикаторные диаграммы в условиях нагрузочных характеристик при Л^ равном 4,95: 11.3; 19,4; 27,5; 35,6кВт и Т,= -17 С и другие Т. , а также при использовании ГВТ. Установлено, что при = 11,3кВт /пис.З/ при использовании 1ВТ скорость нарастания давления снижается на 10,5$, максимальное давление цикла ^ увеличивается на 8,9$, а максимальная температура цикла Тс в 1,32 раза; ёХШ снижается в 1,15 раза* удельный эффективный расход топлива^/ на 8,2$, а величина дымности в 2,04 раза.

Уровень звука определялся На режиме холостого хода дизеля при изменении частоты вращения вала двигателя от 1000 до 2200мин"'. Из полученных результатов установлено, что уровень звука трактора МТЗ-80 в рассматриваемом диапазоне частоты вращения, как в серийном варианте, так и при установке 1ВТ не превышает допустимый Г0СТ12.1.003-76 уровень /85дЕа/, также установлено, что уровень звукового давления в октав-ных полосах для серийного и с ГВТ тракторов не превышает допустимых значений. Уровень внешнего шума при движении трактора на третьей, пятой, седьмой передачах и частоте вращения вала дизеля 2200мин'практически одинаков для трактора с ГВТ и без него и находится в пределах 82,5-83д1:а.

Результаты сравнительных эксплуатационных испытаний получены при движении машинно-тракторного агрегата /МТЗ-80+ +11ТС-6/ на различных передачах при частоте вращения вала дизеля /7 = 2200мин"', при Т«= -12 С /табл.1/. Проведенные эксплуатационные испытания МТА с ГВТ на пятой передаче при Т,= -12 С позволили снизить часовой расход топлива Ст на 9,75$ и повысить уровень температуры охлаждающей жидкости на Ь*С, а на седьмой передаче, соответственно, на 8,4$ и на 8*С при этом время прогрева охлаждающей жидкости с 40*0 до 60*С на седьмой передаче сократилось на 25$. Дымность отработавших газов снизилась на ¡¿4-15$ в зависимости от режимов расоты трактора. 12

60 40

¿,0 60 же.

Рис. 3 Диаграммы процессов сжатия и сгорания для

дизеля Д-240, при различных температурах на впуске / Л4 = 11,3кВт, П = 2200мин*'/. ^

- - с использованием ГВТ /33 С/

-----Л - -17'с

Таблица 1

Результаты эксплуатационных испытаний влияния ШГ на экономичность работы машинно-тракторного агрегата /МТЗ-8СМГГС-6/

1 I , . 1 » "' 1 1-:-1-

Расход !Время 5 Темпер.,! Темпер.IЧастота!Пе-!Наличие !

топлива, опыта, :окруж. ;охлаж. вращ. :ре-: 1ВТ ¡кВт.

кг/ч. с. •.среда, :жидкос- дизеля. :да-:

I к. •ти, С. мин. :ча :

4,479 340 261 60 2200 5 нет 18,5

4,042 340 261 64 2200 5 да 18,5

4,75 300 261 63 2200 7 нет 20

4,36 300 261 71 2200 7 да 20

основные вывода •

1. В результате выполненных исследований теоретически обосновано и экспериментально подтверждено улучшение топлив-но-экологических показателей трактора МТЗ-ВО на 5-9$ при эксплуатации в низкотемпературных условиях на частичных нагрузочных режимах путем подогрева воздушного заряда на впуске в дизель. При этом разработано встроенное на тракторе защищенное патентом устройство с автоматическим регулированием для подогрева впускного воздуха в диапазоне 35-20°С.

2. Полученные по уточненным формулам значения удельного эффективного расхода топлива ^ и мощности механических потерь М* с учетом эксплуатационных условий выше, чем при расчете по стандартным формулам на и 2,5$ соответственно, что нужно учитывать при нормировании расхода топлива.

3. Разработанная усовершенствованная модель позволяет производить расчет показателей рабочего процесса дизеля с учетом температурных условий эксплуатации трактора на частичных нагрузочных режимах. Исходная модель рабочего процесса дизеля ориентирована только на номинальный режим работы дизеля и не учитывает специфику частичных нагрузочных режимов и температурных условий.

4. Расчет рабочего процесса на частичных нагрузках при

различных температурах окружающей среды с использованием усовершенствованной модели позволил установить следующее:

- при изменении температуры окружающей среды Т„от 293К до 253К изменяется от 4,39 до 5,07, т.е. в 1,17 раза при А/е = 10кВт, при этом угол задержки воспламенения увеличивается в 1,6 раза;

- при снижении температуры с 293К до 273К показатели скорости сгорания dX/di , скорости нарастания.давления ш возрастают на 43$, при дальнейшем понижении Те с 273К до 253К наблюдается их дальнейшее резкое снижение на 61$;

- изменение температуры с 293К до 253К при Л/р =10кВт вызывает, снижение максимального давления сгорания Pt и температуры Тг газов, соответственно б 1,13 раза и в 1,09 раза, при этом количество сажи увеличивается в 1,37 раза, т.е. на 27$.

5. Разработанная методика позволяет устанавливать зоны необходимого подогрева воздуха на впуске в дизель на частичных нагрузках при снижении температуры окружающей среды, граница зоны рационального подогрева воздуха определяется графическим способом.

6. По результатам экспериментальных исследований получена линия равновесного состояния по часовому расходу топлива Ст. в зависимости от изменения нагрузки Л^/5,6-35,6/кВт и температуры окружающей среды Тв/293-253/К, что подтверждается совпадением зон равновесного состояния дымности отработавших газов в этих условиях.

7. Применение разработанного газовоздушного теплообмен-ника/ГВТ/ на тракторе MT3-SO позволило снизить эффективный удельный расход топлива Qe на режиме Л4 = 4,95кВт на 10,6$, а при А/е = 31 кВт;на 2,5$ при температуре Т,= -19°С.

8. Полученное изменение рациональной температуры подогрева свежего заряда на впуске в зависимости от нагрузочного режима и Т„, позволяет установить характеристику автоматического регулирования подогрева заряда, которая реализована в ГВТ /ПАТЕНТ JÍ5057835/C6 /.

9. По результатам обработки индикаторных диаграмм рабочего процесса дизеля, на режиме = 11,3кВт и Т»= -17 С позволило установить следующее:

- при использовании ГВТ максимальная скорость' нарастания давления dP/df снижается на 10,5$; максимальное дав-

15

ление газов Рг увеличивается на 8,9$; максимальная температура цикла Те также увеличивается в 1,32 раза; скорость сгорания ¿Х^У снижается в 1,15 раза; эффективный удельный расход топлива фе снижается на 8,2$.

10. Проведенные эксплуатационные испытания трактора МТЗ-80 с ГВТ на пятой передаче при Т»= -12°С позволили снизить часовой расход топлива Ст на У,75$ и повысить уровень температуры охлаждающей жидкости на 5вС, а на седьмой передаче соответственно* на 8,4$ и на 8*С, при этом время прогрева охлаждающей жидкости с 40'С до 60°С на седьмой передаче сократилось на 25$.

11. Эффективность внедрения разработок по теме диссертации за счет подогрева воздушного заряда на впуске в дизель характеризуется следующими показателями:

- использование 1ВТ при = 11,3кВт и Т»= -19 С сократило величину дымности в 2,04 раза;

• - при изменении эффективной мощности А/е от 10 до 45$ от номинального значения при изменении температуры от 0 до -15вС часовой расход топлива снизился в среднем на 5-9$;

- максимальный уровень звука установлен для частоты вращения П = 1800мин"'на режиме холостого хода и составил 82дЕа, который не превышает допустимый уровень 85 дБа;

- экономия топлива за осенне-зимний период /5 месяцев/ в расчете на 1 трактор составил.316кг.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. В.Г.Граф, А.П.Кожевников, Р.В.Нарусланов.К.Т.Турлы-баев.Исследование шумовых характеристик трактора МТЗ-80, оборудованного теплообменником.//Тезисы докладов научно-производственной конференции: Повышение эффективности с.-х. техники. Уфа. 1988 - с. 23-24.

2. А.В.Николаенко, А.П.Кожевников, Р.В.Нарусланов. Исследование влияния температуры окружающего воздуха на экономичность дизеля Д-240 при эксплуатации на частичных нагрузках.//Тезисы докладов постоянно-дествующего научно-технического семинара стран СНГ: Диагностика, повышение эффективности, экономичности и долговечности двигателей. С.-Пб., 1992,- с. 28-29.

3. Устройство для тепловой обработки воздуха, выхлоп-

ными газами/А.В.Николаенко, А.П.Кожевников, Р.В.Нарусланов. Патент ^5057835/06.

Подписано к печати 60x90 1/16

П.Л.1 .Тираж 60 экз. Заказ. Бесплатно

Типография Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, г. Пушкин, ул. Комсомольская, д. И "