Исследование пусковых свойств дизелей лесотранспортных машин при отрицательных температурах

• Автор: Новопашин, Леонид Алексеевич
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 218 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основные трудности пуска тракторных дизелей при низкой

ТЕМПЕРАТУРЕ.

1.2. Момент сопротивления прокручиванию дизеля при пуске

1.3. Особенности рабочего процесса при пуске дизеля

1.3.1. Наполнение и сжатие.

1.3.2. Смесеобразование и воспламенение топлива в цилиндре двигателя при пуске

1.3.3. Цикловая подача топлива и угол опережения впрыска.

1.4. Средства облегчения пуска дизельных двигателей при низкой

температуре окружающей среды.
1.5. Влияние теплового состояния дизеля на его пуск
1.6. Износ механизмов двигателя при пуске
Цель работы и задачи исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СЖАТИЯ В ЦИЛИНДРЕ ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ПУСКЕ
2.1. Расчет потери давления и температуры заряда на пусковых режимах.
2.1.1. Давление и температура заряда в цилиндре двигателя при наполнении.
2.1.2. Давление и температура сжимаемого заряда при запаздывании закрытия впускного клапана
2.1.3. Давление, температура сжатия заряда в цилиндре с учетом утечек и тепловых потерь
2.1.4. Тепловой баланс сжатия заряда при пуске двигателя.
2.2. Теоретическое исследование влияния угла опережения впрыска
топлива на период задержки воспламенения при пуске дизеля
2.3. Результаты расчетов параметров процесса сжатия при пуске дизеля
2.4. Разогрев моторного масла в поддоне картера двигателя дросселированием.
2.5. Мощность, потребная для пуска дизеля без опрессовки и с опрессовкой разогретым маслом дросселированием механизмов двигателя
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ.
3.1. Программа и общая методика.
3.2. Экспериментальная установка и методика замеров.
3.3. Исследование продолжительности пуска дизеля
3.4. Исследование теплового состояния дизеля при пуске
3.5. Исследование момента сопротивления при пуске дизеля
3.6. Исследование гидравлического уплотнения цилиндропоршневой ГРУППЫ НА показатели сжатия и пуск дизеля.
3.7. Исследование качества распыливания топлива на пусковых режимах
3.8. Исследование процессов воспламенения топлива на пусковых режимах при низких температурах.
3.9. Методика обработки результатов.
3 Оценка точности измерений.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Экспериментальные исследования пусковых качеств дизеля
4.1.1. Исследование теплового состояния дизеля при пуске.
4.1.2. Потери сжимаемого заряда через зазоры в кольцах.
4.2. Исследование влияния фаз газораспределения на показатели рабочего
процесса дизеля при пуске
4.3. Износ поршневой группы дизеля при пуске и разогреве.
4.4. Определение минимальной пусковой частоты вращения.
4.5. Исследование влияния предпускового разогрева масла дросселированием на момент сопротивления прокручиванию.
4.5.1. Разогрев картерного масла дросселированием
4.5.2. Зависимость среднего момента сопротивления от температуры окружающей среды и частоты вращения при пуске двигателя
4.5.3. Зависимость среднего момента сопротивления прокручиванию при опрессовке разогретым маслом механизмов двигателя
4.6. Исследование влияния опрессовки поршневой группы разогретым
МАСЛОМ НА ПОКАЗАТЕЛИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ПРИ ПУСКЕ ДИЗЕЛЯ
4.7. Исследование влияния опрессовки поршня в цилиндре разогретым
МАСЛОМ В КАРТЕРЕ ДВИГАТЕЛЯ НА ИЗНОС ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ.
4.8. Исследование влияния давления впрыска топлива на показатели
РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ПРИ ПУСКЕ ДИЗЕЛЯ
4.9. Результаты исследования распыливания топлива при пуске
4.9.1. Результаты исследования физических характеристик распыленного топлива.
4.9.2. Результаты исследования качества распыливания топлива
4 Результаты исследования воспламенения топлива в камере сгорания
при пуске.
4 Показатели работы системы разогрева масла в поддоне картера и опрессовки механизмов двигателя при пуске.
. Выбор схемы разогрева масла в поддоне картера, опрессовки цилиндропоршневой группы и механизмов двигателя.
. Порядок использования исследуемой системы разогрева опрессовки при пуске двигателя.
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОПРЕССОВКИ МАСЛОМ МЕХАНИЗМОВ ДВИГАТЕЛЯ
5.1. Расчет производственноэксплуатационных затрат на один ТРЕЛЕВОЧНЫЙ ТРАКТОР ТДТ А
5.2. Расчет стоимости нового оборудования, смонтированного на
ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МАСЛЯНОЙ ОПРЕССОВКИ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
ЛИТЕРАТУРА


При пуске холодного двигателя продолжительность процесса сжатия по сравнению с рабочим режимом в раз больше, что приводит к значительному увеличению потери заряда через зазоры в кольцах , , которые характеризуются коэффициентом сохранения заряда ОДЗа. Изменения давления Рс и температуры Тс сжатия заряда, когда происходят утечки заряда через неплотности, приводятся в работах В. Л. Купершмидта и др. Большинство исследователей отмечают, что снижению температуры окружающей среды на 1С соответствует уменьшение температуры конца сжатия на ,2 , , , 5. Снижение температуры окружающего воздуха с до С практически не отражается на давлении конца сжатия и утечках заряда, но в значительной степени уменьшает температуру в цилиндре в конце сжатия, что ухудшает условия воспламенения тепловоздушной смеси в период пуска , , , 9,0. На величину утечек заряда помимо скоростного режима оказывают влияние и другие факторы состояние цилиндропоршневой группы, величина торцевого зазора между кольцом и канавкой поршня, между гильзой и поршнем, овальность поршня и число уплотнительных колец, тип поршневых колец, качество обработки поверхностей и приработки сопряжения цилиндрпоршень и поршневое кольцо
На изменение температуры заряда в процессе сжатия большое влияние оказывает теплоотдача в стенки камеры сжатия и потери заряда, которая оценивается величиной показателя политропы сжатия. Изучению изменения показателя политропы сжатия посвящены работы , , , 7 и др. Многочисленными исследованиями установлено, что показатель политропы сжатия уменьшается изза увеличения продолжительности теплообмена между сжимаемым зарядом и холодными стенками цилиндра и увеличения утечки заряда через зазоры в кольцах ,,, 5, 6. Рх, Ух текущее давление заряда и его объем. Предыдущий подогрев двигателя повышает температуру в конце сжатия и ускоряет процесс пуска, но не оказывает существенного влияния на уменьшение утечек заряда через зазоры в кольцах 5. Некоторыми экспериментаторами установлено, что улучшение пусковых качеств дизеля может быть достигнуто заливкой топливомасляной смеси перед запуском в цилиндр двигателя , ,6. На основании проведенного анализа работ по изучению процесса сжатия заряда в цилиндре двигателя при пуске желательно производить расчетные исследования рабочего процесса но квадратурам с учетом тепловых потерь в стенки камеры сжатия и потерь заряда через зазоры в уплотнительных кольцах. Для улучшения основных показателей сжатия Рс И Тс желательно осуществлять опрессовку маслом поршня в цилиндре при пуске и разогреве. При пуске холодного двигателя решающую роль играет состояние заряда, давление и температура к моменту подачи топлива в цилиндр двигателя. На пусковых оборотах процесс сжатия сильно растягивается, а это ведет к повышению теплообмена между сжимаемым зарядом и поверхностью камеры сжатия, кроме того значительно увеличивается утечка заряда через зазоры в кольцах. Эти факторы понижают температуру и давление сжатия, что оказывает влияние на нагрев и испарение топлива впрыснутого форсункой и в конечном результате на скорость воспламенения и сгорания при пуске дизеля. Из всего многообразия факторов, влияющих на отдельные периоды сгорания и на конечные процессы в целом, процессы подготовительного периода, т. Для устойчивого воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндре дизеля температура в конце сжатия должна быть С , 0, при этом количество топлива испаряется незначительно 6, . С понижением температуры окружающей среды ухудшается качество распыливания топлива, так как возрастает его вязкость в 7 раз при изменении температуры с до С, и в раз при охлаждении до С. Тонкость распыливания топлива оказывает влияние на быстроту его испарения за период задержки воспламенения успевают испариться полностью капли диаметром мкм 6, 7, ,, , 0. Улучшение качества распыливания возможно за счет подогрева топлива, при этом средний объемный диаметр капель изменяется до 0 мкм при С, т. Малые обороты вала топливного насоса при пуске приводят к уменьшению цикловой подачи вследствие утечек топлива через неплотности плунжерных пар и ухудшения распыливания при уменьшении частоты вращения с до 0 обмин диаметр капель увеличивается на .