Улучшение пусковых качеств автотракторных дизелей в зимний период эксплуатации
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
и кинематической вязкости капель. Это сказывается на том, что увеличивается масса и кинетическая энергия каждой капли, уменьшается суммарная сила их аэродинамического торможения. В результате интенсивность торможения капель уменьшается, и лишь небольшая часть цикловой подачи оказывается взвешенной в объеме факела. Все это приводит к тому, что увеличивается время на прогрев, испарение и воспламенение топлива, и как следствие происходит нарушение процесса горения и повышается жесткость работы двигателя. Пуск двигателя в холодное время года затрудняется еще тем, что температура самовоспламенения дизельного топлива возрастает с понижением давления в камере сгорания. Так, например, если при давлении 30 МПа температура самовоспламенения топлива равна 200 0С, то при давлении 1 МПа она достигает 400 0С [14].
Зимой особенно трудно пустить двигатели с электростартерами, так как ухудшается работоспособность аккумуляторных батарей. Вязкость электролита увеличивается. Электролит медленно проникает в поры активной массы пластин аккумуляторных элементов, вследствие чего полезная отдача аккумуляторных батарей, особенно при разрядке токами большой силы, например при работе стартера, значительно уменьшается. Эксперименты по пуску двигателя ПД6-150 при различных значениях отрицательных температур (от минус 16 до минус 34 С) показали, что уже при температуре электролита минус 16С в аккумуляторах с эксплуатационной степенью заряженности (80% номинальной емкости) пуск подогретого до 60С двигателя оказался невозможным вследствие малых пусковых оборотов, развиваемых стартером, и значительной потери емкости холодных аккумуляторных батарей [15].
Большое влияние на процесс пуска и стабильность параметров рабочего процесса дизельных двигателей в зимнее время оказывают вязкость и температура застывания топлива, от которых зависит количество и равномерность подачи топлива насосом высокого давления, качество его распыливания форсунками и смесеобразования в цилиндре. С понижением температуры вязкость дизельного топлива повышается, а из-за выделения кристаллов парафинов мутнеет и даже застывает, теряя подвижность. Выпавшие кристаллы углеводородов забивают топливные фильтры и топливопроводы, что сначала нарушает, а затем полностью прекращает подачу топлива.
Факторы, влияющие на воспламенение и сгорание рабочей смеси при пуске двигателя в зимних условиях, могут быть разделены на поддающиеся управлению в процессе эксплуатации и конструктивные, управление которыми невозможно. На (рис.1.2) показана схема взаимодействия факторов, влияющих на воспламеняемость смеси в начальный период пуска. В пунктирном прямоугольнике на схеме выделены факторы, управление которыми возможно. Так, например, качество работы топливной системы зависит от вида топлива, его цетанового числа, температуры. В эксплуатации на эти параметры можно влиять путем добавления легковоспламеняющихся жидкостей, выбором топлива с соответствующим значением цетанового числа, его подогревом перед подачей в двигатель.
Рис 1.2. Схема взаимодействия факторов, влияющих на воспламеняемость смеси в начальный период пуска
При низких температурах ухудшается пропускная способность фильтров вследствие забивания их кристаллами Н-алканов и кристаллами льда. Эти помехи могут быть также устранены путем обогрева топливных фильтров.
.2 Процессы впрыскивания, смесеобразования и горения при низких температурах
Условия смесеобразования в дизельном двигателе (с воспламенением от сжатия) более сложны и менее благоприятны, чем в карбюраторном двигателе. При этом скорость образования рабочей смеси в дизельном двигателе зависит от ряда факторов, важнейшими из которых являются температура и плотность воздуха в камере сгорания, качество распыливания топлива при впрыске, испаряемость топлива.
Влияние температуры и плотности воздуха заключается в следующем. Повышение температуры воздуха вызывает сокращение периода задержки воспламенения в результате ускорения прогрева, испарения и окисления топлива (рис. 1.3). Температура в конце такта сжатия определяется в первую очередь температурой в конце такта впуска (рис. 1.4), что указывает на большую целесообразность предварительного разогрева воздуха, поступающего в цилиндры при пуске холодного дизельного двигателя [16].
Рис. 1.3. Замедление (по времени Т) воспламенения дизельного топлива в зависимости от температуры сжатого воздуха tвоз
Рис. 1.4. Зависимость температуры воздуха tвоз в конце такта сжатия от частоты вращения коленчатого вала (ходе сжатия и ходе расширении): 1 - минус 30 0С; 2 - минус 20 0С; 3 - минус 10 0С; 4 - 0 0С; 5- 10 С; 6 - 20 0С
Температура и давление в камере сгорания в конце такта сжатия в большей степени зависят от частоты вращения коленчатого вала и связанными с ними утечками воздуха через неплотности колец холодного двигателя.
Так, при изменении частоты вращения коленчатого вала с 80 до 200 мин -1 температура и давление в конце такта сжатия увеличиваются, а утечки воздуха уменьшаются примерно в 2 раза (рис. 1.5).
Рис 1.5. Потери воздуха ?GВОЗ в цилиндре автомобильного дизельного двигателя при двойном ходе h поршня (ходе сжатия и ходе расширения) и при следующих частотах п вращения коленчатого вала: 1 - 198 мин -1; 2-169 мин -1; 3 - 126 мин -1; 4 - 86 мин -1
Скорость смесеобразований в дизельном двигателе в значительной степени зависит от скорости испарения топлива, кото?/p>