Улучшение пусковых качеств автотракторных дизелей в зимний период эксплуатации
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
>
Рис. 5.1. Осциллограмма первых циклов пуска дизеля 4Ч 11/12,5:
температура окружающей среды -20 0С,
пусковая частота вращения - 200 мин-1,
угол опережения впрыска - 26 град до ВМТ
Отмеченный характер изменения показателей рабочего процесса обусловлен улучшением качества распыливания топлива с увеличением частоты вращения коленчатого вала и уменьшением потерь теплоты от газов в стенки цилиндра. За период пуска дизеля давление при сгорании топлива максимально перед его выходом на режим самостоятельной работы.
С понижением температуры первые вспышки начинаются при более поздних рабочих процессах, неравномерность их чередования увеличивается по отдельным циклам и цилиндрам. Так, при температуре 0С первая вспышка отмечается через 1...2 с после начала прокручивания коленчатого вала (7...14 цикл), сгорание в отдельных цилиндрах чередуется с пропуском вспышек, а все цилиндры вступают в работу в конце периода разгона перед выходом на режим самостоятельной работы.
Понижение температуры до минус 5С проводит к еще более позднему возникновению первой вспышки (через 5...8с) и более длительному периоду разгона с чередованием вспышек в части цилиндров, а выход на режим самостоятельной работы при этой температуре осуществляется, как правило, без включения в работу всех цилиндров.
На рис 5.2 показано влияние угла опережения впрыска Q на пусковые качества дизеля. Величина (Qопт) обеспечивающая лучшие пусковые качества дизеля, уменьшается с понижением температуры окружающего воздуха, а также пусковой частоты вращения коленчатого вала. При холодном пуске величина Qопт меньше установочного угла, выбранного для номинального режима работы.
10 14 18 22 24 ?
Рис.5.2. Влияние угла опережения топлива на пусковые качества дизеля 4Ч 11/12,5:
-температура 0 оС, n=200 мин-1; 2-температура 0 оС, n=150 мин-1;
-температура 0 оС, n=125 мин-1; 4-температура -10 оС, n=200 мин-1; 5-температура +20 оС, n=200 мин-1
На режиме пусковой частоты вращения n=200 мин-1 Qопт для дизеля 4 Ч 11/12,5 при температуре 0 оС составляет 24 град. до ВМТ (кривая 1), на режиме 150 мин-1-Qопт=22 град (кривая 2), на режиме 125 мин-1-Qопт=20 град (кривая 3), при температуре -10 оС -Qопт=18 град. до ВМТ (кривая 4).
При температуре -10 оС существенные влияния на пусковые качества начинает оказывать значение частоты вращения, при которой отключается пусковой обогатитель топливного насоса - увеличение Nобог от 400 до 500 мин-1 снижает минимальную пусковую частоту вращения nmin на 40...70 мин -1, а продолжительность пуска на одном пусковом режиме сокращается на 20с (рис. 5.3).
Как показали проведенные исследования, наибольший эффект улучшения пуска достигается при комплексном изменении параметров топливной аппаратуры, влияющей на пусковые качества. Так, на дизеле 4Ч 11/12,5, состыкованном с трансмиссией трактора, при температуре минус 10оС и использовании топливного насоса 4УТНМ-Т лучшие пусковые качества обеспечиваются при изменении Q=26 град до ВМТ и nобог=550 мин-1 (рекомендуемая регулировка завода-изготовителя) до значения Q=18 град до ВМТ и nобог=750 мин-1(рис.5.4). При температуре минус 10оС пуск в диапазоне пусковой частоты вращения 135...235 мин-1 осуществляется за 17...20с, а при температуре -15 оС - за 39...40с. Увеличение оптимального значения nобог=750 мин-1 объясняется влиянием дополнительного сопротивления от узлов трансмиссии, которые не отключаются от двигателя при пуске.
Существенное влияние на оптимальное для пуска значение nобог оказывает также вязкостно-температурная характеристика масла. Оптимальное для пуска значение nобог увеличивается из-за дополнительного сопротивления разгону коленчатого вала дизеля, создаваемого при использовании в дизеле моторного масла, имеющего высокую вязкость при низких температурах.
Для обеспечения пуска при отрицательных температурах в конструкцию дизелей вводят электрофакельные устройства (ЭФУ) и приборы для подачи в цилиндры двигателя легковоспламеняющей жидкости (ЛВЖ).
Характерная осциллограмма первых циклов разгона при пуске с использованием ЭФУ и ЛВЖ, снятая при температуре -20оС, приведена на рис.5.5.
Рис.5.5. Осциллограмма первых циклов разгона дизеля при пуске с использованием ЭФУ и ЛВЖ. Температура -20оС, n=109 мин-1:1,2,3,4 - давление в первом, втором третьем и четвертом цилиндрах соответственно; 5 - частота вращения коленчатого вала дизеля
Как видно из осциллограммы, при этой температуре условия для начала сгорания топлива создаются после 15-ти и более циклов сжатия в одном цилиндре. При n=109 мин -1 четыре первые вспышки в третьем, четвертом, втором и первом цилиндрах разогнали коленчатый вал со 101 до 232 мин -1. Увеличение скорости воздуха во впускном коллекторе приводит к уменьшению подогрева воздушного заряда цилиндра и сопровождается пропуском вспышек в последующих циклах с уменьшением частоты вращения до 128 мин -1. Со снижением частоты вращения подогрев воздуха, поступающего в цилиндры, увеличивается, и процесс повторяется при более высоких значениях частоты вращения. В результате пуск дизеля осуществляется за 200 и более циклов.
Максимальное давление сгорание Pz1 ВСП = 5,7 МПа, жесткость сгорания dP/dj = 0,76 МПа/град, у второй вспышки Pz2 ВСП = 6,5 МПа, dP/dj =0,84 МПа/град. По мере разгона дизеля Pz увеличивается до 8...9,5 МПа, а перед выходом дизеля на режим самостоятельной работы достигает 10,5... 11 МПа.
Использование ЭФУ и ЛВЖ при оптимальных регулировочных параметрах позволило снизить Tmin дизеля 4Ч 11/12,5 до температуры минус 25С. Пуск в