КЪМ ВЪПРОСА ЗА ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ПОДАВАНЕТО НА ГОРИВО ЗА ЦИКЪЛА В РЕЖИМ НА ПУСКАНЕ НА МАЛКИ СПАСИТЕЛНИ ДВИГАТЕЛИ

Дадилов А.С.

Кандидат на техническите науки, Московски държавен технически университет по автомобилно и пътно строителство (МАДИ). Клон Махачкала

ПО ВЪПРОСА ЗА ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ПОДАВАНЕТО НА ГОРИВО ЗА ЦИКЪЛА В РЕЖИМ НА ПУСКАНЕ НА МАЛКИ ДВИГАТЕЛИ НА СПАСИТЕЛНИ ЛОДКИ

Резюме

Представени са резултатите от теоретични изследвания за определяне на стойността на цикличното подаване на гориво в режим на стартиране на малогабаритен дизелов двигател за спасителни лодки. Изчисляването на цикличното захранване с гориво се извършва, като се вземе предвид изпарението на капчици гориво в обема и от стената на цилиндричната горивна камера при стартиране на двигателя. Уместността на този въпрос се дължи на използването на въпросния двигател на моторни спасителни лодки, които имат специални изисквания и от чиято ефективност зависи успехът при спасяването на живота на хората в случай на аварии на кораби.

Ключови думи: стартов режим, циклично подаване на гориво, пулверизатор, горивна горелка.

Дадилов А.С.

Кандидат на техническите науки, Московски държавен автомобилен и пътен технически университет (МАДИ). Клон Махачкала

ВЪПРОСЪТ С ИЗЧИСЛЯВАНЕТО НА ЧАСТТА ГОРИВО В РЕЖИМ НА РАБОТА НА МАЛКИ ДВИГАТЕЛИ СПАСИТЕЛНИ ЛОДКИ

Резюме

Резултатите от теоретични и експериментални изследвания за определяне на големината на горивния цикъл в режим на стартиране на малогабаритни дизелови двигатели за спасителни лодки. Изчисляването на горивния цикъл се извършва въз основа на изпарението на капките гориво в обема и с цилиндричната стена на горивната камера при стартиране на двигателя. Уместността на въпроса поради използването на този тип двигатели на моторни спасителни лодки,които са предмет на специфични изисквания и от чиято ефективност зависи успехът за спасяване на животи при аварии на кораби.

Ключови думи: стартов режим, порция гориво, пръскачка, горелка за гориво.

Условията за образуване на смес в горивната камера на дизелов двигател на спасителна лодка 4ChSP8.5/11-5 при стартиране се различават значително от условията за образуване на смес, когато дизеловият двигател работи на номинална мощност. При стартиране на студен дизелов двигател впръскваното в горивната камера гориво е с ниска температура. Следователно загряването на горивните капки до температурата на изотермично равновесно изпарение изисква много повече време, отколкото при работните режими [1,2,3].

За режими на стартиране е необходимо да се вземат мерки за увеличаване на дела на горивото, изпарено в горивната камера по време на периода на забавяне на запалването τi до стойност, която осигурява коефициента на излишък на въздух за частта от горивото, изпарено в горивната камера αs = 1. Една от най-ефективните мерки е да се увеличи количеството фино разпръснато гориво чрез увеличаване на цикличното подаване на гориво за времето на стартиране и загряване на дизеловия двигател. В същото време се увеличава броят на малките капчици в горивната струя, които се затоплят и изпаряват по-бързо, допринасяйки за образуването на въздушно-горивна смес с αs = 1.

Проблемът се свежда до определяне на частта от цикличното гориво, което се е изпарило в обема и от стената на горивната камера, количеството въздушен заряд в горивната камера и средната стойност на коефициента на излишък на въздух αs от фракцията на цикличното гориво, което се е изпарило по време на периода на забавяне на запалването (I.I.V.) τi.

Оптималната стойност на стартовото циклично захранване с гориво се определя по формулата [7]:

където εс е геометричното съотношение на компресия; Vks е обемът на горивната камера; ηv е коефициентът на запълване; ζ е коефициентът на презареждане врежим на стартиране; ξ е коефициентът на запазване на заряда; l0 е количеството въздух, теоретично необходимо за пълното изгаряне на един kg. гориво, kg; ρc – плътност на въздуха; gc – стартово циклично подаване на гориво, mg/цикъл; Ωs е относителното количество гориво, изпарено в началния цикъл на цикъл.

От този израз следва, че се определя от количеството въздушен заряд в горивната камера и Ωs.

Следователно задачата е да се определи

където Ωv и Ωfs са фракциите на цикличното подаване на гориво, изпарено съответно в обема на горивната камера и от горивния слой.

За малки двигатели, поради малкия диаметър на цилиндъра ( pus ), използвайки формула (3) за точката, съответстваща на най-малкия τpus. и следователно оптимално , въз основа на условието αi = 1 се определя Ωi и след това кривата αi = f() се построява от Ωi и gц (фиг. 4). Обработката на експериментални и изчислителни данни показа, че в режим на пускане на дизела Ch8.5/11 = 60÷80 mg/цикъл и Ωs = 0.28÷0.31, т.е. за П.З.В. в началния цикъл само 28÷33% GC се изпаряват. Стойности ΩV = 0,22÷0,25; Ωts = 0,07. Увеличаване на цикличното захранване с гориво от 25 mg, съответстващо на номиналния режим на мощност, до = 70 mg, т.е. намалява продължителността на изстрелването 2,5 пъти от 22 на 3 s, т.е. 7 пъти. В същото време се отбелязва минимален специфичен разход на гориво в режим на номинална мощност при ъгъл на изпреварване на подаването на гориво от порядъка на 14÷18° PKV към TDC.

Увеличаване на цикличното захранване с гориво от 25 mg/цикъл на 60÷65 mg/цикъл, т.е. с 2,4÷2,6 пъти, в сравнение с номиналната стойност, позволява да се намали продължителността на старта при температура 273 K от 22 до 3,3 s. По-нататъшното увеличаване на цикличното захранване с гориво от 60÷65 mg/цикъл до 110 mg/цикъл води до рязко увеличаване на времето за стартиране на дизела. Това се обяснява с факта, че при стартиранедизелов двигател, поради недостатъчен обем за развитие на горивен пламък, 75% от цикличното подаване на гориво се прилага към студените стени на камерата в буталото под формата на горивен слой.

В резултат на това в режим на студен старт на малък дизелов двигател само 32% от цикличното гориво се изпарява и поради дефицита на горивни пари коефициентът на излишък на въздух αu е на ниво 2,5.

режим

Ориз. 4– Влияние на цикличното подаване на гориво върху продължителността на старта (τстарт), количеството изпарено гориво (Ωu) и коефициента на излишък на въздух (αu).

За дизелови двигатели 4ChSP8.5/11-5 с цилиндрична горивна камера в буталото и пулверизатор RD 3×0.3×120° оптимално за стартови режими е циклично подаване на гориво, равно на 60÷65 mg/цикъл. Получените данни съвпадат в голяма степен с предишни изследвания на дизелови двигатели на спасителни лодки 4ЧСП8.5/11-5 с вихрова горивна камера, подгревна свещ и щифтов пулверизатор РШ 6×25°, за които се препоръчва и прилага като оптимално циклично захранване с гориво 60÷80 mg/цикъл. Сравнителният им анализ показва, че долната граница на стартовото циклично гориво е една и съща, а горната граница се различава с 15 mg/цикъл или 23%, което се обяснява с влиянието на качеството на разпръскване на горивото. В първия случай горивото се пулверизира в камерата в буталото от три горивни факли на пулверизатора RD 3 × 0,3 × 120 °, в които има повече фини капки, отколкото във втория случай, където горивната факла се създава от щифтов пулверизатор RS ​​6 × 25 °.

Трябва да се отбележи, че серийните горивни помпи позволяват увеличаване на цикличното захранване с гориво само до 35 mg/цикъл, което се обяснява с липсата на начален обогатител на помпата и ниската производителност на секциите с фабрична настройка.

Проведените проучвания ни позволяват да твърдим товаСпецифична особеност на двигателите за спасителни лодки от типа Ch8.5/11 е естеството на зависимостта на продължителността на изстрелване от стойността на цикличното захранване с гориво, което има ясно изразен минимум, за разлика от дизеловите двигатели с по-големи размери.