О РЕЗУЛЬТАТАХ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ С НАДДУВОМ

Задача совершенствования двигателей внутреннего сгорания делает актуальными исследования особенностей работы -как двигателя, так и его систем в условиях неустановившейся нагрузки.

В данной статье излагаются некоторые результаты теоретических и экспериментальных исследований в полевых и лабора-торно-стендовых условиях работы двигателя 6ЧИ 15/18 и его системы воздухоснабжения при неустановившейся нагрузке.

При теоретическом исследовании были сделаны следующие допущения:

1. Линеаризация законов изменения крутящего момента М к цикловых подач топлива и воздуха на регуляторной и безрегуляторной ветвях скоростной характеристики.

Решение данного уравнения дает возможность получить параметр X расчетным путем и, следовательно, по формуле (6) возможно проведение теоретических расчетов значений средних показателей для любого гармонического цикла неустановившейся нагрузки.

На рис. 1 приведены статическая и усредненные динамические характеристики двигателя 6ЧН 15/18, полученные расчетным и опытным путем в полевых и лабораторно-стендовых условиях. Анализ приведенных данных показывает, что усредненные показатели работы двигателя при неустановившейся нагрузке ниже их соответствующих статических значений, причем наибольшее отклонение показателей наблюдается в области номинального числа оборотов двигателя. Так, для режима работы при бс = 0,6 и Т=4 сек. наибольшее снижение средней цикловой подачи топлива достигает в полевых условиях— 10%, в стендовых— 7%, а по расчету — 5%. При этом наибольшее снижение средней цикловой подачи воздуха в полевых условиях—14%, в стендовых— 10%, по расчету — 7%.

В соответствии с этим снижение крутящего момента составляет в полевых условиях—12%, в стендовых—8%, по расчету—6%.

Снижение цикловой подачи воздуха более значительно, чем уменьшение цикловой подачи топлива, и это ведет к незначительному снижению (на 2—4%) суммарного коэффициента избытка воздуха. При этом снижение средних показателей двигателя по расчетной характеристике на 40—50% меньше, чем снижение их по экспериментальной динамической характеристике.

На рис. 2 приведены совмещенные расходные статические и усредненные динамические характеристики двигателя 6ЧН 15/18 и турбокомпpeccopa ТКР-14Н-2Б, которые подтверждают й частично объясняют еще раз вышеизложенное . Характеристики компрессора, снятые на двигателе, смещены относительно характеристики, снятой на газу. При работе двигателя в полевых и стендовых условиях с неустановившейся нагрузкой, как видно из рйс. 2, происходит дальнейшее смещение расходной характеристики в сторону уменьшения приведенной секундной подачи воздуха GK.np и степени повышения давления лк . Так, для режима работы при §с =0,6 и Т=4 сек наибольшее смещение расходной характеристики относительно характеристики компрессора, снятой на газу, достигает в полевых условиях 20%, в стендовых—46% от GB.nP.

Выводы

1. По выражениям (5), (6) можно приближенно определить изменения усредненных показателей работы двигателя при неустановившейся нагрузке расчетным путем с целью уменьшения объема дорогостоящих и трудоемких экспериментальных работ.

2. Усредненные динамические показатели работы двигателя и его системы воздухоснабжения ниже их соответствующих значений по статической скоростной характеристике, причем в полевых условиях снижение показателей по ряду причин (вибрации, внешние условия и т. д.) значительнее, чем в стендовых.

3. Меньшее снижение средних расчетных величин показателей двигателя по сравнению с опытными данными объясняется принятыми ранее допущениями об отсутствии ухудшения рабочего процесса и изменения работы некоторых систем двигателя при неустановившейся нагрузке.

4. При согласовании расходных характеристик двигателя и турбокомпрессора необходимо с целью пропорциональности снижения gucp, Ов-цср и получения оптимального значения а* в определенной степени учитывать смещение при неустановившейся нагрузке расходной характеристики двигателя в сторону меньших пропгзодительностей компрессора и степени повышения давления.