Результаты экспериментального исследования устройства для энергонасыщения топлива на дизеле Д-243

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Научный журнал КубГАУ, №100(06), 2014 года

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЭНЕРГОНАСЫЩЕНИЯ ТОПЛИВА НА ДИЗЕЛЕ Д-243

Кайкацишвили Георгий Зурабович инженер

Симдянкин Аркадий Анатольевич д.т.н., профессор

Бышов Николай Владимирович д.т.н., профессор

Борычев Сергей Николаевич д.т.н., профессор

Рязань, Россия

В статье проанализированы результаты замеров давления газов в камере сгорания и давления топлива на входе форсунки дизеля Д-243 при частоте обработки (акустической и электромагнитной) топлива 17 кГц

Ключевые слова: ДАВЛЕНИЕ ГАЗОВ, КАМЕРА СГОРАНИЯ, ТОПЛИВО, ТОПЛИВНАЯ ФОРСУНКА, ЦИЛИНДР, ЧАСТОТА ОБРАБОТКИ

Согласно проведенному математическому моделированию [1] и результатам натурного моделирования конструкций и предварительных испытаний [2,3] было проведено исследование предлагаемого устройства для энергонасыщения топлива [4] с использованием динамометрической машины KS-56/4, оборудованной штатными контрольно-измерительными приборами (рис.1).

При снятии нагрузочной характеристики дизеля Д-243, оборудованного устройством для энергонасыщения топлива, было зарегистрировано увеличение нагрузки на тормозе стенда при включении устройства (рис.1). Ниже приведены результаты замеров давления газов в камере сгорания и топлива на входе форсунки третьего цилиндра при частоте обработки топлива 17 кГц. Замеры проводились через равные промежутки нагрузки при ее увеличении от нуля до максимально возможных значений.

В таблицах 1 и 2 представлены экспериментальные данные замеров нагрузки на тормозе ; времени расхода навески топлива ; объемной величины навески топлива ; массовой величины навески топлива ; давления масла в главной масляной магистрали ; температуры охлаждающей жидкости ; температуры воздуха на входе в воздухоочиститель фильтра ; манометрических давлений на входе и выходе из сопла расходомера воздуха . А также и соответствующие им расчетные значения часового расхода топлива , эффективной мощности и удельного эффективного расхода топлива .

а б

а - устройство отключено; б - устройство включено

Рисунок 1 Увеличение нагрузки на тормозе стенда при включении устройства для энергонасыщения топлива:

Таблица 1

Экспериментальные и расчетные показатели при отключенном устройстве для энергонасыщения топлива (топливо не обработано)

Таблица 2

Экспериментальные и расчетные показатели при включенном устройстве для энергонасыщения топлива (топливо обработано)

На рис.2-3 приведены диаграммы давления газов для необработанного (кривая 1) и обработанного топлива (кривая 2) при нагрузках на тормозе стенда и , соответственно. На рис.4-5 - диаграммы давления топлива (обозначения те же).

Рисунок 2 Диаграммы давления газов ()

Рисунок 3 Диаграммы давления газов () для одного цикла

Рисунок 4 Диаграммы давления топлива ()

Рисунок 5 Диаграммы давления топлива () для одного цикла

На рис.6-7 приведены диаграммы давления газов для необработанного (кривая 1) и обработанного топлива (кривая 2) при нагрузках на тормозе стенда и , соответственно. На рис.8 - диаграммы давления топлива (обозначения те же).

Рисунок 6 Диаграммы давления газов ()

Рисунок 7 Диаграммы давления газов () за один цикл

Рисунок 8 Диаграммы давления топлива ()

На рис.9 приведены диаграммы давления газов для необработанного и обработанного топлива при нагрузках на тормозе стенда и , соответственно. На рис.10 - диаграммы давления топлива (обозначения те же).

Рисунок 9 Диаграммы давления газов ()

Рисунок 10 Диаграммы давления топлива ()

На рис.11 приведены диаграммы давления газов для необработанного и обработанного топлива при нагрузках на тормозе стенда и , соответственно. На рис.12 - диаграммы давления топлива (обозначения те же).

Рисунок 11 Диаграммы давления газов ()

Рисунок 12 Диаграммы давления топлива ()

На рис.13 приведены диаграммы давления газов для необработанного и обработанного топлива при нагрузках на тормозе стенда и , соответственно. На рис.14 - диаграммы давления топлива (обозначения те же).

Рисунок 13 Диаграммы давления газов ()

Рисунок 14 Диаграммы давления топлива ()

На рис.15 приведены диаграммы давления газов для необработанного и обработанного топлива при нагрузках на тормозе стенда , соответственно. На рис.16 - диаграммы давления топлива (обозначения те же).

Рисунок 15 Диаграммы давления газов ()

Рисунок 16 Диаграммы давления газов ()

Кроме того, для анализа необходимо построить зависимости изменения часового расхода топлива , эффективной мощности , удельного эффективного расхода топлива и эффективного коэффициента полезного действия и среднего давления газов в камере сгорания от нагрузки на тормозе барабана (рис.17-21, соответственно).

Рисунок 17 Изменение часового расхода топлива от нагрузки на тормозе барабана

Рисунок 18 Изменение эффективной мощности от нагрузки на тормозе барабана

Рисунок 19 Изменение удельного эффективного расхода топлива от нагрузки на тормозе барабана

Рисунок 20 Изменение эффективного коэффициента полезного действия от нагрузки на тормозе барабана

Рисунок 21 Изменение среднего давления газов в камере сгорания от нагрузки на тормозе барабана (тонкие прямые линии - линии тренда)

давление камера сгорание дизель

Выводы по анализу нагрузочной характеристики.

1. Анализ распределения давлений в камере сгорания показал следующее:

падение давления в конце 2-го такта при использовании обработанного топлива (устройство включено) меньше, чем для топлива, не прошедшего обработку электромагнитной и акустической волнами, - т.е. теплообмен испаряющегося топлива с газами камеры сгорания происходит быстрее, вероятно, вследствие того, что капли испаряющегося обработанного топлива меньше по размеру;

при средних нагрузках на тормозе стенда (7…20 ), наиболее характерных для работы двигателя Д-243 в условиях эксплуатации трактора, максимальное давление в камере сгорания дизеля при использовании обработанного топлива больше, чем для топлива необработанного (максимальное отклонение 16,22% при 60%-ной загрузке двигателя, рис.21) - т.е. при обработке топлива повышается эффективность процесса горения.

2. Анализ распределения нагрузки на тормозе стенда (табл.1, 2) показывает, что при прочих равных условиях она больше для обработанного топлива, при этом максимальное увеличение нагрузки (9,43%) наблюдается при 20%-ном нагружении.

3. Анализ изменения часового расхода топлива от нагрузки на тормозе барабана (табл.1,2 и рис.17) показывает, что максимальный эффект для обработанного топлива проявляется при 80%-ной загрузке двигателя, и составляет 7,32%.

4. Анализ изменение эффективной мощности от нагрузки на тормозе барабана (табл.1,2 и рис.18) показывает, что максимальный эффект для обработанного топлива наблюдается при 20%-ной загрузке двигателя и составляет 9,43%.

5. Эффективный коэффициент полезного действия во всем диапазоне изменения нагрузки на тормозе барабана (рис.20) выше для обработанного топлива, при этом максимальное отклонение составляет 8,78 % при 20%-ной загрузке двигателя.

6. Значения удельного эффективного расхода топлива во всем диапазоне изменения нагрузки на тормозе барабана (рис.19) ниже для обработанного топлива с максимальным отклонением 8,34% при 80%-ной загрузке двигателя.

7. Анализ графиков изменения удельного эффективного расхода топлива и эффективного коэффициента полезного действия для обработанного и необработанного топлива позволяет уточнить эти зависимости - в случае использования обработанного топлива расчетные формулы будут выглядеть следующим образом:

 вместо ; (1)

вместо . (2)

Список литературы

1. Кайкацишвили Г.З. Моделирование процесса испарения капли топлива в камере сгорания дизеля / наука в центральной России, №4, 2013. С. 54-63.

2. Симдянкин, А.А. Устройство для энергонасыщения топлива. / А.А. Симдянкин, Симдянкина Е.Е., Кайкацишвили Г.З. Тракторы и сельхозмашины. 2012. №3. С. 6-8.

3. Симдянкин, А.А. Стендовые испытания дизеля, укомплектованного устройством для энергонасыщения топлива / А.А. Симдянкин, Кайкацишвили Г.З. Тракторы и сельхоз-машины. 2013. №10. С. 26-28.

4. Симдянкин, А.А. Конструктивное исполнение устройства для энергонасыщения топлива / А.А. Симдянкин, Кайкацишвили Г.З. Нива Поволжья. 2012. №1. С. 87-91.

Размещено на Allbest.ru