авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

Улучшение эксплуатационных показателей автотракторной техники совершенствованием работы двигателей на холостом ходу

-- [ Страница 4 ] --
  • тракторным, комбайновым и автомобильным дизелям;
  • автомобильным карбюраторным и впрысковым двигателям.

Основными частями САУ являются электронный блок управления и исполнительный механизм, электрически соединенные между собой. Блок управления подключается к бортовой сети электрооборудования того или иного вида автотракторной техники (трактор, комбайн, автомобиль и др.). В качестве исполнительного механизма у дизелей служит электромагнит (соленоид), сердечник которого кинематически соединен с органом управления топливоподачей (рейкой или дозатором ТНВД, рычагом центробежного РЧВ, скобой останова двигателя). У бензиновых двигателей функции исполнительного механизма выполняют штатные электромагнитные устройства (электромагнитные или электропневматические клапаны ЭПХХ карбюратора, электромагнитные форсунки и регулятор холостого хода).

У дизелей, в зависимости от командных сигналов, формируемых на выходе блока управления, исполнительный механизм перемещает орган управления топливоподачей в сторону отключения и последующего включения подачи топлива, создавая последовательно чередующие относительно продолжительные такты выбега и разгона в области пониженных частот вращения к.в. от некоторого верхнего предела (например, мин-1) до нижнего предела (например, мин-1). При этом средняя частота вращения к.в. за цикл экспериментального РХХ составит мин-1.

а) САУ тракторного дизеля б) САУ комбайнового дизеля
в) САУ автомобильного дизеля г) САУ карбюраторного двигателя с электромагнитным клапаном
д) САУ карбюраторного двигателя с электропневматическим клапаном е) САУ впрыскового двигателя

Рисунок 4 – Системы автоматического управления двигателями автотракторной техники на экспериментальном РХХ: 1 – электронный блок управления;

2 – электромагнитный исполнительный механизм (соленоид или

клапан); 3 – тахометр; 4 – штекер; 5 – разъемы

Отличительной особенностью САУ дизеля Д-440, оснащенного антидымным пневматическим корректором, является электромагнитный исполнительный механизм, якорь которого перемещаясь в предварительно просверленном осевом отверстии штока диафрагмы корректора воздействует на вильчатый рычаг РЧВ в сторону отключения и включения подачи топлива. При пуске дизеля антидымный корректор сохраняет свои прямые функции.



У бензиновых карбюраторных двигателей по командным сигналам блока управления периодически повторяющиеся такты отключения и включения подачи топлива (или ТВС) осуществляются перекрытием и открытием электромагнитным (или электропневматическим) клапаном ЭПХХ топливного жиклера (или выходного канала) системы холостого хода карбюратора. При этом подача топлива (или ТВС) в цилиндры двигателя осуществляется через кратковременные интервалы дозированными порциями.

У бензиновых впрысковых двигателей за счет обмена информации между блоком управления САУ и штатным контроллером двигателя происходит перенастройка (перепрограммирование) последнего на более обедненный состав ТВС, необходимый для работы двигателя на пониженной частоте вращения к.в. экспериментального РХХ.

В четвертом разделе «Программа и методика экспериментальных исследований» излагаются общая программа и частные методики исследований с описанием объектов и аппаратуры для исследований.

Программа исследований включала: контрольные испытания агрегатов дизельной топливной аппаратуры, карбюраторов и агрегатов электрооборудования на соответствие их параметров технического состояния требованиям соответствующих госстандартов и технических условий; эксплуатационные наблюдения за работой автотракторной техники для определения фактического времени работы двигателей на самостоятельном РХХ; безмоторные исследования дизельной топливной аппаратуры для оценки влияния хода рейки (дозатора) ТНВД на цикловую подачу топлива и параметры процесса впрыскивания (давление топлива перед форсункой, объемная скорость впрыскивания и скорость нарастания давления); лабораторные исследования карбюраторов по определению пропускной способности топливного жиклера (или выходного канала) карбюратора, перекрываемого электромагнитным (или электропневматическим) клапаном ЭПХХ в зависимости от параметров управляющих импульсных сигналов, а также агрегатов системы зажигания и генератора переменного тока; моторные исследования дизельного и карбюраторного двигателей для определения минимальной частоты вращения к.в. на экспериментальном РХХ; моторные исследования дизельных и бензиновых двигателей для оценки их работы на типовом и экспериментальном РХХ по показателям рабочего процесса и параметрам впрыскивания топлива, индикаторным и эффективным показателям, износным и лаконагарным показателям, по показателям безопасности (виброколебания) и экологичности; эксплуатационные исследования тракторов, комбайнов и автомобилей с учетом работы двигателей как на типовом РХХ, так и экспериментальном РХХ, по экономическим, экологическим, вибрационным, износным и лаконагарным показателям.

При проведении экспериментальных исследований использован принцип сопоставления оценочных показателей работы на типовом и экспериментальном РХХ на основе анализа различных характеристик дизельных и карбюраторных двигателей и снятых осциллограмм рабочего процесса.

Хронометраж рабочего времени проводился в условиях городской и сельской езды автомобилей (ГАЗ-33021, ГАЗ-32213, ГАЗ-3307, УАЗ-3741) при выполнении ими производственных функций, а также в процессе уборки урожая зерноуборочными комбайнами ДОН-1500 и СК-5М «НИВА».

Пропускная способность топливного жиклера и выходного канала системы холостого хода (СХХ) карбюратора, перекрываемого электромагнитным (электропневматическим) клапаном ЭПХХ в зависимости от параметров управляющих импульсов САУ (длительности и паузы), поступающих в обмотку клапана, измерялась прибором К-2 с выводом информации на ПЭВМ через аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) LA-2USB.

Моторные исследования двигателей Д-240 и УМЗ-414 проводились в стендовых условиях на динамометрической машине КИ-5543 и KS-56/4 со штатными контрольно-измерительными приборами (весовое устройство тормоза, измерители температуры, манометр, тахометр) и скомплектованным измерительно-регистрирующим комплексом, включающим в себя датчики температуры топлива и воздуха, пьезокварцевый и тензометрический датчик давления газов DW-150 и ДАВ-078-18, датчик давления топлива конструкции ЦНИТА, индуктивный датчик частоты вращения коленчатого вала (к.в.), фотодатчик ВМТ, осциллографы Н-117/1 и С1-99, усилители ТОПАЗ-3-02 и 8АНЧ-7М, диагностические приборы ЭМДП и ИМД-ЦМ, мультиметр, газоанализатор-дымомер (АВТОТЕСТ СО-СН-Д), газоанализаторы ГИАМ-27.01, ГИАМ-27.02, ГИАМ-27.04, АЦП LA-2USB и ПЭВМ.

В процессе экспериментов измерялись и регистрировались следующие параметры: давление цилиндровых газов, частота вращения к.в., концентрация вредных веществ в отработавших газах, расход топлива и воздуха, температура охлаждающей жидкости, моторного масла, окружающего воздуха, топлива в поплавковой камере карбюратора, воздуха на впуске в карбюратор, износ деталей кривошипно-шатунного механизма (КШМ) двигателя, расход масла на угар. Замер расхода топлива и воздуха производился соответственно с помощью расходомера топлива и диафрагменного газового счётчика. Износ определялся после определенной наработки двигателя УМЗ-414 в стендовых условиях и дизелей Д-240, СМД-31А в составе машины на типовом и экспериментальном РХХ при минимально-устойчивой частоте вращения к.в. соответственно 800…650 мин-1 и 600…400 мин-1 путем микрометража и взвешивания деталей, а также по наличию в пробах моторного масла продуктов износа. Замеры износа основных деталей КШМ производились микрометрами МК 75-100 мм, МК 50-75 мм и нутромером индикаторным НИ-100М. Для определения износа поршневых колец и подшипников скольжения по их массе использовались весы AND GR 200. Анализ проб моторного масла проводился в аккредитованных лабораториях ООО «Пенза-Терминал», ГУП «Терновкаагросервис» (г.Пенза) и НИИАР (г.Димитровград).

Экспериментальный режим самостоятельного холостого хода на всех типах двигателей осуществлялся с помощью разработанных САУ.

Моторные исследования двигателей Д-240, СМД-31А, ЯМЗ-238М2, ЗМЗ-402 и ВАЗ-2103 проводились непосредственно на тракторе МТЗ-80, комбайне ДОН-1500 и автомобилях МАЗ-53366, ГАЗ-33021, ВАЗ-21061 с использованием приборов для замеров расхода топлива, виброколебаний, экологических показателей и приспособлений для оценки лаконагарных отложений. На тракторе ДТ-75М и автомобиле ВАЗ-2112 выполнялись исследования, связанные только с проверкой работоспособности САУ и замером расхода топлива при работе двигателей Д-440 и ВАЗ-2111 на типовом и экспериментальном режимах холостого хода. Двигатели автомобилей ГАЗ-33021 и ВАЗ-21061 оснащались контактной и бесконтактной системами зажигания.

Нижнее значение частоты вращения к.в. в конце такта выбега экспериментального РХХ определялось по величине наведенной ЭДС в сопряжениях двигателя и по резонансной частоте виброколебаний. ЭДС замерялась с помощью миллимикровольтамперметра и ртутного токосъемного датчика, подсоединенного к коленчатому валу. Осциллограммы виброколебаний снимались с помощью виброкомплекта К001 (осциллограф НО41УЧ2, регулятор увеличения Р001 и вибродатчики И001Г).

Сравнительные эксплуатационные исследования проводились на тракторе МТЗ-80, комбайне ДОН-1500, автомобилях МАЗ-53366, ГАЗ-33021 и ВАЗ-21061.

Контроль за наработкой тракторов и комбайнов осуществлялся по мотосчетчику и по заборной карте текущего и суммарного расходов топлива, одновременно велся учет выполненных работ. У автомобиля контролировался текущий и суммарный расходы топлива, пробег и величина транспортной работы.

За эксплуатационные показатели автотракторной техники приняты: производительный, погектарный, путевой и транспортный расходы топлива, а также относительный расход масла на угар.

Обработка экспериментальных данных производилась на ПЭВМ с использованием программ Microsoft Excel, MahtCAD 2001 RUS, Mahtcad 14, Дизель-РК и др.

В пятом разделе «Результаты экспериментальных исследований» приводятся результаты и анализ безмоторных, моторных и эксплуатационных исследований.

Экспериментальные исследования проводились на двигателях: трактора МТЗ-80, комбайна ДОН-1500 и автомобилях МАЗ-53366, ГАЗ-33021 и ВАЗ-21061.

а) дизель Д-240 (4Ч 11/12,5)

По результатам безмоторных исследований насоса УТН-5А, отрегулированного на показатели дизеля Д-240, установлено, что с уменьшением хода рейки и частоты вращения кулачкового вала () средняя цикловая подача топлива () и другие параметры топливоподачи снижаются. Наиболее интенсивное их снижение в зависимости от происходит при фиксированном положении рейки, когда обеспечивается менее 50% от номинальной подачи (). Так, например, при ходе рейки, обеспечивающей и частоте вращения мин-1 давление топлива перед форсункой понижается по отношению к номинальной подаче с 26,5 до 14,6 МПа, объемная скорость впрыскивания с 5,6 до 0,76 мм3/град, а скорость нарастания давления топлива с 2,3 до 1,5 МПа/град. Поэтому для получения наилучших параметров процесса впрыскивания топлива (при прочих равных условиях) на каждом скоростном режиме холостого хода необходимо, чтобы при фиксированном положении рейки цикловая подача соответствовала величине более 50% от номинальной подачи. Это является основополагающим моментом для практической реализации экспериментального РХХ, т.к. такт разгона происходит при .

По результатам моторных исследований дизеля Д-240 при его работе на типовом и экспериментальном РХХ сняты индикаторные диаграммы и построены характеристики холостого хода, показывающие изменение среднего индикаторного давления (), индикаторной мощности (), удельного индикаторного расхода топлива () и индикаторного КПД () в зависимости от частоты вращения к.в. (n). При этом установлено, что на малых оборотах типового РХХ дизель работает в области, близкой к максимальным значениям . Например, на минимальной частоте вращения к.в. (мин-1) типового режима расход топлива (рис. 5), на экспериментальном режиме при мин-1 расход топлива составил .

По результатам эксплуатационных исследований трактора МТЗ-80 при работе дизеля Д-240 на типовом и экспериментальном РХХ построены характеристики холостого хода, показывающие изменение часового расхода топлива () и содержание оксида углерода в отработавших газах (СО) в функции от частоты вращения к.в.





а) среднее индикаторное давление б) удельный индикаторный расход топлива

-х- экспериментальный РХХ; -а- типовой РХХ

Рисунок 5 – Изменение индикаторных показателей дизеля Д-240 на холостом ходу

При одинаковой частоте вращения к.в. мин-1 часовой расход топлива составил: на типовом РХХ – 1,56 кг/ч, на экспериментальном РХХ – 1,17

1 кг/ч; при уменьшении частоты вращения на экспериментальном РХХ до 400 мин-1 расход топлива уменьшился до 0,71 кг/ч (рис. 6). Следовательно, за счет создания экспериментального режима уменьшение частоты вращения к.в. с 800 до 400 мин-1 приводит к снижению расхода топлива более чем в два раза по сравнению с типовым режимом при 800 мин-1. Снижение расхода топлива в единицу времени при одинаковой частоте вращения к.в. объясняется тем, что в экспериментальном РХХ на такте разгона обеспечивается наиболее экономичное протекание рабочего процесса, т.к. цикловая подача топлива в 2,4...3,0 раза больше, чем на типовом РХХ, а такт выбега, как более продолжительный чем такт разгона, осуществляется при полном отключении подачи топлива. Вследствие более высокой на экспериментальном РХХ (при мин-1) давление топлива перед форсункой () и угол опережения впрыскивания () составили соответственно 22,6 МПа и 23,5 град п.к.в., а на типовом РХХ (при мин-1) = 17,5 МПа и =29,5 град. п.к.в.. Уменьшение и увеличение приводит к ухудшению распыливания и смесеобразования, снижению эффективности рабочего процесса и увеличению выбросов продуктов неполного сгорания.

За счет улучшения качества смесеобразования и более полного сгорания рабочей смеси выбросы оксида углерода СО при работе дизеля на экспериментальном РХХ снижаются на 20…50% (рис. 6).

Массовый и относительный расходы моторного масла на угар составили соответственно: на типовом РХХ – 800г и 1,07% (при мин-1); на экспериментальном РХХ – 300г и 0,8% (при мин-1). Больший расход масла на угар на типовом РХХ объясняется более повышенной частотой вращения к.в., некоторым утолщением масляной пленки на зеркале гильзы цилиндров и возрастанием инерционных сил, действующих на «валик» масла перед верхним компрессионным кольцом при ходе поршня к ВМТ.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.