Методы сохранения и частичной компенсации потерь мощности дизельного двигателя при работе в горных условиях

NovaInfo 39
Опубликовано
Раздел: Технические науки
Просмотров за месяц: 8
CC BY-NC

Аннотация

Работа посвящена исследованию метода сохранения и частичной компенсации потерь мощности дизельного двигателя при работе в горных условиях Кабардино-Балкарской республике, а также влиянию высоты над уровнем море на мощностные и экономические показатели дизельного двигателя.

Ключевые слова

МОЩНОСТЬ, ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ, ВЫСОКОГОРЬЕ, РЕЛЬЕФ, ПОКАЗАТЕЛИ

Текст научной работы

В высокогорных районах высота над уровнем моря и пересеченный рельеф местности оказывает вредное влияние на тракторный агрегат особенно на двигатель. В результате чего понижается производительность, увеличивается расход топлива, сокращается срок службы отдельных узлов, особенно влияет на двигатель.

Большая часть земельных угодий в Кабардино-Балкарской республике находится на различных высотах над уровнем моря (н.у.м) и посевные площади расположенных на высоте 500-2000 м и выше н.у.м.

Для определения влияния высоты н.у.м. на мощностные и экономические показатели, в КБГАУ разработан передвижной испытательный стенд на котором был произведен испытания дизельного двигателя при работе на различных высотах горных районах КБР.

При увеличении высоты над уровнем моря, при неизменной регулировке топливного насоса рабочая смесь в дизелях будет обогащаться.

Состав горючей смеси т.е. величина коэффициента избытка воздуха на различных высотах могут быть изменены путем изменения подачи топлива. В зависимости от принятой регулировки топливного насоса тракторного дизеля в высотных условиях можно осуществить по трем разным режимам.

  1. Когда при изменении высоты н.у.м. регулировка топливного насоса остается неизменной (т.е. не изменяется часовой расход топлива) и при увеличении высоты коэффициент избытка воздуха понижается;
  2. Когда при изменении высоты поддерживается постоянный коэффициент избытка воздуха, за счет изменения регулировки топливного насоса;
  3. Когда при увеличении высоты работа двигателя доводится до предела дымления соответствующим уменьшением подачи топлива насоса.

В этом случае двигатель работает при оптимальном значении коэффициента избытка воздуха. Работа по первому режиму не может рекомендовано в эксплуатации, так как если при увеличении высоты н.у.м. не уменьшать подачу топлива, то в результате обогащения горючей смеси начнется неполное сгорание топлива, т.е. дымление со всеми нежелательными последствиями.

В эксплуатационных условиях целесообразно осуществлять работу тракторного дизеля по одному из последних двух режимов.

При пониженном давлении в конце сжатия, сгорание происходит вяло и понижается эффективность использования топлива. Кроме того ухудшается пусковые качества двигателя и ведет к более жесткой работе его.

Для двигателя СМД-14 при увеличении высоты н.у.м. от 0 до 4000 м снизились: часовой расход воздуха с 2010 до 2000 кг/час: коэффициент избытка воздуха при неизменной подаче топлива с 191 до 1,21 и давление в конце сжатия с 36,0 до 21 кг/см2 [c 3,6 Мн/м2 до 2,1 Мн/м2].

Что касается температуры газов в конце сгорания и расширения, то их значения зависит от регулировки топливного насоса. Если с увеличением высоты уменьшать подачу топлива и обеспечить постоянство избытка воздуха — то очевидно эти температуры останутся неизменными. В результате падения давления и температуры воздуха изменяются условия смесеобразования и сгорания топлива. В частности изменяется такие параметры как: температура самовоспламенения топлива, скорость истечения струи топлива из сопла форсунки, тонкость распыливания топлива и дальнобойкость, оптимальные значения определения и давления впрыска топлива.

Если при увеличении высоты н.у.м. не изменять подачу топлива, то падение мощности будет минимальным. Однако в таком случае, из-за переобогащения рабочей смеси, будет происходит неполное сгорание топлива, что с одной стороны, приводит к перерасходу топлива и загрязнению форсунок, и с другой вследствие интенсивного нагарообразования и коксования сажи; — к усиленному износу двигателя. Этого можно избежать, если в соответствии с возрастанием высоты путем изменения подачи топливного насоса, уменьшать часовой расход топлива. Такое мероприятие создает необходимое условие для нормальной работы двигателя, но, вместе с тем, приводит к более интенсивному падению мощности.

К сожалению, в некоторых случаях в высокогорных районах при получении нового трактора не решаются изменять заводскую регулировку топливного насоса, что ухудшаем топливную экономичность трактора, нарушает нормальную работу форсунок и увеличивает износ двигателя. Как отмечено выше по мере увеличения высоты над уровнем моря расход воздуха уменьшается с большей интенсивностью, чем расход топлива что приводит к обогащению горючей смеси. Для определения расчетным путем степени обогащения смеси в зависимости от в Н.У.М принимают что, часовой расход воздуха изменяется пропорционально давлению и обратно пропорционально корню квадратному из температуры, а часовой расход топлива пропорционально корню квадратному из давления. Такое условие даёт значения коэффициента избытка воздуха, хорошо совпадающие с экспериментальными данными.

Предположим, что на уровне моря при атмосферном давлении Po и на данной высоте при давлении Pn = μPo двигатель в час расходует соответственно Gvo и Gvn кг воздуха GTO и GTH кг топлива.

В соответствии с принятым условием будет иметь:

G_{vn}=\mu G_{vo}\frac{1}{\sqrt{\beta}}\cdot G_{TH}=\sqrt{\mu G_{TO}}

Полагая, что для полного сгорания 1 кг топлива теоретически требуется кг воздуха, можно будет написать выражения коэффициента избытка воздуха для уровня моря и для данной высоты в виде.

\alpha_n=\frac{G_{vn}}{G_{TO}l_o}=\frac{\mu G_{vo}}{\sqrt{\mu}G_{TO}l_o\sqrt{\beta}} (1)

Совместным решением этих уравнений получаем:

\alpha_n=\alpha_o\frac{\mu}{\beta}=\alpha_o\frac{\phi_{vn}}{\phi_{vo}} (2)

В таблице даны значения коэффициентов избытка воздуха для разных высот, подсчитанные по формуле 2 и соответствующие случаю, когда αo = 1.

Таблица 1. Изменение коэффициента избытка воздуха по высотам

Нм

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

\mu=\frac{P_n}{P_o}

1,000

0,940

0,887

0,835

0,785

0,740

0,692

0,650

0,608

α

1,00

0,98

0,95

0,92

0,90

0,88

0,86

0,84

0,81

Таблица ясно показывает, что сувеличением высоты Н.У.М. горючая смесь заметно обогащается.

Читайте также

Список литературы

  1. Пат. RU 2549781 C2, 01.04.2015 г.
  2. Фиапшев Б.Х. Высокогорные почвы Центральной части Северного Кавказа.- Нальчик: КБГСХА, 1996.- 120 с.
  3. Лавров С.С., Осипов В.Г. Эффективные приемы борьбы с крупностебельными сорняками на культурных пастбищах Нечерноземь // Сб. научн. тр. ВНИИКормов.- М., 1988.- 176 с.
  4. Мишхожев А.А. Машины и орудия применяемые для улучшения естественных горных кормовых угодий// Научно-практический журнал Известия КБГАУ им. В.М. Кокова. №4– Нальчик, 2013. – 97 с.
  5. Мишхожев А.А. Агротехнические мероприятия по улучшению естественных кормовых угодий в горных районах Кабардино-Балкарской республики // НАУКА И УСОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ. Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. Нальчик-2015г. – 43 с.
  6. Мишхожев А.А. Особенности эксплуатации сельскохозяйственной техники в горных районах // НАУКА И УСОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ. Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. Нальчик-2015г. – 66 с.
  7. Каштанов А.Н. Противоэрозионные системы в земледелии.- М.: Россельхозиздат, 1985.- 184 с.
  8. Мишхожев А.А. Влияние плоскорезной обработки на растительный покров кормовых угодий // IV-я Межвузовская научно-практическая конференция сотрудников, магистрантов и студентов аграрных вузов СКФО».2015г. 81 с.
  9. Мишхожев А.А. Естественно-производственные условия проведения работ по обработке горных кормовых угодий в Кабардино-балкарской республике // Научно-практический журнал Известия КБГАУ им. В.М. Кокова. №1– Нальчик, 2015. – 72 с.
  10. Шорин П.М., Бзиков М.А. Горное и предгорное земледелие на экологическую основу // Устойчивое развитие горных территорий. Тез. докл. участ. III Междунар. конф.- Владикавказ, 1998.- с. 428-429.
  11. Мишхожев А.А. Влияние плоскорезной обработки на агрофизические характеристики почвы // Научно-практический журнал Известия КБГАУ им. В.М. Кокова. №1– Нальчик, 2015. – 107 с.
  12. Мишхожев А.А. Техника и технология улучшения горных кормовых угодий// Научно-практический журнал Известия КБГАУ им. В.М. Кокова. №2 – Нальчик, 2013. – 77 с.
  13. Мишхожев А.А. Эффективные приемы повышения продуктивности природных кормовых угодий по зонам страны // Научно-практический журнал Известия КБГАУ им. В.М. Кокова. №4 – Нальчик, 2011. – 111 с.
  14. Черкасова В.А. Освоение склонов под сенокосы и пастбища.- М.: Колос, 1972.- 241 с.
  15. Зотов А.А. Состояние и пути улучшения кормовых угодий //Кормопроизводство.- N5-6, 1997.- С. 66-67.
  16. Мишхожев А.А. Повышение продуктивности сенокосов и пастбищ // Научно-практический журнал Известия КБГАУ им. В.М. Кокова. №2 – Нальчик, 2013. – 148 с.
  17. Мишхожев А.А. Безопасные приемы использования горных пастбищ и сенокосов // Научно-практический журнал Известия КБГАУ им. В.М. Кокова. №1 – Нальчик, 2013. – 115 с.
  18. Шорин П.М., Бзиков М.А. Горное и предгорное земледелие на экологическую основу // Устойчивое развитие горных территорий. Тез. докл. участ. III Междунар. конф.- Владикавказ, 1998.- с. 426-427.
  19. Мишхожев А.А. Исследование работы плоскореза с целью обоснования его параметров и режимов работы на горных кормовых угодьях // Магистерская диссертация. Нальчик., КБГАУ 2012. – 98 с.
  20. Мишхожев А.А. Исследование и обоснование основных параметров культиваторов для сплошной обработки почвы // Научно-практический журнал Известия КБГАУ им. В.М. Кокова. №3 – Нальчик, 2013. – 154 с.
  21. Мишхожев А.А. Работа сельскохозяйственной техники в горных условиях // Научно-практический журнал Известия КБГАУ им. В.М. Кокова. №1 – Нальчик, 2012. – 137 с.

Цитировать

Мишхожев, В.Х. Методы сохранения и частичной компенсации потерь мощности дизельного двигателя при работе в горных условиях / В.Х. Мишхожев. — Текст : электронный // NovaInfo, 2015. — № 39. — URL: https://novainfo.ru/article/3996 (дата обращения: 22.01.2022).

Поделиться