Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Надежность и эффективность МТА при выполнении технологических процессов

Технические особенности газо дизелей и анализ экспериментально-теоретических исследований газодизельного процесса

Высокую экономическую эффективность применения по сравнению с дизельными двигателями, имеют газодизельные [60]. Дизельные двигатели при переводе для работы по газодизельному циклу требуют дополнительных условий обеспечения воспламенения газа в камере сгорания, так как температуравоспламенения метана (680иС) значительно превосходит температуру, при которой самостоятельно воспламеняется дизельное топливо в конце такта сжатия (280° С) [57], [82]. Газо дизельный двигатель работает одновременно на 2-х видах топлива: дизельном топливе, подаваемом в небольшом количестве для воспламенения рабочей смеси и природном газе, как основном топливе. Минимальное количество запального дизельного топлива определяется энергией, необходимой для воспламенения и полного сгорания смеси. По данным [60], это количество составляет не менее 5%. В настоящее время расход дизельного топлива при работе двигателя в газодизельном режиме составляет в

141

среднем 25%...30% и зависит от степени совершенства газодизельной системы [82], [214]. Приуменьшении абсолютной объемной запальной дозы дизельного топлива менее 15% начинает сокращаться срок службы распылителей форсунок [82], [224]. Ввиду того, что в процессе сгорания газодизельной смеси имеет место повышение температуры распылителей [82], в топливовыводных отверстиях форсунок увеличивается интенсивность процессов закоксовывания. Это подтверждает и практическая эксплуатация тракторов К-701 при проведении эксплуатационнотехнологических испытаний [224]. Данные процессы в основном могут быть вызваны термохимическими преобразованиями молекул углеводородов, а также уменьшением количества дизельного топлива, проходящего через отверстия распылителей.

Технические задачи по приготовлению и регулированию рабочей смеси, необходимой для работы двигателя решает битопливная газодизельная система питания [179]. В процессе эксплуатации тракторные газо- дизели работают при переменной нагрузке, зависящей от сопротивления сельскохозяйственной машины [128-130] и технологической скорости выполнения механизированной работы. При выполнении заданной операции с постоянной рабочей скоростью нагрузка двигателя непрерывно изменяется в определенных пределах из-за неоднородности и неровности обрабатываемой почвы. В связи с этим, каждому эксплуатационному режиму должна соответствовать определенная мощность двигателя, развиваемая на определенной частоте вращения коленчатого вала. Так как мощность газодизеля регулируется изменением количества и состава битопливной смеси, эти функции газодизельная система должна выполнять с достаточной для устойчивой работы двигателя точностью [183].

Основные функции системы, управляющей подачей топлив в газодизельном двигателе, следующие:

  • 1. Проводить запуск двигателя на дизельном топливе без подачи газа во впускную трубу.
  • 2. Подавать запальную дозу дизельного топлива в цилиндры двигателя в соответствие с порядком работы цилиндров, выдерживая оптимальный угол опережения впрыска [70], [98]. Исходя из условий снижения тепловой напряженности распылителей форсунок, минимальная величина абсолютной объемной запальной дозы, должна быть не менее 15%... 17% [82]
  • 3. Осуществлять всережимное регулирование подачи запальной дозы дизельного топлива и газа в зависимости от оборотов коленчатого вала и положения педали акселератора.
  • 4. Обеспечивать идентичность дизельных и газодизельных скоростных и регуляторных характеристик работы двигателя.
  • 5. Блокировать подачу газа при полных цикловых подачах дизельного топлива при работе двигателя в газодизельном режиме.
  • 6. Перекрывать подачу газа при самопроизвольной остановке двигателя.

Типы основных конструкций газодизельных систем подразделяются в зависимости от способов смесеобразования и регулирования (рис.3.4).

Типы газодизельных систем

Рисунок 3.4 - Типы газодизельных систем

Предлагаемые отечественной промышленностью системы преимущественно используют внешнее смесеобразование, как простой, надежный и безопасный вариант газового оборудования. Часто в таких конструкциях используется эжекторный способ формирования газо-воздушной смеси и ее качественное регулирование.

Эжекторная газодизельная система, с качественным регули- рованем,

конструкции ВИМ-ВНИИГАЗ [198] (рис. 3.5), имеет ряд преимуществ:

  • а) малогабаритные узлы регулирования подачи газа и запальной дозы, простота конструкции;
  • б) минимальная доработка базового дизельного двигателя;
  • в) низкая трудоемкость регулировочных работ газодизельной системы;
  • г) отсутствие влияния газорегулирующей части на работу дизельной топливной аппаратуры при работе двигателя в дизельном режиме;
  • д) возможность поставки потребителю доработочного комплекта с возможностью конвертации дизеля в газодизель непосредственно у потребителя, например в условиях ремонтных мастерских сельскохозяйственного предприятия;
  • е) высокая надежность и низкая стоимость доработочного комплекта.
Схема газодизельной системы ВИМ-ВНИИГ АЗ

Рисунок3.5 - Схема газодизельной системы ВИМ-ВНИИГ АЗ:

1-смеситель; 2-газобаллонная установка; 3,5,13,14,15,20,23,25- трубопроводы; 4,6-расходный и наполнительный вентили; 7-заправочное устройство; 8- механизм ограничения запальной дозы; 9-электромагнит; 10- датчик; 11-планка; 12- рейка; 16-блок переключения режимов; 17-ТНВД; 18- механический регулятор; 19- дозатор газа; 21,22-газовые редукторы низкого и высокого давления; 24- электромагнитный газовый клапан; 26-панель индикации; 27-включатель газодизельного режима.

Газодизельная система ВИМ-ВНИИГАЗ работает следующим образом. Газовоздушная смесь образуется в смесителе 1 при смешивании отрегулированного механическим дозатором 19 количества газа и воздуха, поступающего из воздушного фильтра. КПГ хранится под давлением 20 МПа в газобаллонной установке 2, и при открытом вентиле 4 поступает в газовый редуктор высокого давления 22, где давление снижается до 0,8... 1 МПа. При включении электромагнитного газового клапана 24, газ поступает в газовый редуктор низкого давления 21, в выходном патрубке которого поддерживается давление 0...200 Па. Запальная доза дизельного топлива включается механизмом 8, который фиксирует положение рейки ТНВД.

Всережимное регулирование подачи газа и дизельного топлива обеспечивает механический регулятор 18.

Исследования эксплуатационных качеств газодизельных тракторов с данной системой показали необходимость коррекции крутящего момента [114], [182]. На основе проведенных исследований [254], ВИМ предложена модернизированная эжекторная газодизельная конструкция, корректирующая снижение крутящего момента повышением запальной дозы [208]. Несмотря на большую эффективность, практического применения данная конструкция пока не нашла, в связи с большей сложностью изготовления и массово-габаритными показателями.

Конструкция, разработанная ЗАО «Автосистема» совместно с ГНУ ВИМ, аналогична системе ВНИИГАЗ и отличается лишь использованием двух параллельно включены газовых редукторов высокого давления вместо одного [225].

Инжекторная система с качественным регулированием, разработанная ЗАО «Автосистема» совместно с ЗАО «Газомотор», осуществляет инжекторный впрыск газа во впускной коллектор, при помощи специальных электромагнитных газовых форсунок. Регулирование подачи газа в этой системе производится нормированием времени включения электромагнита газовой форсунки. Регулирование запальной дозы осуществляет электропривод рейки ТНВД. Общее управление элементами системы выполняет микропроцессорный электронный блок [31].

Инжекторная конструкция с качественным регулированием, разработанная ОАО «Дизельавтоматика» совместно с ГНУ ВИМ, осуществляет регулирование подачи газа скоростным импульсным газовым клапаном, время включения которого нормирует микропроцессорный электронный блок. Запальная доза включается электронным блоком при помощи пневмопривода с использованием давления газа [208], [226].

Конструкция ЗАО «Газомотор», НПФ «ЭКИП» [31] - инжекторная, с качественным регулированием и распределенным фазированным впрыском газа при помощи скоростных газовых электромагнитных клапанов - форсунок. Данная конструкция осуществляет динамическую регулировку запальной дозы при помощи электропривода. Особенностью конструкции является оригинальный безмембранный газовый редуктор среднего давления с электронным регулированием давления газа в выходном штуцере. Микропроцессорный блок выполняет функции регулирования и управления.

Такие конструкции обеспечивают более точное регулирование состава битопливной смеси в сравнении с простыми эжекторными системами с механическим регулированием [198], но являются сложными микропроцессорными устройствами, имеющими высокую стоимость.

Зарубежные газодизельные системы характеризуются применением специальных электронных средств регулирования подачи топливных компонентов [19, 31, 82, 308, 312]. В качестве примера можно привести газодизельную топливную аппаратуру «Caterpiller 340 В», «Bombardir 12- 251-DF» и другие системы [31]. Для мощных стационарных газодизе- лей фирма «MAN B&W Diesel» [19] разработала трехрежимную газодизельную систему питания со следующими основными режимами работы (рис. 3.6): дизельный режим; обыкновенный газодизельный режим; специфический газодизельный режим.

Зависимость подачи газа и дизельного топлива от нагрузки в обыкновенном (а) и специфическом (б) режимах газодизельной системы

Рисунок 3.6 - Зависимость подачи газа и дизельного топлива от нагрузки в обыкновенном (а) и специфическом (б) режимах газодизельной системы

Схема эжекторной газо дизельной системы фирмы GN

Рисунок 3.7 - Схема эжекторной газо дизельной системы фирмы GN

Group

Режимы работы предполагают разную степень замены дизельного топлива природным газом. Большую степень замены дизельного топлива природным газом обеспечивает «обыкновенный» газодизельный режим. Такой принцип регулирования используют большинство отечественных конструкций [198, 206 - 208, 223, 225]. По данным фирмы «MAN B&W Diesel», «специфический» газодизельный режим рекомендуется использовать в условиях ограниченных объемов максимального газопотребления га- зодизелем.

Концерн GN Group (Аргентина) разработал эжекторную газодизельную систему питания с механическим регулированием подачи газа педалью акселератора (рис. 3.7). Согласно этой схеме, запальную дозу подает штатный дизельный ТНВД, при этом включение ограничения запальной дозы производится механизмом, приводимым давлением газа. По данным фирмы, эта система успешно применяется на автомобильных газоди- зелях. Следует отметить, что эта простая конструкция не применима для тракторов, так как не имеет всережимного регулятора подачи газа.

Фирма "Wesport" (Канада) разработала газодизельную систему с внутренним смесеобразованием и непосредственным впрыском газа в цилиндр. Основой системы является созданная фирмой комбинированная газодизельная электронно-управляемая форсунка (рис.3.8), в которой происходит предварительное смешение дизельного топлива и природного газа. Смесь впрыскивается в цилиндр двигателя по дизельному циклу. Газ предварительно сжимается (до 30 МПа) специальным гидравлическим насосом высокого давления, охлаждается и аккумулируется в специальной емкости. Доработка самого двигателя заключается в установке специальной форсунки фирмы Westport на место штатной.

Упрощенная схема инжекторной газодизельной системы фирмы "Wesport"

Рисунок 3.8 - Упрощенная схема инжекторной газодизельной системы фирмы "Wesport"

Поскольку в данной системе не происходит вытеснения части воздуха газом (как в системах с внешним смесеобразованием), она обеспечивает наилучшие показатели по использованию энергетики газового топлива. Смешение внутри цилиндра природного газа с запальной дозой дизельного топлива существенно улучшает протекание процесса сгорания. Работа на бедных смесях в такой системе позволила достичь хороших результатов по токсичности без применения нейтрализаторов.

Процесс сгорания газодизельной смеси изучался рядом исследователей и описан в литературе [82], [136], [182], [183], [187], [188]. В [82] предложена физическая модель с неравномерно распределенным битоп- ливным зарядом в цилиндре. Это явление представляет собой динамическую картину появления множественных очагов первоначального воспламенения запального дизельного топлива в газовоздушной смеси с дальнейшим объемным развитием областей высоких температур (рис.3.9).

Схема образования газодизельной смеси в камере сгорания газодизеля

Рисунок 3.9 - Схема образования газодизельной смеси в камере сгорания газодизеля

Согласно этой схеме, камеру сгорания газодизеля можно рассматривать как объем, разделенный по характеру распределения топлива на три зоны с различными значениями коэффициента избытка воздуха (а):

  • 1. Газовоздушная смесь и остаточные газы ( а > 2,0 ).
  • 2. Область горения с изменяющимися соотношениями «газовоздушная смесь - топливо» (0,35 < а < 2,0 ).
  • 3. Переобогащенное ядро топливного факела ( а < 0,35 ).

Конфигурация объемов областей сгорания и динамика их изменения в функции от угла поворота коленчатого вала влияют на общее тепловыделение в камере сгорания. Работа газов на такте расширения может быть определена из первого закона термодинамики для обратимых процессов [164]:

где pdV - работа газов, Дж;

dQucn ~ количество теплоты, используемое для производства работы,

Дж;

dU — увеличение внутоенней энеогии газов. Лж .

где dQebld- количество теплоты, выделившееся при сгорании, Дж;

dQw -количество теплоты, переданное стенкам цилиндра, Дж.

По данным [52], [82], [116] на эффективность рабочего процесса сгорания газодизеля влияние оказывают следующие основные параметры:

  • - частота вращения коленчатого вала двигателя, с зависимыми от нее избыточным давлением впрыска запальной дозы ДГ иинтенсивно- стью процессов битопливного смесеобразования в камере сгорания;
  • - коэффициент наполнения;
  • - теплотворность смеси, определяющая коэффициент избытка воздуха а и скорость сгорания;
  • - относительная запальная доза ДТ, снижение которой ухудшает процесс, так как уменьшается продолжительность впрыска, увеличивается средний диаметр капель, уменьшается объем области инициализации процесса сгорания с 0,35 < а < 2,0;
  • -степень гомогенности газо - воздушной смеси (для газодизеля с внешним смесеобразованием).

Так как параметры газо дизельного процесса в значительной степени зависят от конструкции газодизельной системы и используемого способа регулирования, большой интерес представляют работы по экспериментально- теоретическим исследованиям параметров тракторных газоди- зелей, переоборудованных из дизельных моделей [114], [136], [156], [254]. Газодизельный процесс в таких конструкциях исследовался в ряде научно- исследовательских организаций: (НАМИ, ЦНИДИ, КАДИ, ВНИИГАЗ, МГАУ, Вятской ГСХА, РУДН, ВНИИГАЗ, ВИМ), научно- производственных фирм («Дизельавтоматика» «Автосистемы», «Инотек»). По результатам исследований и технических разработок созданы опытные образцы газодизельных двигателей [60]. Большой вклад как в разработку простых эффективных тракторных газодизельных конструкций и технических рекомендаций переоборудования внесли исследователи ВИМ и ВНИИГАЗ, создавшие газо дизельные модификации распространенных в сельском хозяйстве моделей тракторов [163]. В МГАУ созданы образцы газодизельных двигателей для тракторов Т-25, Т-40М, МТЗ-82, предложена конструкция смешанного регулирования смеси [62]. В Вятской ГСХА проведена модификация промышленного образца газодизельной системы конструкции ГНУ ВИМ-ВНИИГАЗ с введением рециркуляции отработавших газов [60].

По данным [82], основная проблема эффективного использования газового топлива в дизелях связана с его низким цетановым числом (ЦЧ) величина которого составляет 3...8 единиц. Характерной особенностью процесса сгорания является первоначальная задержка самовоспламенения газовоздушной смеси, с последующим значительным увеличением скорости нарастания давления, при котором имеет место «жесткая работа» двигателя

Эффективность циклового смесеобразования и самовоспламенения газодизельной смеси определяется и оказывает влияние на среднее давление теоретического цикла, эффективный КПД двигателя, мощность и крутящий момент.

Среднее давление теоретического цикла определяется зависимостью

[164]:

где Р, - среднее давление теоретического цикла, МПа; ^.эффективный КПД двигателя;

А - термический эквивалент полезной работы газов, МДж/мн • м,

А=1;

Qi - количество теплоты при сгорании рабочей смеси, МДж;

Vh - рабочий объем цилиндров двигателя, м3.

Количество теплоты Qj выделяющейся при сгорании смеси можно определить по формуле

где Qw - теплотворность смеси, МДж/кг;

Gw - масса заряда смеси, при наполнении рабочего объема в нормальных условиях, кг;

rjH - коэффициент наполнения;

? - коэффициент полноты сгорания топлива.

Согласно [65], эффективный КПД двигателя для дизельного режима определяется по формуле

где ge удельный эффективный расход топлива, кг/ кВт ч; г ед - эффективный КПД двигателя в дизельном режиме;

QHd- низшая теплота сгорания дизельного топлива, МДж/ кг.

По данным [37], QHd = 42,5 МДж/ кг.

Учитывая то, что низшая теплота сгорания газодизельной смеси есть переменная величина, зависимая от относительной запальной дозы, расчет эффективного КПД газодизеля можно провести по формуле:

где Цег - эффективный КПД двигателя в газодизельном режиме;

{2нг- низшая теплота сгорания газа, МДж/кг.

По данным [60], Qbe =45,9 МДж/кг.

р - относительная запальная доза, (0 < р < 1).

Рассматривая качественное регулирование, коэффициент наполнения в формуле (1.4) можно считать постоянной величиной, а коэффициент полноты сгорания ?, имеет значение близкое к 1. Теплотворность рабочей смеси QCM регулирует газодизельная система питания в зависимости от нагрузки на коленчатом валу, и при работе на установившемся полном режиме QCM можно определить в виде суммы

где Qcms ~ теплотворность газовоз душной смеси, МДж/м3;

Qcud - теплотворность смеси воздуха и запальной дозы дизельного топлива, МДж/м3.

Перечисленные параметры оказывают различную степень влияния на эффективность газодизельного режима работы двигателя. Нормальная скорость распространения пламени смеси дизельного топлива с воздухом составляет 30...48 м/с, а у смеси метана с воздухом она меньше на 25 %, и определяется величиной коэффициента избытка воздуха а.

Одним из путей совершенствования существующих и разработки новых газодизельных конструкций, является метод исследования параметров газодизельного режима с формированием на этой основе теоретических моделей регулирования подачи топлив. Техническое осуществление такого регулирования в разрабатываемом с учетом этих требований техническом устройстве позволит повысить эффективность газодизеля. Проектирование этого технического устройства предполагает выбор типа управляющего и исполнительного регулирующих устройств. Подобные конструкции регуляторов для дизелей описаны в [37, 51, 63, 82].

Управляющие регуляторы (рис. 3.10) по способу воздействия на исполнительное устройство можно разделить на два вида: прямого и непрямого действия.

Управляющий регулятор прямого действия [37] воздействует на исполнительное устройство прямым воздействием, которое в неустано- вившемся скоростном режиме, в общем виде можно представить

функцией:

где у; - управляющее воздействие на исполнительное устройство; п3 - заданная рычагом акселератора частота вращения коленчатого вала, мин'1;

пд - действительная частота вращения коленчатого вала, мин'1.

ЗЛО - Виды управляющих регулирующих устройств и закономерности регулирования

Рисунок ЗЛО - Виды управляющих регулирующих устройств и закономерности регулирования

В отличие от регулятора прямого действия, регулятор непрямого действия имеет в своем составе дополнительное активное передаточное устройство, которое в зависимости от конструкции может усиливать регулировочное воздействие, что повышает чувствительность регулятора и точность регулирования [8]. При этом воздействие на исполнительное устройство можно представить функцией:

где у2 - управляющее воздействие на исполнительное устройство;

Kj - коэффициент передачи передаточного устройства.

Формула (1.9) показывает, что чувствительность регулятора можно повысить в Kj раз при наличии усиления в передаточном устройстве. Известны конструкции передаточных устройств механического, пневматического, гидравлического типов. Каждому из перечисленных типов свойственны недостатки. Это и достаточно большие габариты, затрудняющие размещение в моторном отсеке, сложность конструкции и недостаточная стабильность параметров. Одним из современных перспективных направлений совершенствования регуляторов непрямого действия является создание электронно-механических устройств [82]. Взаимодействие их электронных и механических узлов обеспечивает высокую точность регулирования, малые габариты и стоимость устройства, высокую его надежность и стабильность параметров. Это подтверждает и зарубежная практика [37], где электронно- механические системы управления двигателем нашли широкое применение.

В отличие от неустановившегося скоростного режима, в установившемся, заданная частота вращения равна действительной. В связи с этим, теоретическую модель регулирования теплотворности смеси можно

представить функцией:

При разработке новых систем регулирования, необходимо установить эту эмпирическую зависимость, отражающую свойства регулируемого битопливного процесса и типовую скоростную характеристику двигателя.

Регулирование подачи топлив для формирования механической характеристики газодизеля исследовалось в ряде работ:

Кухаренко П.М., при исследовании параметров газодизеля с эжекторной системой [146] до казал,что для повышения эффективности газодизельного двигателя, его механическую характеристику необходимо формировать на основании установленных особенностей процесса сгорания и закономерностей всережимного регулирования конвертируемого двигателя. При таком подходе закономерность регулирования имеет вид:

где-G - часовая массовая общая подача топлива, кг/ч.

Колесник Ю.И. исследовал параметры инжекторной газодизельной системы, где показал эффективность инжекторного способа внешнего смесеобразования и эффективность ограниченной коррекции крутящего

момента газовым корректором [115]. Согласно этой работе, при подаче газа в смеситель под избыточным давлением, происходит са- мокоррекция состава газодизельной смеси:

где Рг- давление газа перед смесителем, Па;

Gz, GCM - часовая подача газа и смеси кг/ч;

а - коэффициент избытка воздуха.

Указанная самокоррекция и снижение а при снижении частоты вращения коленчатого вала происходит в системе с качественным регулированием вследствие уменьшения количества смеси, так как давление подачи газа в смеситель не изменяется.

Протасов Д.Б. предложил для повышения эффективности регулирования абсолютной запальной дозыв тракторной газодизельной системе [207], следующие закономерности ее изменения:

где Gdl - часовая массовая подача дизельного топлива при работе двигателя по регуляторной ветви характеристики, кг/ч;

Gd2 - часовая массовая подача дизельного топлива при работе двигателя по внешней ветви характеристики, кг/ч;

а о, aj — постоянные коэффициенты.

Седелев К.П. исследовал параметры газодизеля при работе с эжекторной системой смешанного регулирования [243]. Высокая степень гомогенности смеси в этой конструкции обеспечивалась в смесителе с кольцевым газовым коллектором, аналогичным подобному узлу системы ВИМ-ВНИИГАЗ.

Мустафаев М.Г. [178] исследовал подачу топлив тракторного газо- дизля Д-120 (Т-25А) и предложил модели оптимальной подачи газа и запальной дозы в эжекторной системе со смешанным регулированием. Он справедливо считает, что способ битопливного регулирования можно выбрать при анализе уравнения регрессии модели рабочего цикла газодизеля. Это уравнение может быть представлено в виде модели объекта исследования второго порядка [178] следующим образом:

где У- функция отклика;

хр Xj - регулировочные факторы, влияющие на функцию отклика;

aiy atj, cij- коэффициенты регрессии.

Согласно этих исследований, функциями отклика являлись: мощность двигателя Ne, часовой расход топлива G,, удельный расход топлива qe, часовые выбросы оксидов азота NOx, оксида углерода СО и

углеводородов Cflm. Регулировочными факторами выбраны: коэффициент избытка воздуха а, запальная доза В, коэффициент наполнения rjv. При таком подходе к выбору функций отклика и регулировочных факторов, не представляется возможным оптимизация битопливного процесса для улучшения формирования кривой крутящего момента скоростной характеристики двигателя, снижения расхода топлива и повышения коэффициента замены дизельного топлива на КПГ.

Бебенин Е.В. [19] исследовал параметры газодизельного режима и обосновал требования к конструкции усовершенствованной топливной системы. Он применил при разработке новой газодизельной системы подход, при котором топливную систему проектируют по максимальной подаче топлив, для точки номинальной мощности двигателя. При таком подходе к модернизации конструкции, закономерностям регулирования подачи топлив уделено недостаточное внимание, что не позволяет в полной мере повысить ресурсосбережение энергосредства.

В работе [182] исследовались функции регулирования подачи газа в эжекторной системе ВИМ-ВНИИГАЗ:

Исследования регулирования подачи газа в эжекторной системе проведены с использованием параметров стендовых испытаний газодизельного К-701 с двигателем ЯМЗ-240Б [224]. В данной системе, регулирование подачи газа выполняет дозатор (рис.3.11), а формирование газо - воздушной смеси осуществляется в смесителе, представляющем собой трубу Вентури (рис. 3.12), в которой под действием воздушного потока возникает перепад статических давлений.

Схема дозатора газа с механическим управлением

Рисунок 3.11 - Схема дозатора газа с механическим управлением

Схема работы эжектора - смесителя

Рисунок 3.12 - Схема работы эжектора - смесителя

Требуемая закономерность регулирования подачи газа формируется от комплексного влияния следующих факторов.

  • 1. Закономерности изменения разрежения в эжекторе - смесителе при изменении скорости проходящего через него воздушного потока.
  • 2. Закономерности изменения сопротивления газовому потоку в дозаторе газа.
  • 3. Закономерности изменения давления газа на выходе из газового редуктора низкого давления.

Для проверки эффективности регулирования подачи газа в этой системе, определена закономерность расчетной подачи газа, из условия равенства эффективного КПД дизельного и газодизельного режимов. Выявлено, что закономерности регулирования расчетной и действительной подачи газа существенно различаются, а имеющее место снижениеС, на участке с частотами вращения п-1450... 1000 мин'1, вызывает снижение крутящего момента газо дизеля. Для выявления комплексного влияния неизвестных функций на параметр Gz, проведен расчет графиков изменения давления газа в газовыводном патрубке редуктора низкого давления (РИД) с учетом статической характеристики изменения давления с увеличением расхода газа (газовый редуктор 116.4404010-60).

Зависимости действительного Ррд  расчетного Ррд р значений давления газа от частоты вращения коленчатого вала

Рисунок 3.13 - Зависимости действительного РрНд и расчетного РрНд р значений давления газа от частоты вращения коленчатого вала

Результаты расчета представлены в виде графиков Ррнд -fin), по-

156

казанныхна рис. 3.13. Кривая отклонения действительного значения давления от расчетного АРд на этом графике и ось абсцисс образуют области недостаточной и избыточной подачи газа. Эти отклонения показывают величину изменения давления необходимого для его коррекции на дозаторе газа. По своей конструкции механический дозатор газа является «пассивным» элементом, способным создавать в точках своего присоединения лишь положительное падение давления. В связи с этим, в областях со значениями АРд<0, коррекция положения штока дозатора на данном входном давлении не приведет к увеличению подачи газа. Динамическое же регулирование давления газа в выводном патрубке этой модели редуктора по требуемой закономерности конструктивно невозможно.

Для повышения эффективности работы газодизельной системы необходимо изменение закономерности регулирования подачи газа и конструктивное усовершенствование элементов системы.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы