Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ эффективности методов и механизмов отключения цилиндров двигателя 7
1.1 Особенности работы тракторных дизелей и определяемые ими требования к их топливным системам 7
1.2 Влияние отключения цилиндров на технико-экономические показатели дизелей 15
1.3 Анализ методов и механизмов отключения цилиндров дизелей... 23
Выводы и задачи исследования 37
2 Разработка системы топливоподачи с насосами распределительного типа с регулированием производительности пропуском подачи 40
2.1 Разработка конструкции топливоподающей системы 40
2.2 Разработка блока управления 43
2.3 Разработка базовой характеристики для регулятора дизеля с регулированием пропуском подач топлива 47
2.3.1 Общие принципы разработки базовой характеристики 47
2.3.2 Базовая скоростная характеристика топливной системы 48
2.3.2.1 Основные требования, предъявляемые к скоростным характеристикам тракторных дизелей 48
2.3.2.2 Базовая скоростная характеристика топливной системы для случая регулирования двигателя пропуском подач топлива 52
2.4 Разработка математической модели перепускного устройства... 57
2.3 Расчет электромагнита 65
Выводы по главе 70
3 Экспериментальные установки, измерительные аппаратура и датчики для экспериментальных исследований 71
3.1 Общая методика исследований 71
3.2 Стенд для безмоторных исследований 72
3.3 Стенд для моторных испытаний 74
3.4 Измерительная аппаратура и датчики для экспериментальных исследований 76
3.5 Обработка экспериментальных данных, оценка погрешностей измерений 84
4 Безмоторные исследования и доводка экспериментальной топливной системы 87
4.1 Общие доводка и исследование системы топливоподачи 87
4.2 Исследование системы при работе с пропуском подач 90
5 Сравнительные моторные исследования дизелей при работе с экспериментальной топливной системой 96
5.1 Исследования регулирования отключением цилиндров двигателей 96
5.1.1 Исследование двигателя Д-21А1 при работе с экспериментальной системой с последовательным отключением цилиндров 96
5.1.2 Исследование тепловозного дизеля Д-50 при последовательном отключении цилиндров 97
5.2 Исследование регулирования двигателей пропуском подач топлива 98
5.3 Исследование способов повышения эффективности регулирования отключением цилиндров 100
6 Экономическая эффективность регулирования двигателей пропуском подачи топлива и конструкция насоса 109
Общие выводы и рекомендации 113
Литература
- Особенности работы тракторных дизелей и определяемые ими требования к их топливным системам
- Разработка базовой характеристики для регулятора дизеля с регулированием пропуском подач топлива
- Измерительная аппаратура и датчики для экспериментальных исследований
- Исследование двигателя Д-21А1 при работе с экспериментальной системой с последовательным отключением цилиндров
Введение к работе
Двигатели внутреннего сгорания, в частности дизели, широко применяются в тракторах, автомобилях, железнодорожном транспорте, судах, стационарных установках, боевых машинах и др.
В сельскохозяйственном производстве они стали основным источником энергии. Вследствие этого и само сельскохозяйственное производство стало крупнейшим потребителем нефтепродуктов (в отдельные периоды потребляло до 40...45% вырабатываемого в стране дизельного топлива). В этой связи себестоимость сельскохозяйственной продукции во многом определяются именно технико-экономическими показателями дизелей и их дальнейшее улучшение является непреходящей проблемой.
Совершенствование дизелей ведется по направлениям повышения их топливной экономичности, снижения расхода смазочных материалов и металлоемкости, уменьшения токсичности выхлопных газов и шума работы, повышения надежности, упрощения конструкции и др.
В последние годы особую остроту приобрела проблема повышения топливной экономичности из-за постоянного удорожания нефтепродуктов и все острее ощущающегося их недостатка.
Правда, на сегодня дизели являются наиболее экономичным источником энергии. В них удельный расход топлива может быть доведен до 188 г/(кВт-ч), тогда как в других тепловых машинах он намного выше. В то же время следует отметить, что потенциальные возможности дизелей по топливной экономичности пока еще далеко не исчерпаны.
Как показывают достижения науки и практики, в современных условиях наибольшего успеха работы в этом направлении можно достичь при совершенствовании дизелей с учетом условий их работы.
Автотракторные дизели работают в широких диапазонах нагрузочных режимов. Наибольшая топливная экономичность их работы достигается на режимах, близких к номинальному. Снижение ее при переходе на частичные нагрузки, особенно на режимы пониженных частот вращения во многом объ-
ясняется особенностями работы применяемых в них топливоподающих систем непосредственного действия, а именно, снижением при этом давления впрыскивания, с одной стороны, и цикловой подачи, с другой, обуславливающих ухудшение качества процесса топливоподачи, в частности, увеличение относительной доли более грубо распиливаемого топлива в начальном и конечном участках процесса впрыскивания (соответствующих подъему и посадке иглы распылителя форсунки) и, в конечном счете, ухудшение процесса смесеобразования и сгорания топлива [3, 9, 47, 53, 60, 74, 75, 76, 91, 101].
Эффективным методом дальнейшего повышения топливной экономичности дизелей на режимах малых нагрузок и оборотов может стать переход на аккумуляторные системы топливоподачи [25, 26, 27, 28].
Однако такие системы пока еще не нашли применения в отечественных тракторных дизелях. В этой связи на сегодня большой практический интерес представляет и совершенствование оправдавших себя в течение многолетней эксплуатации и хорошо отработанных по конструкции и технологии изготовления ныне применяемых систем непосредственного действия.
Существенному улучшению качества работы топливоподающих систем непосредственного действия на режимах частичных нагрузок способствует повышение их цикловой подачи топлива. Это может реализоваться, например, в двигателях, работающих с последовательным отключением цилиндров, когда в продолжающие работать цилиндры по мере снижения нагрузки подача топлива не снижается [4, 5, 7, 8, 12, 30, 31, 32, 33, 57, 61, 81, 86, 98, 99, 102, 106, 107,113,114,117, 118, 119, 120].
На практике этот метод регулирования уже частично используется, например, в тракторах Т-130, некоторых моделях автомобилей фирм Ford, Honda, Mercedes и тепловозных двигателях фирмы MTU и отечественного производства 2Д100 и др.
Широкому его практическому применению в массовых тракторных дизелях препятствуют присущие ему серьезные недостатки, в частности, обусловленные скачкообразным изменением удельного расхода топлива и возрастанием неидентичности по цилиндрам тепловой напряженности основных
деталей двигателя. Эти недостатки можно устранить, на наш взгляд, переходя от отключения цилиндров на пропуск рабочих ходов поршней (подачи топлива).
Исследования велись на базе двухцилиндровых дизелей воздушного охлаждения Д-21А1 (трактора Т-25) в связи с удобством проведения на нем экспериментальных работ по отключению цилиндров; полагалось, что при большем числе цилиндров результаты могут искажаться из-за возможной неидентичности работы отдельных цилиндров.
Результаты исследований показали, что при работе с пропуском подачи топлива средний за год расход топлива тракторных дизелей может существенно снизиться, например, как показали расчеты, в дизелях Д-240 тракторов МТЗ-80 - на 5% и более.
Предложена и топливная система с электронным регулированием числа и очередности отключаемых цилиндров, позволяющая более эффективно и относительно просто реализовать этот метод регулирования (Патент № 2301903, F 02 М 63/02, RU).
Разработана математическая модель предложенной системы, на основе которой могут определяться конструктивные особенности и размеры ее отдельных элементов.
Не менее важным результатом исследований является и то, что установлено - более целесообразным является не отключение цилиндров, а рабочих ходов поршней из-за того, что при этом открываются широкие перспективы для обеспечения идентичности тепловой напряженности работы деталей цилиндропоршневой группы отдельных цилиндров и плавного регулирования нагрузки режимов работы двигателя. Отключение цилиндров при этом может рассматриваться как частный случай отключения рабочих ходов поршней, а предложенная система топливоподачи успешно может применяться и при регулировании пропуском рабочих ходов поршней.
Особенности работы тракторных дизелей и определяемые ими требования к их топливным системам
При выполнении любых сельскохозяйственных операций двигатели тракторов могут работать: - на холостом ходу (XX) при номинальном скоростном режиме (до трогания трактора с места); - на частичных нагрузках; - с нагрузками, близкими к номинальной (при выполнении большинства сельскохозяйственных операций); - при перегрузках (на режимах, когда при полной подаче топлива происходит снижение мощности); это может быть при разгоне машинно-тракторного агрегата или возрастании сопротивления на него.
По данным кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка СИМСХ на основных сельскохозяйственных операциях 80% времени двигатель трактора работает с нагрузкой, близкой к номинальной, 13% - на холостом режиме и 7% - на режиме малого газа [19].
К таким условиям работы в наибольшей степени удовлетворяют двигатели, оборудованные всережимным регулятором частоты вращения, позволяющим корректировать цикловую подачу топлива по мере изменения нагрузки, и, в результате, преодолевать кратковременное увеличение нагрузок без переключения передач [55, 93, 105].
Однако в любом случае по мере снижения нагрузки экономичность двигателя существенно ухудшается (рисунок 1.1). Это является следствием целого комплекса явлений. Одно из важнейших из них - использование систем непосредственного действия с регулированием нагрузки воздействием на величину топлива [28, 70, 71, 83, 94].
В современных тракторных дизелях используется топливная аппаратура непосредственного действия типа BOCSH. 0,25 0,45 0,65 0.85 К На рисунке 1.2 изображена схема секции насоса высокого давления с регулированием цикловой подачи отсечкой конца подачи плунжера. Рисунок 1.1 Влияние коэффициента Плунжер 1 насоса снабжен пазами со (К,) на относительную экономич , , \ спиральными кромками, соединенны ность двигателя (ger/ged ми через радиальный и осевой каналы (или паз на плунжере) с надплунжер-ным пространством.
Двигатели с разделенными камерами не предъявляют особо высоких требований к тонкости распыления. Поэтому в них средний диаметр капель нередко доходит до 60...70 мкм.
Оптимизацией давления впрыска можно существенно улучшить технико-экономические показатели работы современных автотракторных двигателей. По данным Файнлейба Б.Н. и Бараева В.И., у двигателя, например, с камерой ЯМЗ можно таким путем снизить удельный расход топлива на 2...7%. Заметим, что у этого двигателя оптимальное значение давления впрыска снижалась с уменьшением частоты вращения, но в значительно меньшей степени, чем это имеет место у обычных систем топливоподачи.
Так, у этого двигателя при среднем эффективном давлении двигателя 0,9 МПа с уменьшением частоты вращения от 1800 до 1200 мин"1 оптимальное значение давления впрыска снижалось на 11 МПа (с 50 до 39 МПа), тогда как без оптимизации давления оно снижается при этом на 17 МПа (с 45 до 28 МПа).
Поскольку при любом распыле имеются капли различных диаметров, то тонкость и однородность распыливания существенно не влияют на период задержки самовоспламенения.
По мере увеличения максимального давления впрыскивания снижается средний диаметр капель распыленного топлива и возрастает полнота сгорания топлива (снижается содержание окислов углерода и азота в выхлопных газах) и, в результате, возрастает экономичность работы двигателя (рисунок 1.7), особенно в двигателях с неразделенными и полуразделенными камерами сгорания [28].
Ухудшение процесса впрыска, кроме всего прочего, повышает интенсивность разжижения смазки и закоксовывания сопловых отверстий распылителя и особенно ощутимо проявляется на режимах малых частот вращения и нагрузок.
Каждому скоростному режиму работы дизеля соответствует свое оптимальное по топливной экономичности значение угла опережения впрыскивания. С уменьшением частоты вращения (увеличением времени, отводимого на процесс смесеобразования) оптимальное значение 0 снижается. Так, для автотракторного дизеля Д-144 при снижении частоты вращения с 2000 до 1400 мин"1 значение в необходимо уменьшать с 25 до 19 п.к.в. до ВМТ (рисунок 1.8) [28]. постоянной частоте вращения коленчатого вала для каждой нагрузки имеется также свое, оптимальное по топливной экономичности, значение в. В дизелях без наддува с уменьшением нагрузки при постоянной частоте вращения подача воздуха практически не изменяется. Поэтому мало изменяются давление и температура конца сжатия. В результате при подаче в цилиндры дизеля меньшей дозы топлива период задержки воспламенения несколько сокращается, что требует соответствующего уменьшения угла опережения.
В форсированных дизелях с турбонаддувом с уменьшением нагрузки при постоянной частоте вращения уменьшаются давление и температура надувочного воздуха и, как следствие, давление и температура конца сжатия. В результате, при подаче меньшей дозы топлива период задержки воспламенения увеличиваются, что требует соответствующего увеличения 0. Однако при этом следует учитывать, что увеличение 0 может привести к чрезмерному росту давления в конце сжатия и снижению долговечности деталей двигателя [79].
Следует отметить, что существует тесная связь между эмиссией NOx с отработавшими газами и топливной экономичностью. Любое воздействие на рабочий процесс дизеля с целью снижения эмиссии NOx приводит, как правило, к ухудшению топливной экономичности. По данным Долганова К.Е. и Головчука А.Ф. уменьшение 0 на 10 п.к.в. на номинальном режиме в дизелях с неразделенной камерой сгорания приводит к снижению содержания NOx в отработавших газах на 60% при одновременном ухудшении топливной экономичности на 10% и увеличении выброса сажи на 100%.
В системах непосредственного действия обеспечение оптимального для каждого режима работы опережения впрыска представляет весьма сложную задачу. Объясняется это тем, что в них процессы нагнетания топлива плунжером и подачи его через форсунку взаимосвязаны.
Разработка базовой характеристики для регулятора дизеля с регулированием пропуском подач топлива
Тракторные двигатели работают в широких диапазонах оборотов и нагрузок; даже, например, на основных сельскохозяйственных операциях, 80% времени они работают с нагрузкой, близкой к номинальной, 13% - на режиме холостого хода и 7% на режиме малого газа [19]. Известно также, что при переходе на режимы малых нагрузок и оборотов экономические показатели двигателей, как правило, существенно ухудшаются. Это во многом объясняется резким снижением по мере уменьшения нагрузок не только давления впрыскивания, но и цикловой подачи топлива, когда усиливается относительное влияние на процесс смесеобразования и сгорания более грубо распиливаемого топлива в начальном и конечном участках процесса впрыскивания, соответствующих подъему и посадке иглы распылителя форсунки.
В соответствии с этим, эффективным способом существенного повышения экономичности работы тракторных двигателей может стать парадоксальное на первый взгляд мера - не допущение снижения цикловой подачи топлива по мере снижения нагрузки. Она может реализоваться путем выключения цилиндров по мере снижения нагрузок, или даже пропуска отдельных подач топлива. Например, при снижении нагрузки на 20% отключая ориентировочно каждую пятую подачу (рисунок 2.7), 10%-десятую, 1%-сотую и т.д. При этом в продолжающие работать цилиндры будет впрыскиваться, ес тественно, полный объем топлива.
Условные осциллограммы hu т 4 к 5 к=5 подъема иглы распылителя hu, поясняю 1 1 [ Г П П П П П щие число т реализованных очередных и 12 3 4 5 12 3 4 5 1 порядковый номер к пропускаемой подач Порядковые номера подач при работе двигателя с 80% нагрузкой
Базовые характеристики числа предшествующих пропускаемой подаче следующих друг за другом реализуемых подач (т), необходимые для проектирования электронного регулятора двигателя, могут быть получены в виде матрицы данных или описаны зависимостью: m=f(n,N,a,D, ...), (2.1) где п — частота вращения вала двигателя; N— нагрузка потребителя; а — коэффициент избытка воздуха; D - дымность отработавших газов. Входящие в это выражение параметры зачастую влияют друг на друга. Поэтому создание базовой характеристики на основе этого выражения вызывает большие затруднения.
Относительно простое решение может быть получено в случае, когда меняется только один из входящих в это выражение параметров.
Для случая изменения, например, только частоты вращения вала двигателя это выражение может быть записано в упрощенном виде с использованием скоростных и регуляторных характеристик топливного насоса дизеля.
Земельный участок, на котором выполняются пахота, посев или другая сельскохозяйственная операция, в подавляющем большинстве случаев неоднороден по физическим свойствам почвы (плотности, влажности), раститель ному покрову, микрорельефу и др. Из-за этого сопротивление перекатыванию машинно-тракторного агрегата (энергетического и технологического звеньев) и рабочим органам машины-орудия (технологического звена агрегата) непрерывно изменяется и, как следствие, двигателю передается переменный момент сопротивления [25, 26, 115].
По данным Е.А. Козмодемьянова, тракторные двигатели до 90% общего времени работают на режимах переменных моментов сопротивления (неустановившихся нагрузок).
В таких условиях для обеспечения высокопроизводительной и экономичной работы тракторного агрегата должна обеспечиваться, как рекомендует В.Н. Болтипский, характеристика крутящего момента, изображенная на рисунке 2.8 в виде кривых Ме\ или Ме2. Выбор конкретной кривой зависит от характера изменения момента сопротивления. Так, если момент сопротивления на двигатель меняется по кривой Мс] и из-за изменения растительного покрова и влажности почвы и других факторов возрастает до Mc2, то в этом случае двигатель устойчиво сможет работать при крутящем моменте, изменяющемся по кривой Ме2. Объясняется это тем, что только при этой кривой по мере снижения частоты вращения момент сопротивления оказывается меньше крутящего момента двигателя.
В.Н. Болтинским определен и «желаемый» характер протекания кривой крутящего момента тракторного дизеля (рисунок 2.9), при котором необходимый запас крутящего момента обеспечивается так, что крутящий момент в начале (начиная от Мен) нарастает резко (до точки в) и затем сравнительно полого.
Измерительная аппаратура и датчики для экспериментальных исследований
Давление масла в системе смазки контролировалось микроманометром типа ММ (ГОСТ 8625-77) первого класса точности.
Регистрация мгновенных значений давления у топливоподводящего штуцера форсунки производилась тензометрическим преобразователем MD-10-100 V. На рисунке 3.5 представлена его конструктивная схема.
Тензопреобразователь MD-10-100 V позволяет измерять давления в пределах 0...100 МПа (при предельном давлении 150 МПа) в диапазоне рабочих температур -50...+125С. У датчика мембрана, воспринимающая давление топлива, изготовлена из сплава с содержанием титана 87 %. Напряже ниє тока питания - 4...12 В, сопротивление моста при температуре +20 С -2,5±0,5 кОм.
Тензопребразователь работает следующим образом. Под действием давления измеряемой среды, сапфиро-титановая мембрана прогибается и тензорезисторы меняют свое сопротивление. Это приводит к разбалансу моста Уитсона, причем разбаланс оказывается пропорциональным измеряемому давлению.
Схема соединения тензопреобразователя MD-10-100 V с внешними электрическими цепями представлена на рисунке 3.6
Тензопреобразователь MD-10-100 V имеет открытую мембрану. Это позволило уменьшить влияния установки датчика на изменения объема измерительной камеры. Диаметр чувствительной мембраны - 4 мм. Тарировочные значения использованных тензопреобразователей : - начальное значение выходного сигнала, соответствующее нулевому значению измеряемого параметра при температуре 23±5 С, -14,25 мВ; - конечное значение выходного сигнала, соответствующее номинальному значению измеряемого параметра при температуре 23±5 С, - 337 мВ;
Технические характеристики преобразователя указаны в таблице 3.1.
АЦП AD7730 имеют по два дифференциальных сигнальных входа ± AIN1 и ± AIN2, дифференциальный вход опорного напряжения ±REF, а также два внутренних цифровых фильтра. Второй фильтр является FIR-фильтром 22 порядка и может быть отключен. АЦП имеют встроенные функции калибровки нуля и диапазона, которые выполняются на цифровом уровне. Параметры калибровки сохраняются во Flash-памяти модуля до следующей процедуры.
АЦП имеют встроенный 6-разрядный цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), предназначенный для смещения уровня входного сигнала на величину до ±77,5 мВ (при напряжении питания мостов 5В) или до ±38,75 мВ (при напряжении питания 2,5В).
Модуль LC - 212 имеет три режима работы.
Режим 1 (статодинамика). Четырехканальный режим, предназначенный для проведения измерений с максимальной частотой сбора данных и не имеющих высоких требований по напряжению смещения нуля. В данном режиме в каждом преобразователе AD7730 используется по одному каналу, второй цифровой фильтр отключен, основная фильтрация выполняется в DSP, измерительные мосты питаются постоянным напряжением. Основные характеристики модуля в режиме 1 приведены в таблице 3.2.
Режим 2 (статика). Четырехканальный режим, предназначенный для проведения статических измерений с максимальной точностью. Цифровая фильтрация сигнала выполняется преобразователями AD7730. обеспечивает низкий уровень смещения нуля и его температурного дрейфа за счет переключения АЦП в режим измерений на переменном токе по схеме «модулятор - демодулятор». - в каждом АЦП задаются параметры его второго канала (входы ±AIN2), сбрасываются фильтры и процесс повторяется для второй четверки каналов.
Таким образом частота сбора данных сохраняется равной 150 Гц, но процесс для каждого канала является прерывистым и данные считываются с периодом в 0,35 с.
Модуль LC-212 имеет функцию проверки входных цепей каждого канала на обрыв и короткое замыкание. При запуске этой функции на входы каждого канала подключаются источники постоянного тока величиной 100 нА и затем проводится измерение входного сигнала. При выходном коде, равном нулю, фиксируется короткое замыкание; при максимальном коде — обрыв. На плате модуля имеется набор резистивных полумостов (рисунок ЗЛО) для упрощения подключения полумостовых датчиков. ЕХЕ R1..R8 1к EXER AINR1 AINR2 AINR3 Для подключения резисторов необходимо установить перемычку между контактом 19 разъема и одним из контактов 25, 29, 33, 37 (+ЕХС). АІЖ ЕХЕ
Основная схема подключения — шестипроводная (рисунок ЗЛІ), в данной схеме сопротивления питающихся Рисунок ЗЛО Схема распайки проводов не вносят дополнительной добавочных резисторов на контакты разъема погрешности в результат измерения. В режиме 3 возможна только смешанная схема подключения (рисунок 3.12), так как мультиплексируемые пары каналов (0-4, 1-5,2-6,3-7) имеют общие линии сигналов ±REF.
Исследование двигателя Д-21А1 при работе с экспериментальной системой с последовательным отключением цилиндров
Результаты предварительных исследований дизеля при работе с опытным и штатным распределительными насосами НД-21/2 приведены на рисунке 5.1, а. Из рисунка видно, что при простом отключении цилиндра ( как первого, так и второго) экономичность двигателя не повышалась, а, наоборот, ухудшалась.
Дальнейшие эксперименты показали, что это может объясняться тем, что при насосах распределительного типа отключение подачи в один цилиндр существенно изменяет цикловую подачу в другой остающейся работать, причем в одном случае уменьшает, а в другом увеличивает.
В случае, когда он оказывался больше требуемого (больше, чем при работе обоих цилиндров), то при уменьшении цикловой подачи в работающий цилиндр до определенного уровня удельный расход топлива снижался (рисунок 5.1, б). И, наоборот, когда был меньше, то можно было снизить удельный расход топлива увеличением цикловой подачи топлива.
Как видно из рисунка, при последовательном отключении одного из цилиндров, изменение удельного расхода топлива происходило ступенчато. Например, при работе на первом цилиндре на режиме малых нагрузок (Ne=3 кВт и Пд \ 100 мин"1) он, по сравнению с работой на двух цилиндрах, снизился от точки 1 до 2 - на 50 г/(кВт-ч). Из-за этого появилась не использованная заштрихованная на рисунке 5.1, б зона А.
Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что для достижения эффекта от отключения цилиндров при работе с насосом распределительного типа необходима корректировка цикловой подачи топлива в работающий цилиндр. При этом возникают трудности в связи с тем, что распределительные насосы не допускают регулировку величины подачи в отдельные цилиндры двигателя. В случае электронного регулирования эти трудности могут быть преодолены, вполне естественно, относительно просто.
Из рисунка видно, что положительный эффект от отключения цилиндров появляется только при частотах вращения коленчатого вала двигателя, превышающих 330 мин"1 (III позиция контроллера); на режиме 130 кВт при отключении одного цилиндра экономичность повысилось на 15 г/(кВт-ч), а при 180 кВт - на 50 г/(кВгч).
Как показывают представленные данные, испытания этого дизеля выявили примерно такую же закономерность, что и с тракторным - небольшое повышение экономичности лишь на относительно малых нагрузках.
Для случая работы с пропуском подачи топлива экспериментальные данные представлены на рисунке 5.3. Из них видно, что изменение удельного расхода топлива происходит, как и предполагалось, плавно (без скачков).
Сравнительно малая эффективность отключения рабочих ходов порш ней, как и отключения цилиндров объясняется, вероятно, тем что в обоих случаях шатунно-поршневая группа его хотя и вхолостую, но продолжала работать, причем, сохраняя под воздействием давления газов в надпоршне-вом пространстве большинство тепловых и механических потерь.
С целью изыскания способов повышения топливной экономичности двигателей при работе с пропуском подач были проведены дополнительные испытания дизеля Д-21А1, оборудованного рядным топливным насосом 2УТНМ. Рядный насос был принят с целью исключения влияния подачи в один цилиндр на подачу в другой. Результаты исследований приведены в следующем разделе.
Нагрузочные характеристики этого двигателя при работе на двух и одном цилиндрах приведены на рисунке 5.5 и таблице 5.1. Как видно, при простом отключении второго цилиндра экономичность повышалась только на малых оборотах (1100 и 1200 мин"1) и то незначительно. Для установления причин этого были проведены дополнительные исследования по вариантам, когда у отключаемого цилиндра:
1) была снята головка (что соответствует снижению степени сжатия до 1 и отключению клапанов системы газораспределения);
2) сняты головка и компрессионные и маслосъемные кольца;
Как видно, при всех вариантах на всем диапазоне оборотов наблюдалось существенное снижение удельного расхода топлива. Так, на режиме Ne=\,6 кВт при работе со снятой головкой цилиндра на оборотах п-\ 100 мин" удельный расход топлива снизился на 10 г/(кВгч); 1200 - на 80; 1500 - на ПО и 1800 - на 200. Это является, вероятно, следствием устранения излишних затрат энергии на сжатие газов.
