Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ работ, посвященных проблеме совершенствования показателей пуска «холодного» дизеля при низких температурах окружающего воздуха 12
1.1. Актуальность проблемы повышения эффективности пуска холодного дизеля в условиях низких температур окружающего воздуха 12
1.2. Причины снижения эффективности холодного пуска дизеля 14
1.3. Методы и средства повышения эффективности холодного пуска... 17
1.4. Динамические качества дизеля в условиях холодного пуска 30
Выводы по главе 1 32
Цель работы и задачи исследования 34
Глава 2. Основные теоретические положения разработки метода и средств улучшения пусковых и динамических качеств дизеля в условиях низких температур 35
2.1. Основные определения 35
2.2. Систематизация причин снижения эффективности пуска холодного дизеля при низких температурах 37
2.3. Систематизация методов повышения эффективности пуска холодного дизеля при низких температурах 39
2.4. Причины появления неустойчивого пуска 41
2.5. Модернизация системы топливоподачи для ввода в топливо легковоспламеняющейся жидкости 48
2.6. Модернизация системы топливоподачи для регулирования интенсивности разгона выключением - включением цилиндров или циклов 57
2.7. Математическая модель режимов работы дизеля при его регулировании после холодного пуска методом отключения - включения цилиндров или циклов 63
2.8. Анализ свойств горючих смесей на базе легковоспламеняющейся жидкости и дизельного топлива 66
2.9. Методика определения динамической внешней скоростной характеристики (ДВСХ) дизеля 73
2.10. Анализ кинематики и динамики дизеля в условиях пуска - разгона..76
Выводы по главе 2 79
Глава 3. Стенды для испытаний дизеля и его топливной аппаратуры, методики исследований, погрешности измерений и статистическая обработка результатов измерений 81
3.1. Стенд для исследования модернизированной топливной аппаратуры дизеля с системой подачи легко воспламеняющейся жидкости 81
3.2. Стенд для исследования дизеля с системой подачи легковоспламеняющейся жидкости через клапан регулирования начального давления ...85
3.3. Погрешности измерений 87
3.3.1. Определение относительной погрешности измерения цикловых подач топлива на безмоторном стенде 87
3.3.2. Определение предельной относительной ошибки измерения мощности двигателя при испытаниях на стенде на установившихся режимах работы 89
3.4. Статистическая обработка результатов повторных реализаций режимов разгонов 91
3.5. Методика определения моментов инерции двигателя и установки 92
Выводы по главе 3 94
Глава 4. Результаты экспериментальных и расчётных исследований пуска холодного дизеля в условиях низких температур окружающего воздуха 95
4.1. Исследование циклов пуска - разгона дизеля 95
4.2. Анализ индикаторных диаграмм при быстром разгоне дизеля после пуска из холодного состояния 103
4.3. Сравнение последовательности циклов пуска - разгона холодного дизеля 109
4.4. Анализ внешних скоростных характеристик и динамических ВСХ при разных тепловых состояниях дизеля и разных методах пуска - разгона .. 113
4.5. Стратегия проведения холодного пуска при низких температурах .119
4.6. Результаты расчётного и экспериментального определения задержек
воспламенения при пуске - разгоне холодного двигателя 126
Выводы по главе 4 132
Общие выводы и рекомендации 135
Список литературы
- Причины снижения эффективности холодного пуска дизеля
- Систематизация методов повышения эффективности пуска холодного дизеля при низких температурах
- Стенд для исследования дизеля с системой подачи легковоспламеняющейся жидкости через клапан регулирования начального давления
- Анализ внешних скоростных характеристик и динамических ВСХ при разных тепловых состояниях дизеля и разных методах пуска - разгона
Введение к работе
Эксплуатация машин в зимний период осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 25646, свода правил, нормативных документов и конструкторской (эксплуатационной) документации на машины конкретных моделей. Эксплуатацию машин при температуре окружающего воздуха от минус 20 до минус 30 С рекомендуется осуществлять со снижением рабочих нагрузок на 25% по отношению к паспортным. А при температуре от минус 30 до минус 40 С - на 50%.
Пуск дизеля в условиях пониженных температур окружающей среды без предпусковой подготовки, т.е. из «холодного» состояния, создаёт эксплуатационникам множество проблем, основными из которых являются следующие.
Необходимость прокрутки вала дизеля в условиях высокой вязкости масла, а в конечном итоге высокого сопротивления вращению, требует повышенной мощности пусковых средств.
Пониженная температура, повышенная вязкость топлива, низкая частота вращения кулачкового вала топливного насоса снижают качество рас-пыливания топлива, качество смесеобразования.
Последнее усугубляется низкими температурами воздушного заряда, как в связи с температурой окружающей среды, так и в связи с повышенным теплоотводом в стенки камеры сгорания и повышенными утечками заряда при сжатии. В результате снижается вероятность самовоспламенения горючей смеси и проч.
Но даже при успешности появления первых вспышек в цилиндрах, после начала разгона дизеля после пуска возникает опасность появления «неустойчивости» пуска. Последняя связана с тем, что после появления первых воспламенений в цилиндрах и после начала успешного разгона дизеля происходит одновременное снижение как периода задержки воспламенения, выраженного в единицах времени, так и возрастание периода за-
держки воспламенения, выраженного в единицах угла поворота коленчатого вала. Рост этого угла с переходом начала сгорания за ВМТ приводит к снижению развиваемого крутящего момента. А если этот угол достигает примерно 40 - 50 градусов п.к.в. после ВМТ, то самовоспламенение смеси прекращается, а если при этой частоте вращения уже произошло отключение пускового средства, то двигатель, как правило, совершает выбег и останавливается. В результате требуется повторная попытка пуска. ГОСТ предусматривает такие возможности и оговаривает, что пуск можно признать успешным, если двигатель не более чем с трёх попыток запускается в течение заданного ограниченного времени и выходит на режим некоторой стабильной частоты вращения, при которой и работает до уровня прогрева, необходимого для безопасного и успешного приёма нагрузки.
Чрезмерное возрастание угла задержки воспламенения при уменьшении времени задержки связано со слишком интенсивным возрастанием частоты вращения вала дизеля сразу после пуска. Снизить эту интенсивность уменьшением подачи топлива нельзя, так как это приводит к уменьшению абсолютной величины и доли достаточно качественно распыленного топлива, а в конечном итоге - уменьшению вероятности успешного самовоспламенения и следовательно «заглоханию» двигателя. Снизить интенсивность разгона созданием внешней нагрузки на валу двигателя возможно, например, подключением к валу дизеля сразу после пуска внешних вспомогательных агрегатов, даже включением передачи, например, трактора. Но всё это как правило чревато повышенным травматизмом обслуживающего персонала. Другим методом снижения интенсивности разгона дизеля после пуска является отключение части цилиндров. Причём, предпочтительно тех, в которых не произошло вспышек. Работая на части цилиндров, дизель разгоняется менее интенсивно, более длительно, в результате чего угловое значение задержки воспламенения либо возрастает не столь быстро, либо перестаёт возрастать, двигатель может выйти на режим
устойчивой работы. А по мере прогрева отключённых цилиндров появится возможность включения их в рабочий процесс.
Не для всякого двигателя такой пуск будет менее продолжительным, чем трёхкратный пуск, даже успешный. Однако он будет более надёжным, не потребует повторных не гарантированных успехом попыток пуска, не будет сопровождаться повышенными износами, нагрузками, снижением надёжности и т.д.
В то же время во многих условиях эксплуатации сохраняется необходимость повышенных динамических качеств двигателя и установки, т.е. максимально быстрого разгона и последующего приёма нагрузки без предварительного повышения теплового состояния двигателя (это особенно относится к двигателям боевых машин, аварийных электростанций, систем обеспечения безопасности ряда производств, мест скопления больших масс людей и т.д.).
Таким образом, проблему составляет не просто надёжный пуск «холодного» дизеля в условиях низких температур окружающего воздуха, но и сохранение высоких динамических качеств двигателя и установки в этих условиях. Исследованию возможности решения этой актуальной проблемы и посвящена диссертационная работа.
Целью работы является повышение эффективности пусковых и динамических качеств холодного дизеля при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Для достижения указанной цели решаются следующие задачи. Разработать метод организации пуска - разгона холодного дизеля при пониженных температурах воздуха с использованием легковоспламеняющейся жидкости (ЛВЖ) по методу внутреннего смесеобразования, исключающий появление неустойчивости пуска, путём регулирования разгона отключением - включением части цилиндров. Разработать математическую модель пуска - разгона исследуемого дизеля при реализации предложенных мето-
дов для численного эксперимента при поиске рациональных условий проведения указанных режимов.
В работе применены экспериментальные и расчётно— экспериментальные методы исследования, в том числе математическое моделирование динамических режимов работы дизеля.
Достоверность результатов экспериментальных исследований и результатов математического моделирования определяется достаточной точностью применявшегося оборудования и стендов, сходимостью с результатами опубликованных экспериментальных исследований, обработанных с применением методики, основанной на методах математической статистики.
Научная новизна работы заключается в следующем:
разработана стратегия организации процессов пуска - разгона холодного дизеля в условиях низких температур окружающего воздуха, включающая операции подачи легковоспламеняющейся жидкости (ЛВЖ) в цилиндры по принципу внутреннего смесеобразования с помощью штатной системы топливоподачи, оснащённой клапанами регулирования начального давления (РНД), контроля допустимой интенсивности разгона по сигналам углового положения начала сгорания, а также регулирования интенсивности разгона включением - выключением цилиндров;
разработан алгоритм реализации предложенной стратегии проведения процессов пуска - разгона;
предложена конструктивная схема устройства, применимого для реализации разработанной стратегии.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
- при реализации предложенной стратегии организации холодного
пуска дизеля достигается повышение надёжности, сокращение продолжи
тельности холодного пуска - разгона, исключается вероятность неустойчи-
вого пуска, обеспечивается уменьшение выбросов белого дыма, снижение механических нагрузок и динамики их приложения;
предложенные средства могут быть применены при создании конструктивных схем систем реализации разработанной стратегии.
применение предложенных средств возможно как при реализации пусковых режимов, так и в других режимах эксплуатации, например, для повышения динамических качеств дизеля.
Реализация результатов работы. Материалы исследования включены в отчёты по проведению госбюджетных НИР кафедры Российского университета дружбы народов, применяются в учебном процессе университета, в том числе при подготовке магистерских и кандидатских диссертаций.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на 59-й Международной научно - технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров (ААИ) в г. Омске, СибАДИ, в 2007 г., на международной конференции в МАДИ (ГТУ) в 2009 г., на всероссийском научно - практическом семинаре в МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2009 г., на научно - технических конференциях инженерного факультета Российского университета дружбы народов в 2006, 2007 и 2008 г.г.
Публикации. По результатам исследований, вошедших в диссертацию, опубликовано 6 работ.
Структура и объём работы. Объём диссертации 153 страницы. Она содержит введение, 4 главы основного содержания, общие результаты, выводы, приложения и список использованной литературы, включающий 107 наименования. Основное содержание изложено на 114 страницах машинописного текста, 55 рисунках и 11 таблицах.
Причины снижения эффективности холодного пуска дизеля
Пусковые характеристики холодного дизеля в условиях низких температур окружающего воздуха зависят конечно и от уровня этих температур, а при равных условиях - от конструктивных и эксплуатационных показателей дизеля: степени сжатия, фаз газообмена, параметров топливопо-дачи при пуске, момента сопротивления вращению вала дизеля, мощности пусковой системы, марок применяемых топ лив и масел и т. д. [10, 11, 12, 16,82,87].
Предельная температура надёжного пуска зависит от пусковых оборотов - частоты прокручивания коленчатого вала. Эта частота у холодного дизеля снижается, так как растёт сопротивление прокручиванию вала, снижается ёмкость аккумуляторных батарей. Снижаются давление и температура воздуха в цилиндре в конце сжатия [39]. В этих условиях возникают проблемы с самовоспламенением горючей смеси [26, 34, 38, 39, 94].
Средства предпусковой прокрутки вала должны обеспечивать достижение пусковой частоты [62, 82]. Пусковая частота определяет в данных условиях возможность достижения условий в цилиндре, при которых возможно появление самовоспламенения горючей пусковой смеси [1, 17, 28, 35, 66, 71, 80, 85, 92]. При холодном пуске растёт момент сопротивления вращению вала пусковым средством, уменьшается мощность пускового средства, а следовательно развиваемый им крутящий момент, из - за падения ёмкости аккумуляторных батарей. Ухудшаются возможности испарения топлива и в конечном итоге возникает необходимость в повышении пусковой частоты вращения, но не выше определённого для дизеля уровня. Этот уровень определяется не только давлением и температурой в цилиндре при прокрутке вала стартером. Но ещё и располагаемым временем на подготовку смеси к самовоспламенению. При слишком высокой частоте прокрутки вала начало сгорания смещается слишком далеко за ВМТ и в конце концов вспышки пропадают [30, 94, 98]. Слишком медленная прокрутка не обеспечивает достижения приемлемых рс и Тс из - за длительного теплоотвода и повышенных утечек заряда из камеры сгорания через неплотности ЦПГ.
Поэтому задача состоит в уменьшении момента сопротивления. В [10, 93] показано, что момент сопротивления вращению вала связан преж де всего с вязкостью и масла (Мс -An " -и ). Достижимая частота п прокрутки вала может быть повышена благодаря применению моторных масел с пологими вязкостно - температурными характеристиками [3, 20, 34, 35], благодаря применению более мощных электропусковых средств (ЭПС) и вообще пусковых средств, с помощью применения параллельно аккумуляторным батареям конденсаторов сверхвысокой энергоёмкости, применению параллельно с ЭПС различных накопителей кинетической энергии [28].
Применение импульсных конденсаторов сверхвысокой энергоёмкости в ЭПС двигателей имеет ряд преимуществ: увеличение частоты прокручивания коленчатого вала, снижение токовых нагрузок на аккумуляторные батареи, увеличение числа возможных попыток пусков, пуск прогретого двигателя без аккумуляторных батарей [16, 37]. Предложено параллельно с аккумуляторной системой установить электромеханический накопитель энергии в виде обратимой электрической машины, связанной с маховиком, выполненным в виде запасного колеса. Перед пуском разгоняют колесо - маховик. Затем включают аккумулятор и накопитель, переводя его в режим генератора. Это эффективнее, чем от конденсаторной батареи, колесо легче, чем маховик. В работе [74] предлагается использовать накопитель энергии для повышения эффективности неустановившихся режимов. Он же может быть использован и для пуска.
Пуск дизелей малой и средней мощности наиболее распространён раскруткой вала электростартером постоянного тока. Его недостаток — повышенные требования к ёмкости аккумуляторной батареи. Для дизель -генераторных установок предложен пуск путём перевода синхронного генератора в двигательный режим при питании от статического преобразователя частоты и напряжения. Некоторая неравномерность вращения вала при этом даже полезна, так как способствует повышению скорости нарастания давления в цилиндре и более успешному воспламенению [85].
В [4, 20, 93] отмечено, что вязкость масла является важнейшим фактором, влияющим на пуск двигателя при низких температурах. В соответствии с ГОСТ 20000-88 пуск должен произойти за 30 минут при - 30 С. Предлагают проводить разогрев масла и прокачку его по системе. Разогрев от - 24 до +50 С происходит за 7 минут. Затем осуществляется пуск.
Систематизация методов повышения эффективности пуска холодного дизеля при низких температурах
Автор ставит задачу совершенствования пусковых характеристик комплексным применением следующих методов: повышением качества горючей пусковой смеси, повышением воспламеняемости смеси, устранением неустойчивости пусков - разгонов и повышением температуры в процессе разгона после реализации первых циклов холодного пуска.
Достижение указанных эффектов предполагается реализацией следующей стратегии организации холодного пуска.
Повышением пусковой цикловой подачи топлива (но без изменения конструкции ТНВД), снижением вязкости топлива (но без применения системы разогрева топлива в баке, фильтре и линиях высокого и низкого давления), применением легко воспламеняющейся жидкости (ЛВЖ), (но без применения метода внешнего смесеобразования по ЛВЖ), а также регулированием интенсивности разгона после пуска (но без уменьшения цикловых подач топлива - т. е. методом отключения - включения цилиндров при полных подачах топлива в работающие цилиндры).
Итак, в работе для повышения пусковой подачи топлива использован метод повышения начального давления топлива (Р„ач) в ЛВД топливной системы. Снижение вязкости топлива достигается добавкой ЛВЖ к впрыскиваемому в цилиндры топливу, т.е. ввод ЛВЖ происходит путём организации внутреннего смесеобразования и без применения специальной форсунки для подачи ЛВЖ. А интенсивность разгона регулируется методом включения - выключения части цилиндров или циклов.
Таким образом, из всего многообразия приведённых методов автор выбирает для исследования и совершенствования выделенные позиции, которые перечислены ниже. Увеличение пусковой подачи топлива путём создания повышенного начального давления в линии высокого давления. Снижение вязкости подаваемого топлива добавкой к основному лёгких фракций (ЛВЖ). Повышение воспламеняемости горючей смеси добавкой в горючую смесь легковоспламеняющейся жидкости, причём, по принципу внутреннего смесеобразования, основанного на впрыскивании в цилиндр смеси двух топлив - дизельного и ЛВЖ, подаваемых штатной форсункой, т.е. без существенного изменения конструкции дизеля или его топливной аппаратуры. Регулирование интенсивности разгона после пуска путём отключения - включения части цилиндров или циклов при сохранении добавки ЛВЖ к дизельному топливу.
Таким образом, проблемой является не только создание надёжного пуска холодного дизеля, но и сохранение высоких динамических качеств без появления неустойчивости пуска.
При пусках из холодного состояния возможны явления неустойчивого пуска, который отличается от устойчивого необходимостью повторных попыток пуска. На рис. 2.4.1 показано, что после первых вспышек в цилиндрах дизель может заглохнуть и остановиться.
Это связано как с чрезвычайно низким тепловым состоянием двигателя перед пуском, с достаточно медленным прогревом двигателя после пуска, так и с эффектом чрезмерно быстрого разгона после пуска и объясняется следующим.
По мере разгона после первой вспышки в цилиндре происходит прогрев двигателя и период задержки воспламенения, выраженный в единицах времени (т,), постепенно снижается. Однако, при этом под влиянием растущей частоты вращения (п) задержка воспламенения, выраженная в градусах поворота коленчатого вала (# ,), возрастает. (Pi = 6-Xi-n. (2.4.1) В результате, начало сгорания смещается к ВМТ и за ВМТ вплоть до момента, когда из - за понижающихся температур в цилиндре (в процессе расширения) вспышки пропадают.
Стенд для исследования дизеля с системой подачи легковоспламеняющейся жидкости через клапан регулирования начального давления
Результаты исследования таких пусков дизеля 4411/12,5 проведены в морозильной камере НТЦ Минского моторного завода в условиях пониженных (-20 С) температур окружающей среды и без предварительной подготовки дизеля (без прогревов, без прокачки маслом и т. д, т. е. холодного дизеля). Часть испытаний на прогретом дизеле и на топливной аппаратуре проведены в лаборатории МГИУ, а также в лаборатории топливной аппаратуры РУДН.
Предпусковая прокрутка вала проводилась штатным пусковым средством - электрическим стартером с питанием от аккумуляторной батареи. Исследованный дизель был оснащён датчиками и соответствующими системами усиления, преобразования и регистрации сигналов. При пусках регистрировались осциллограммы изменения давление топлива в штуцере ТНВД (Р „), хода иглы форсунки (Zz„), положения рейки ТНВД (hp), а также индикаторные диаграммы (давление газов в первом цилиндре дизеля -Рг=/(ср)). Одновременно на ленте шлейфного осциллографа регистрировались верхняя мёртвая точка (ВМТ) первого цилиндра, углы поворота коленчатого вала {ср), а также текущее время {f) осуществления операции пуска - разгона (благодаря чему определялась текущая частота вращения вала дизеля — п). Схема стенда и его спецификация приведена на рис. 3.2.1.
При испытаниях особое внимание уделено измерениям температур в разных частях двигателя. Так датчик te регистрировал температуру воздуха вблизи впускного клапана четвёртого цилиндра. Датчики tM и t0XJ1. регистрировали температуры масла на входе в дизель и температуру охлаждающей жидкости. Датчик tos, применён для регистрации температуры отработавших газов на выходе из четвёртого цилиндра. Сигналы изменения температур регистрировались электронным пишущим потенциометром (ЭПП). На другой ЭПП выводился сигнал текущей частоты вращения (от тахогенератора).
Схема стенда для испытаний дизеля типа Д-240 (4411/12,5) в штатном исполнении и с системой регулирования начального давления путём ввода добавок ДТ через клапан РНД и отключения цилиндров или циклов: 1 - нагрузочный тормоз, 2 - весовая головка (измеритель Ме), 3, 4 - ёмкости для добавок ДТ и ЛВЖ, 5 - кран, 6 - клапан РНД (индивидуальный или совмещённый с элементом отключения цилиндров или циклов), 7 - кран включения - отключения добавки, 8 - форсунка, 9 - муфта связи дизеля с тормозом, 10 - ТНВД, 11 - подкачивающий насос, 12 - объёмный измеритель расхода дизельного топлива, 13 - бак с дизельным топливом, 14 - кран - переключатель, 15 - дифманометр измерителя расхода воздуха, 16 - мерная шайба измерителя расхода воздуха, 17 - ресивер, 18 - выхлопной коллектор, 19 — насос сажемера типа Бош, 20 - пробоотборник саже-мера, 21 - манометр давления в выпускном коллекторе, 22 - термометры масла, охлаждающей жидкости, воздуха на впуске и отработавших газов на выпуске, 23 - дизель, 24 - манометры масла и охлаждающей жидкости, - измеритель частоты вращения вала дизеля, 26 - датчик частоты вращения.
Стенд с насосом (ТНВД) выводится на заданный режим работы по частоте и положению рейки. Во время работы стенда проводится последовательность измерений цикловой подачи топлива объёмным методом с помощью мензурок. Умножением объёмной подачи на плотность топлива получаем массовую подачу. В данном случае проведено 24 измерения. Из них 2 значения являются случайными выбросами, так как отличаются от других на значительную величину. Так, в большинстве измерений величины подач колеблются от 80,6 до 84,2 мг, а в указанных "выбросах" они составляют 86,2 и 75,3 мг. Исключив указанные "выбросы", проводим анализ оставшихся двадцати двух значений подач. Т. е. число измерений п = 22, (номера измерений / от 1 до 22).
Очевидно, что 8Т в обоих методах одинаковы. (Пусть Jr=±0,5%). Абсолютная погрешность весового устройства равна ±0,1 г. При диапазоне измерения (навеска) 200 г дли =±0,05%. Абсолютная погрешность измерения объёма К (по мениску в мерной колбе) составляет ±0,1 см3. При мер-ной ёмкости в 200 см получаем, что еу=±0,05%. При измерении плотности денсиметром (точность его положения определяется также по мениску) Spz=Svz=±0,05%. То - есть очевидно, что 5G!il dG у, а именно: SGM =±(0,05+0,5)=±0,55%. (3.3.11) SG у =±(0,5+0,05+0,05)=±0,6%. (3.3.12)
В данном случае относительная погрешность определяется погрешностью измерения времени. Здесь нарушен предпочтительный принцип равных влияний погрешностей разных приборов (измерителей). В данном случае рекомендовано повысить точность измерения времени т и уменьшить используемые навески (массы) или объёмы измеряемого расхода. Например, для ускорения измерений достаточно взять навески в 100 г. (или 100 см ). Тогда St\(= Sy= ±0,1%, что мало влияет на общую точность измерения.
Обработка расходов добавки к дизельному топливу легко воспламеняющейся жидкости (ЛВЖ), подаваемой через клапан РИД (Gpild), проводится аналогичным образом. По аналогичной методике проведена обработка результатов исследования времени приёмистости повторных реализаций режимов разгонов.
Анализ внешних скоростных характеристик и динамических ВСХ при разных тепловых состояниях дизеля и разных методах пуска - разгона
На рис. 4.4.1 показано, что развиваемые дизелем крутящие моменты во всех случаях разгонов (кроме горячего разгона с подачей ЛВЖ через РНД) лежат ниже моментов внешней скоростной характеристики. п, 1/мин. Рис. 4.4.1. Динамические ВСХ дизеля Д-240 в горячем (Г) и холодном (X) состояниях при пусках с подачей ЛВЖ на всасывании (ее) и последующих разгонах, и вводе ЛВЖ через РНД (рнд) и сравнение их с ВСХ штатного дизеля (Me шт.): МеГ разг. - вращающий (крутящий) момент горячего дизеля после обычного пуска и разгона, МеХ ее. - вращающий момент дизеля в холодном пуске после ввода ЛВЖ на всасывании; Me Грнд. и МеХ рнд - соответственно моменты при разгонах горячего и холодного дизеля с подачей ЛВЖ через РНД; (во всех случаях разгонов и ВСХ рейка ТНВД имеет положение 100%).
При этом по мере приближения к номинальной частоте вращения происходит всё большее сближение моментов ДВСХ и ВСХ. Пониженные значения моментов при разгонах (т. е. при неустановившихся режимах — НУР) объясняются особенностями рабочих процессов при НУР, а именно. Разгон холодного дизеля после пуска с вводом ЛВЖ на всасывании (МеХ ее) протекает в условиях низких температур дизеля, стенок цилиндров, масла, топлива и т. д., что повышает собственные механические потери. Кроме того, в этом случае очевидно происходят переходные процессы изменения начального давления, приводящие к некоторому дефициту топливоснабжения. Несомненно также отрицательное влияние повышенных задержек воспламенения, а также повышенного теплоотвода от рабочего тела в процессах тактов расширения. Холодному дизелю, несмотря на достижение номинальной частоты, потребуется некоторое время на прогрев до уровня, близкого к уровню установившихся режимов ВСХ, чтобы момент стабилизировался на уровне номинального значения.
Потеря эффективности в зоне низких оборотов для случая разгона горячего дизеля (МеГ разг.) связана очевидно с наличием переходных процессов в топливной аппаратуре, в системе воздухоснабжения, с отставанием теплового состояния двигателя от уровня теплового состояния при установившихся режимах (УР) ВСХ. Разгоны МеГрнд и МеХрид протекают не только после пуска с вводом ЛВЖ через РНД, но и во время процессов разгонов. Поэтому эффективность дизеля в горячем разгоне даже превышает эффективность дизеля, работающего по ВСХ. Это связано прежде всего с повышением цикловых подач топлива, благодаря вводу ЛВЖ через РНД. Ввод ЛВЖ через РНД стабилизирует топливоподачи, исключает появление переходных процессов в ЛВД топливной системы.
На эффективность развиваемых моментов при пусках - разгонах холодного дизеля с вводом ЛВЖ через РНД (МеХ. ряд) влияет прежде всего низкое тепловое состояние двигателя. Ввод ЛВЖ не только устраняет пе реходные процессы в топливной системе, не только повышает производительность топливоподач, но и уменьшает задержки воспламенения. Повышенная эффективность приводит к более высокому ускорению разгона дизеля. В результате дизель в этом случае быстрее достигает той же частоты вращения, на что тратится меньше времени, а следовательно дизель к этому моменту прогревается в меньшей степени. Это отрицательно сказывается на развиваемом моменте (МеХ. рнд), который всё же остаётся выше, чем крутящие моменты холодного дизеля в разгоне после пуска с вводом ЛВЖ на всасывании (МеХее).
(Под сходственными понимаются значения, полученные при одинаковых частотах вращения и положениях рейки ТНВД). Видно, что в области низких частот вращения, в связи с кратковременностью процесса прогрева, холодные дизели имеют существенные потери эффективности, достигающие 2,5 - 2,0. По мере прогрева дизеля отклонения моментов от их значений в сходственных циклах ВСХ снижаются. Холодному дизелю требуется некоторое дополнительное время работы на номинальной частоте до прогрева и выхода момента на уровень номинального значения. Холодный дизель с вводом ЛВЖ через РНД, несмотря на то, что он разгоняется быстрее, чем холодный с вводом ЛВЖ на всасывании, выходит по эффективности на уровень номинальных значений моментов. Следовательно он может принять полную нагрузку значительно раньше.
