Повышение экономичности путем оптимизации регулировочных характеристик топливной аппаратуры

Снижение потребления энергии при эксплуатации дизеля.

Параметры, определяющие начало, конец и продолжительность подачи топлива насосом и форсункой, являются параметрами качественного регулирования топливной аппаратуры. Эти параметры при прочих равных условиях влияют на характер развития процесса сгорания. На рис. 11, а показаны два случая распределения фазы подачи топлива , относительно верхней мертвой точки (ВМТ).

В первом случае основная доля фазы располагается до ВМТ, во втором за ВМТ (). Большое опережение подачи топлива приводит к развитию процесса сгорания до ВМТ, на ходе сжатия, когда объем цилиндра уменьшается; малое опережение переносит процесс сгорания за ВМТ, на ход расширения, когда объем цилиндра увеличивается.

При неизменной цилиндровой подаче топлива ( для разных углов опережения резко меняется вид осциллограмм (рис.11,б) и индикаторных диаграмм (рис.11, в) на участке сгорания CZ.

Рис. 11 Схемы распределения фаз подачи топлива, осциллограмма и индикаторная диаграмма

При большом опережении (угол ) происходит значительный скачок давления , цикл становится более динамичным.

Из термодинамики известно, что в теоретическом цикле с повышением степени повышения давления увеличивается КПД цикла, но при этом, растут динамические показатели, а с повышением степени предварительного расширения уменьшаются и экономические и динамические показатели цикла. Таким образом, при неизменной мощности двигателя повышение угла опережения подачи топлива увеличивает его КПД, одновременно возрастают показатели механической напряженности (.

Практика эксплуатации и доводки судовых дизелей на заводских стендах подтвердили достоверность такого вывода, однако возникает вопрос: до каких значений следует увеличивать угол опережения с целью достижения большей экономичности? Ответ в каждом конкретном случае дает только эксперимент. Поэтому дизелестроительные заводы в процессе доводки головного образца дизеля на стенде снимают регулировочные характеристики, показывающие, как зависят параметры рабочего цикла от угла опережения . Продолжительность фазы подачи топлива и частота вращения вала n при этом постоянны.

На рис. 12 представлены зависимости параметров работы двигателя от . С увеличением угла опережения максимальное давление сгорания все время растет, так как все большая доля топлива поступает в цилиндр в процессе сжатия. Температура выпускных газов, при этом, падает, поскольку снижаются параметры конца расширения и t .

Рис. 12. Параметры при работе двигателя по регулировочной характеристике.

Удельный расход топлива снижается только до определенного предела (g ). Объясняется это тем, что при слишком больших углах опережения подачи топлива плотность и температура воздуха в цилиндре еще недостаточны для обеспечения требуемых условий протекания начальных стадий процесса самовоспламенения топлива, отдельные капли топлива могут попасть на стенки цилиндра, отчего их сгорание будет неполным (коксование).

Таким образом, для каждого дизеля существует свой оптимальный регулировочный режим, соответствующий минимальному удельному расходу топлива . Параметры, соответствующие этому режиму, заносятся в техническую документацию и в процессе эксплуатации поддерживаются настройкой номинального угла опережения и активного хода плунжера hан.

Однако, индикаторные параметры работы двигателя , а также показатели механической и тепловой напряженности могут значительно ухудшаться вследствие отрицательного воздействия многих эксплуатационных факторов, среди которых главными являются ухудшение атмосферных условий, увеличение сопротивления движению судна, применение низкосортных топлив. В таких случаях заводское регулирование топливной аппаратуры уже не будет оптимальным, а изменить его соответственно конкретным эксплуатационным условиям при обычной конструкции топливной аппаратуры практически нельзя.

Для обеспечения оптимальной настройки топливной аппаратуры в настоящее время широко внедряются электронные системы управления.

Дата добавления: 2015-06-27