Методика проведения третьего этапа экспериментального исследования

В ходе третьего этапа экспериментального исследования, прежде всего, оценивалась эффективность работы системы стабилизации температуры наддувочного воздуха в условиях неустановившихся нагрузочного и скоростного режимов. Режимные условия соответствовали эксплуатации грузового автомобиля в городе (рис. 43) [141], где цифры в квадратах без скобок указывают процент времени работы на данном режиме, в скобках курсивом - порядковый номер режима в процессе стендовых испытаний.

Продолжительность работы на каждом режиме определяли из соотношения - 1 % = 30 с.

Результаты проведенного пересчета процентов в секунды показаны на гистограмме (рис. 44). Совокупность 23 режимов, представленных на рис. 44, составляла один цикл испытаний продолжительностью практически 50 мин.

Испытания производилась при работе дизеля в двух сериях испытаний, каждая из которых включала три последовательных цикла. В одной серии исследовалась работа дизеля ЯМЗ-8424 при работе в штатной комплектации, во второй - с опытным образцом системы стабилизации температуры наддувочного воздуха с вихревым аппаратом.

- -

-

10,2 (2)

  • 13,2
  • (15)
  • 9,2
  • (И)
  • 4,9
  • (6)
  • 2,1
  • (22)

— -

  • 6,8
  • (7)

10,9 (9)

  • 5,3
  • (13)
  • 1,7
  • (17)
  • 0,2
  • (16)
  • 0,1
  • (23)

4,6

" (12)

  • 4,1
  • (18)
  • 8,3
  • (20)
  • 4,9
  • (10)
  • 1,3
  • (19)
  • 0,1
  • (4)

-

0,5

" (1)

  • 0,6
  • (8)
  • 4,5
  • (5)
  • 5,2
  • (8)
  • 0,9
  • (21)
  • 0,4
  • (14)

-

__________1___________

___________1___________

____________1_____________

____________1_____________

___________1___________

___________1___________

___________1__________

0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 п/пн

Рис. 43. Режимы работы двигателя грузового автомобиля в условиях городской эксплуатации

Распределение времени работы дизеля ЯМЗ-8424 на переменных режимах в течение одного цикла

Рис. 44. Распределение времени работы дизеля ЯМЗ-8424 на переменных режимах в течение одного цикла

Для оценки эффективности охлаждения наддувочного воздуха в охладителе поверхностного типа в настоящее время типа используют следующие показатели [46, 51].

  • 1. Термический КПД (г|т=ДТх/(Ткж), где ДТХ - разница температур на входе и выходе из охладителя наддувочного воздуха, Тк - температура наддувочного воздуха на входе в охладителе наддувочного воздуха, Тж - температура охлаждающей жидкости на входе в охладитель наддувочного воздуха) характеризующий отношение действительного количества теплоты, переданной наддувочным воздухом охлаждающей жидкости, к тому максимально возможному количеству теплоты, которое могло быть отдано воздухом при охлаждении его до температуры охлаждающей воды на входе в охладитель (т. е. степень отвода тепла к охлаждающему агенту).
  • 2. Гидравлический КПД (г|г= (рк-Дрх)/рк, где рк - давление наддувочного воздуха на входе в охладителе наддувочного воздуха, Дрх разница давлений на входе и выходе из охладителя наддувочного воздуха), характеризующий аэродинамические качества охладителя.
  • 3. Энергетический КПД (r|3=Ne/(Ne-Narp), где Narp - мощность, затрачиваемая на привод агрегатов, обеспечивающих перемещение рабочих тел в охладителе наддувочного воздуха.
  • 4. УСЛОВНЫЙ Суммарный Коэффициент эффеКТИВНОСТИ е=Г|т’Г|г’Г|э.
  • 5. Критерий интенсивности теплообмена (критерий Банзена) -0 =ДТх/8Тх, где 8Тх - среднелогарифмическая разность температур, вычисленная по начальным и конечным температурам воздуха и охлаждающей жидкости в охладителе условно, как для противотока. Величина 0 характеризует падение температуры воздуха на каждый градус среднетемпературного напора в охладителе.
  • 6. Степень повышения плотности наддувочного воздуха - р = Тк(рк-Дрх)/рк(Тк-ДТх) = т|г ТК/(ТК-ДТХ), которая позволяет оценить эффект охлаждения наддувочного воздуха.

Использовать для сравнительной оценки штатного охладителя наддувочного воздуха и системы стабилизации температуры наддувочного воздуха с использованием вихревой трубы (в дальнейшем системы с вихревой трубой) все приведенные показатели нельзя.

В связи с отсутствием охлаждающей жидкости в системе с вихревой трубой теряют смысл: термический КПД, энергетический КПД, условный суммарный коэффициент эффективности и критерий интенсивности теплообмена.

В рассматриваемом в монографии варианте воздействия на температуру наддувочного воздуха перед его попаданием в цилиндры двигателя, на наш взгляд, не имеет смысла использовать и оставшиеся из приведенных выше характеристик.

Дело в том, что конечной целью воздействия на температуру наддувочного воздуха является не максимальное увеличение плотности заряда, а обеспечение ее целесообразного уровня, с точки зрения компромисса между улучшением мощностных и экономических параметров, снижением тепловой нагруженное™ и дымности (токсичности) отработавших газов, имеющими место при повышении плотности наддувочного воздуха, и происходящим при этом росте механических нагрузок на детали кривошипно-шатунного механизма.

Исходя из этого, логично для оценки эффективности систем, предназначенных для изменения температуры наддувочного воздуха перед его поступлением в цилиндры двигателя ввести новый показатель - коэффициент стабилизации температуры наддувочного воздуха.

Этот коэффициент показывает степень отклонения фактической температуры наддувочного воздуха перед впускными органами от ее целесообразного значения и определяется по формуле:

где Т>- фактическая температура воздуха, поступающего в цилиндры;

Тц - целесообразное значение температуры свежего заряда.

Как дополнительная характеристика, позволяющая составить более полное представление о системе изменения температуры наддувочного воздуха (но не говорящие об эффективности выполнения ею основной функции - обеспечения целесообразного значения температуры, а значит и плотности свежего заряда в момент его поступления в цилиндры двигателя) может быть использована степень повышения плотности наддувочного воздуха.

Методика проведения четвертого этапа экспериментального исследования

В ходе четвертого этапа экспериментального исследования проводилась оценка возможности стабилизации температуры наддувочного воздуха на требуемом уровне при работе дизеля ЯМЗ-8424 на режиме малой нагрузки.

Испытания проводили двумя сериями. В первой двигатель был оборудован штатным охладителем наддувочного воздуха. Затем его заменяли на систему стабилизации температуры наддувочного воздуха с вихревым аппаратом и повторяли эксперимент на том же скоростном и нагрузочном режиме.

Для оценки эффективности изменения температуры наддувочного воздуха после его прохождения в первом случае через штатный охладитель наддувочного воздуха, во втором - через систему стабилизации температуры наддувочного воздуха с вихревым аппаратом использовали степень отклонения фактической температуры наддувочного воздуха перед впускными органами от ее целесообразного значения.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >