Показатели качества пусковых процессов дизеля

Существенное влияние на оптимальное для пуска значение nобог оказывает также вязкостно-температурная характеристика масла. Оптимальное для пуска значение nобог увеличивается из-за дополнительного сопротивления разгону коленчатого вала дизеля, создаваемого при использовании в дизеле моторного масла, имеющего высокую вязкость при низких температурах.

Для обеспечения пуска при отрицательных температурах в конструкцию дизелей вводят электрофакельные устройства (ЭФУ) и приборы для подачи в цилиндры двигателя легковоспламеняющей жидкости (ЛВЖ).

Характерная осциллограмма первых циклов разгона при пуске с использованием ЭФУ и ЛВЖ, снятая при температуре -20оС, приведена на рис.5.5.

Рис.5.5. Осциллограмма первых циклов разгона дизеля при пуске с использованием ЭФУ и ЛВЖ. Температура -20оС, n=109 мин-1:1,2,3,4 — давление в первом, втором третьем и четвертом цилиндрах соответственно; 5 — частота вращения коленчатого вала дизеля

Как видно из осциллограммы, при этой температуре условия для начала сгорания топлива создаются после 15-ти и более циклов сжатия в одном цилиндре. При n=109 мин -1 четыре первые вспышки в третьем, четвертом, втором и первом цилиндрах разогнали коленчатый вал со 101 до 232 мин -1. Увеличение скорости воздуха во впускном коллекторе приводит к уменьшению подогрева воздушного заряда цилиндра и сопровождается пропуском вспышек в последующих циклах с уменьшением частоты вращения до 128 мин -1. Со снижением частоты вращения подогрев воздуха, поступающего в цилиндры, увеличивается, и процесс повторяется при более высоких значениях частоты вращения. В результате пуск дизеля осуществляется за 200 и более циклов.

Максимальное давление сгорание Pz1 ВСП = 5,7 МПа, жесткость сгорания dP/dj = 0,76 МПа/град, у второй вспышки Pz2 ВСП = 6,5 МПа, dP/dj =0,84 МПа/град. По мере разгона дизеля Pz увеличивается до 8 .9,5 МПа, а перед выходом дизеля на режим самостоятельной работы достигает 10,5 . 11 МПа.

Использование ЭФУ и ЛВЖ при оптимальных регулировочных параметрах позволило снизить Tmin дизеля 4Ч 11/12,5 до температуры минус 25°С. Пуск в этих условиях обеспечивается за 35 .40с при n>150 . 160 мин -1.

Значения n, требуемые для осуществления пуска в этих условиях, обеспечиваются только при использовании системы пуска номинальным напряжением 24В. Однако характер протекания рабочего процесса при температуре минус 25°С свидетельствует о граничных условиях применения этих устройств при этой температуре.

Для обеспечения пуска при температурах ниже минус 20°С наиболее эффективным является использование подогревателей топлива [69-71]. На рис 5.6 приведена осциллограмма первых циклов разгона дизеля при температуре минус 20°С.

Рис.5.6. Осциллограмма первых циклов разгона дизеля при пуске с использованием подогревателей дизельного топлива. Температура -20оС, n=109 мин-1: 1,2,3,4 — давление в первом, втором третьем и четвертом цилиндрах соответственно; 5 — частота вращения коленчатого вала дизеля

Как следует из приведенной на рис 5.6 осциллограммы первых циклов разгона дизеля при температуре минус 20°С, при пуске с использованием подогревателей топлива, установленных в топливной системе дизеля, процесс сгорания начинается уже на втором цикле сжатия одного из цилиндров, а остальные цилиндры включаются в работу достаточно равномерно в следующих после первой вспышки циклах, что обеспечивает уверенный и быстрый разгон коленчатого вала. Поэтому анализ влияния различных факторов на протекание рабочего процесса при использовании подогревателей топлива целесообразно проводить по параметрам второго рабочего процесса. При n=106 мин-1 четыре первых вспышки в первом, третьем, четвертом и втором цилиндрах обеспечили разгон дизеля до 480 мин-1, еще через два цикла частота вращения составила 546 мин -1.

Пуск дизеля при использовании подогревателей топлива осуществляется за 25 .35 циклов. В этом случае Pz1 ВСП = 3,3 МПа, dP/dj =0,43 МПа/град, у второй вспышки Pz2 ВСП = 5,3 МПа, dP/dj =0,7 МПа/град. По мере разгона дизеля Pz увеличивается до 9 . 11 МПа, достигая в отдельных циклах перед выходом дизеля на режим самостоятельной работы 11,5 . 12,5 МПа.

Сравнение рабочего процесса при использовании подогревателей топлива с процессом при пуске с ЛВЖ и ЭФУ показывает значительно большую эффективность первых как по условиям возникновения первой вспышки, так и по развитию процесса сгорания при разгоне коленчатого вала. При этом некоторое увеличение нагрузок на детали в сравнении с пуском при ЭФУ и ЛВЖ отмечается только при выходе на режим самостоятельной работы, а на первых рабочих циклах пуска Pz и dP/dj практически одинаковы.