Исследование неравномерности наполнения цилиндров двигателя свежим зарядом

Объектом исследования является система газообмена шестицилиндрового дизеля.
Цель работы – исследование неравномерности наполнения 6-цилиндрового двигателя с последующим улучшением газообмена.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- Исследована неравномерность воздухоснабжения по цилиндрам дизеля 6ЧН 15/18;
- Исследована неравномерность воздухоснабжения по цилиндрам на стендах статической и динамической продувки;
- Проведен анализ влияния на неравномерность воздухоснабжения конструктивных особенностей системы газообмена;
- Проведен анализ влияния неравномерности воздухоснабжения на показатели двигателя с использованием программы ДИЗЕЛЬ-РК.

Задачи:
1. Проанализировать основные факторы, влияющие на наполнение цилиндров свежим зарядом, а также проанализировать экспериментальные методы.
2. Привести исследования неравномерности воздухоснабжения на экспериментальных установках.

Анализ основных факторов, влияющих на наполнение двигателя свежим зарядом.

Рисунок 1.2 – Схема работы V-образных двигателей
а – восьмицилиндрового, б – шестицилиндрового

Экспериментальные методы исследования наполнения цилиндров свежим зарядом
Для определения неравномерности наполнения цилиндров двигателя был принят:
- способ определения неравномерности наполнения по давлению конца сжатия в цилиндре. Однако для этого необходимо знать зависимость давления конца сжатия от расхода воздуха, либо определять неравномерность в относительных единицах. На величину давления сжатия будет оказывать также различие в степени сжатия по цилиндрам.

Экспериментальная установка статической продувки системы газообмена
Рисунок 1.3 – Стенд статической продувки
1 – объемный нагнетатель РУТс, 2 – регулировочная заслонка, 3,6,7 – ресиверы, 4 – объемный счетчик газа, 5 – задвижка, 8 – регулировочный винт, 9 – индикатор подъема клапана.

Экспериментальная установка динамической продувки
системы газообмена.
Рисунок 1.4 – Стенд динамической продувки
1 – ресивер, 2 – электродвигатель, 3 – масляный насос, 4 – масляный фильтр, 5 – масляный бак, 6 – опорная плита, 7 – головка цилиндров, 8 – маховик, 9 – подшипниковый узел, 10 – электродвигатель, 11 – рама электродвигателя, 12 – коллектор впуска, 13 – коллектор выпуска, 14 – патрубок отвода воздуха.

Уточнение граничных условий и усовершенствование
системы газообмена на безмоторных стендах
Рисунок 1.5 – Коллектор впуска
Рисунок 1.6 – Распределение расхода воздуха по цилиндрам дизеля 6ЧН 15/18 при различных скоростных режимах

Рисунок 1.7 – Изменение эффективного проходного сечения по длине коллектора
____________ серийный коллектор
— — — — — коллектор со средним подводом
Рисунок 1.8 – Изменение эквивалентного эффективного проходного сечения по длине серийного коллектора (серийная головка)
Рисунок 1.9 – Распределение расхода воздуха по цилиндрам на стенде динамической продувки

Исследование возможности усовершенствования
неравномерности наполнения цилиндров двигателя
на математической модели ДИЗЕЛЬ-РК
Рисунок 1.10 – Основные геометрические размеры цилиндра
Рисунок 1.11– Форма камеры сгорания

Рисунок 1.12 – Ориентация топливных струй в камере сгорания
Рисунок 1.13 – Режим работы

Таблица 1.14 – Изменяемые параметры и полученные результаты

Рисунок 1.15 – Зависимость эффективной мощности
Рисунок 1.16 – Зависимость эффективного кпд
Ne, кВт
Эффект.КПД

Q, кг/с
Индикаторный КПД
Рисунок 1.17 – Зависимость индикаторного кпд
Рисунок 1.18 – Изменение расхода воздуха

Рисунок 1.19 – Изменение удельного эффективного расхода топлива
Рисунок 1.20 – Изменение коэффициента избытка воздуха
be, кг/кВт*ч
Коэф-т избытка воздуха