ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ ТРАКТОРА Т-130 ПРИ РАБОТЕ НА ВСПАШКЕ

В реальных условиях эксплуатации изменение показателей двигателя вызывается непрерывным колебанием момента сопротивления и скоростного режима двигателя, что оказывает влияние на протекание процессов в системах двигателя .

С целью получения экспериментальных данных об изменении показателей двигателя при неустановившейся нагрузке в условиях сельскохозяйственной эксплуатации были проведены опыты на вспашке почвы трактором Т-130 при различных скоростях и глубинах обработки с непрерывным осциллографированием следующих параметров: числа оборотов двигателя пД1!, крутящего момента Мк, числа оборотов ротора турбокомпрессора пт.„р, расхода топлива GT, расхода воздуха GB, давления наддува АРК.

На рис. 1 приводится пример изменения мгновенных значений момента сопротивления Мс и мощности Ne двигателя Д-130 при выполнении трактором вспашки на IV передаче.

Как видно из рисунка, изменение момента сопротивления имеет вероятностный характер, что вызывает возможность применения статических методов при анализе изменения показателей двигателя.

Переменный момент сопротивления оказывает влияние не только на систему топливоподачи, но и вызывает существенные изменения в системе газотурбинного наддува, приводит к нарушению взаимосвязи параметров двигателя, турбокомпрессора и и регулятора с топливным насосом. Неустановившийся режим работы двигателя вызывает колебания пт.кр, GB, АРК коэффициента наполнения, плотности поступающего заряда воздуха, качества смеси, которые отражаются на его мощности и экономичности.

На рис. 2 и рис. 3 приводятся результаты исследования при работе трактора на II и IV передачах за период времени, равный соответственно 3,5 и 8,5 сек.

Неустановившийся характер нагрузки вызывает значительное колебание мгновенных значений показателей двигателя (Мк, GT. Пткр, АР к ). Средние величины, полученные обработкой мгновенных значений указанных показателей двигателя, при всех видах загрузки расположены ниже соответствующих режимов по статическим внешним характеристикам. При выходе двигателя на регуляторную ветвь наблюдаются «забросы» цикловой подачи топлива, оборотов ротора турбокомпрессора, вследствие инерционности ротора и отставания реакции регулятора от изменения момента сопротивления двигателя.

При вспашке на II и IV передачах за указанный период времени происходит смещение среднего числа оборотов двигателя в область перегрузки двигателя соответственно до 1065 и 1025 об/мин .

Значительное смещение пдв обусловлено пологим протеканием динамической характеристики крутящего момента двигателя, которая не обеспечивает необходимое резервирование крутящего момента. По данным исследования (2) для пахотного агрегата коэффициент запаса крутящего момента должен быть не менее 15—18%. Кроме того, неустановившийся режим ухудшает динамические показатели двигателя. Для IV передачи (рис. 1 и рис. 3) на указанном скоростном режиме двигателя происходит снижение М* с 95 до 87 кгм, Ne со 140 до 124 л. е., что составляет в среднем на 8—12%.

Это снижение определяется характером работы систем топливо- и воздухоподачи и в какой-то мере протеканием процесса сгорания при неустановившейся нагрузке.

Анализ неустановившегося режима работы двигателя показал, что при всех видах загрузки часовой расход топлива, часовой расход воздуха ниже соответствующих режимов при статической нагрузке. Однако качество рабочей смеси, характеризуемое коэффициентом избытка воздуха а, ухудшается незначительно лишь на высоких оборотах. На IV передаче часовой расход топлива и воздуха снизились на 4—5%.

Следствием снижения часового расхода топлива, а также инерционности ротора турбокомпрессора при неустановившейся нагрузке на испытанных режимах наблюдается существенное снижение его угловой скорости, что приводит к снижению давления наддува, плотности заряда, расхода воздуха и коэффициента наполнения двигателя.

В результате суммарного влияния всех указанных факторов средние значения крутящего момента и мощности двигателя при неустановившейся нагрузке в основном остаются ниже, чем при статической нагрузке.

Относительное уменьшение мощности и крутящего момента двигателя по сравнению со снижением расхода топлива и воздуха проявляется в большей степени. Рост относительного снижения мощности, по всей вероятности, происходит по причинам ухудшения индикаторных показателей и увеличения механических потерь при неустановившемся режиме двигателя.

Выводы

1. Неустановившийся характер нагрузки приводит к падения крутящего момента и мощности двигателя Д-130.

2. Работа двигателя Д-130 при неустановившейся нагрузке в условиях сельскохозяйственной эксплуатации происходит со значительным смещением среднего числа оборотов в область перегрузки двигателя.

3. Основной причиной снижения динамических показателей двигателя Д-130 является уменьшение расхода топлива и воздуха.

4. Процесс сгорания происходит при относительно небольших изменениях коэффициента избытка воздуха.