Снижение частоты вращения (см. рис. 3) приводит к уменьшению среднего значения коэффициента теплоотдачи за цикл ((т ср. цикл) - в 1,53 раза. Уменьшается также результирующая по теплообмену температура Трез. Несмотря на отмеченные уменьшения параметров, влияющих на теплоперенос от заряда, существенно увеличиваются абсолютная и относительная потери теплоты (на ? 40%), вследствие превалирующего влияния увеличения продолжительности теплообмена. Повышение относительных потерь теплоты с 18,17 до 25,3% и увеличение потерь, связанных с несвоевременностью тепловыделения (уменьшение степени последующего расширения) являются причинами снижения КПД цикла на 4,4%. Именно вследствие влияния повышения потерь теплоты в среду охлаждения (Qw) оптимальный по экономичности угол опе-

режения воспламенения ((о.в.) уменьшается с падением частоты вращения от 2000 мин-1 до 1000 мин-1 на 17о, несмотря на увеличение длительности тепловыделения ((z) на 12о по углу поворота коленчатого вала. Малому снижению КПД способствует уменьшение степени диссоциации по мере снижения частоты вращения и запаздывания момента воспламенения. При n=1000 мин-1 максималь-ная термодинамическая температура заряда (Tz) оказывается ниже 2400К и влияние диссоциации прекращается. Максимальное значение давления (Рz) и температуры (Tz) цикла снижаются при уменьше-

нии частоты вращения.

Рис. 3. Зависимость показателей цикла газового двига- Тепловой поток через де-

теля без наддува от частоты вращения тали двигателя уменьша-

ется как следствие сниже-

ний интенсивности теплоотдачи и результирующей по теплообмену темпе -

ратуры (Трез).

На рис.4. показаны зависимости ряда параметров, характеризующих цикл, от

угла опережения воспламенения. Обращает внимание малая зависимость КПД и

среднего давления цикла от опереже-ния момента нача-ла воспламенения относительно ВМТ. Связано это с увеличением влияния степени диссоциации.

Соответствующее наблюдение было использовано при разработке алго-

Рис.4. Зависимость показателей газового двигателя без над- ритма управления

дува от угла опережения воспламенения (n=2200 мин-1, моментом зажига-

?=12,9, ?=1,0, полный дроссель) ния микропроцесс-

сорной системы.

Применение поздних углов зажигания позволило заметно снизить выбросы оксидов азота при небольшой потере в экономичности.

Третья глава посвящена описанию объектов испытаний, экспериментальной установке и методике проведения эксперимента. Испытания проводились на различных нагрузочных и скоростных режимах работы двигателей. При монтаже экспериментальной установки и проведении стендовых испытаний учитывались требования ГОСТ 14846-81, ГОСТ Р 41.49-99, ГОСТ Р 41.49-2003. Отбор проб для определения концентраций вредных веществ в отработавших газах осуществлялся газоанализаторами с соблюдением требований инструкции по их эксплуатации. При проведении испытаний по 13-ти ступенчатым циклам режим работы двигателя величины удельных концентраций вредных веществ в отработавших газах определялись по методикам, изложенным в Правилах ЕЭК ООН N 49 (49-02, 49-03, 49-04).

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований газового двигателя без наддува.

Проведение дорожных испытаний газового двигателя на автобусе ЛиАЗ-5256 с гидромеханической коробкой передач выявило необходимость использования системы поддержания стабильной заданной минимальной частоты вращения холостого хода и устройства ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала. В систему питания был введен клапан байпасного канала и разработан алгоритм управления клапаном. Управление клапаном и устройством ограничения максимальных оборотов осуществляет доработанный микропроцессорный блок управления углом опережения зажигания.

Опыты, проведенные на газовом двигателе без наддува с внешним смесеобразованием и эжекционной подачей газа, показали, что для обеспечения номинальной мощности базового дизеля коэффициент избытка воздуха должен быть уменьшен до (=1,15, а на режиме максимального крутящего момента - до (=1,05. Это имело следствием значительное увеличение содержания NOx в отработавших газах (табл.1) и оказалось причиною невозможности выполнения регламентированных

Таблица 1

Показатели базового дизеля без наддува и его газовой модификации

№ п/п Наименование параметра и единицы измерения Базовый

дизель Газовый двигатель Газовый двигатель

1 Степень сжатия 16,5 13 13

2 Коэффициент избытка воздуха при работе на режиме максимального крутящего момента - 1,475 1,05

3 Максимальное значение крутящего момента, Н*м 700 500 700

4 Частота вращения, при которой достигается максимальное значение крутящего момента, мин-1 1500 1400 1400

5 Коэффициент избытка воздуха при работе на номинальном режиме 1,55 1,51 1,15

6 Номинальная мощность, кВт 143 100 143

7 Номинальная частота вращения, мин-1 2200 2200 2200

8 Концентрация NOx в отработавших газах на режиме максимального крутящего момента, млн-1 - 180 3200

норм по токсичности без использования определенных мер.

?l???F????#?

?l?F????#?

?l?F????#?

?l?F????#?

????9?ћ

?l?F????#?