Delist.ru

Разработка методики оценки моющих свойств автомобильных бензинов (19.09.2008)

Автор: Извеков Денис Викторович

Влияние каждого из этих факторов рассматривается отдельно – частоты вращения коленчатого вала при постоянной нагрузке и наоборот.

Влияние скоростного режима работы двигателя проверялось в диапазоне частот вращения коленчатого вала от 900 до 3000 мин-1, а влияние нагрузочного режима в диапазоне от 0 до 20 Нм в течение 3 часов испытаний на двигателе ВАЗ 11113.

Влияние нагрузки на образование отложений при различных частотах вращения приведено на рис.1.

Рассматривая результаты испытаний, видно, что с ростом частоты вращения и нагрузки интенсивность образования отложений в камере сгорания уменьшается.

Это объясняется повышением температуры стенок камеры сгорания, что ведет к уменьшению зоны существования отложений в камере сгорания, вследствие его выгорания, а, следовательно, и к уменьшению его количества.

При работе двигателя на режимах с частотой вращения выше 3000 мин-1 и нагрузками выше 20,0 Нм нагарообразование в камере сгорания резко снижается и количество нагара, откладывающегося в камере сгорания за относительно небольшое время испытаний, недостаточно по абсолютной величине для дифференциации бензинов.

Для поиска и обоснования оптимальных режимов испытаний по оценке склонности бензинов к образованию отложений проведен анализ имеющихся данных с использованием математического планирования эксперимента по методу Бокса-Уилсона. Этот метод позволяет получать статические модели процессов, используя факторное планирование и регрессивный анализ.

. Затем выполнена серия испытаний при различных частотах вращения коленчатого вала двигателя и нагрузках. Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Таблица 1

Количество отложений в камере сгорания в зависимости от режима работы двигателя

– частота вращения, мин-1;

Z1, Z2 – коэффициенты для упрощения расчетов.

Уравнение модели при двухфакторном эксперименте записывается следующим образом:

– коэффициенты регрессии.

Результаты сравнения экспериментальных данных с расчетом по модели (проверка адекватности модели) представлены в табл. 2.

Таблица 2

Проверка адекватности модели

147,7 102,5 57,3 121,5 76,3 31,1 95,3 50,1 4,9

????????????

????????????

????????

, полученная из суммы квадратов отклонений результатов от расчета по модели – это оценки одной и той же дисперсии. Такая гипотеза проверяется по критерию Фишера:

– результат j-того опыта;

в условиях j-того опыта с использованием оценок коэффициентов модели;

n – число экспериментальных точек;

m – число значимых коэффициентов модели.

меньше 1, то модель признается адекватной, т.е. отклонение экспериментальных значений от расчетов по модели можно приписать только случайным погрешностям измерений.

В нашем случае число опытов – 9, число значимых коэффициентов модели – 3, число степеней свободы для вычисления дисперсии адекватности – 6, поделив на 6 сумму элементов последней строки табл. 2, получаем:

имеем:

Проведенные расчеты показывают, что разработанная модель адекватна, следовательно, режимы испытаний для разрабатываемого метода оценки склонности бензинов к образованию отложений должны находиться в интервалах по частоте вращения коленчатого вала 900-3000 мин-1 и по нагрузке 0-20,0 Нм.

Также был изучен процесс образования отложений на впускных клапанах на режиме 2000 мин-1 и нагрузке 10,0 Нм с замером количества отложений через 20, 40 и 60 часов испытаний.

Было отмечено, что интенсивность накопления отложений при испытании товарных бензинов находились на уровне 6-8 мг/ч.

При проведении длительных испытаний выявлено, что процесс накопления отложений на впускных клапанах в зависимости от продолжительности испытаний носит линейный характер до достижения динамического равновесия.

Тепловой режим работы двигателя определяется температурой воды, масла и впускного воздуха. Температура охлаждающей жидкости была выбрана в соответствии с реальными условиями работы двигателя и составила 90 ± 2 0С; температура масла в процессе работы двигателя постепенно приближается к температуре охлаждающей жидкости.

Температура впускного воздуха устанавливалась в процессе отработки методики и была установлена на уровне в 35 0С. С учетом рециркуляции отработавших газов на входе в карбюратор температура смеси воздуха с отработавшими газами составляла 40-45 0С.

В целях ужесточения условий испытаний методикой предусмотрены использование частичной рециркуляции отработавших газов и обогащение бензовоздушной смеси.

Регулировка холостого хода производится на значении СО 3,5 ± 0,5 %. Повышенное значение СО на режиме холостого хода выбрано для ужесточения условий испытаний. Показатель выбросов СО является одним из показателей, с помощью которого устанавливаются (в том числе при обогащении смеси и включении рециркуляции отработавших газов) и контролируются режимы работы двигателя, работающего при циклической смене нагрузки и частоты вращения.

Влияние рециркуляции отработавших газов и обогащения смеси на показатели СО и СН за один цикл (осредненный) приведено на рис. 2. На этом рисунке приведены также расхода картерных Gк.г. и рециркуляционных газов Gр.г.. Эти зависимости получены в начале испытаний при минимальной степени загрязнения двигателя.

Из приведенных на рис. 2 зависимостей следует, что введение частичной рециркуляции и обогащения смеси увеличивает выбросы СО и СН, что приводит к более интенсивным отложениям на деталях двигателя. Этому способствует также и частая смена режимов работы двигателя.

Исходя из вышеизложенного приняты режимы испытаний представленные в табл. 3.

загрузка...