ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДИЗЕЛЕЙ ТИПА Д49

  Главная      Учебники - Двигатели     Тепловозные дизели типа Д49 (Никитин Е.А.) - 1982 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  ..

 

 

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДИЗЕЛЕЙ ТИПА Д49


1. Основные параметры и характеристики


Дизели типа Д49 прошли всестороннюю длительную доводку на экспериментальных стендах и в эксплуатации. Широкие исследования, проведенные заводом в содружестве с рядом институтов, позволили получить характеристики дизелей типа Д49, отвечающие требованиям, предъявляемым к тепловозным двигателям.

Изменения отдельных параметров дизелей при работе по эксплуатационной характеристике приведены на рис. 101—103. Эксплуатационная характеристика должна обеспечивать приблизительно равномерный прирост мощности по позициям контроллера, располагаться в области наибольшей экономичности дизеля, иметь необходимый запас мощности на малых и средних частотах вращения коленчатого вала. Для дизелей среднего и высокого форсирования выполнение этих общих требований связано с необходимостью повышения воздушного заряда на долевых частотах вращения коленчатого вала (под долевой частотой понимается неноминальная частота вращения). Этого можно добиться за счет повышения коэффициента наполнения цилиндров и настройки турбокомпрессора.

 

 



Так, у дизелей 12ЧН 26/26 для этой цели применена импульсно-эжекционная система выпуска. Для дизелей 16ЧН 26/26, имеющих изобарную систему выпуска, задача повышения коэффициента наполнения решалась за счет снижения пульсации давления газов в выпускном коллекторе путем подбора его внутреннего диаметра и соответствующего уточнения фаз газораспределения. Сравнение осциллограмм давлений газа в коллекторах диаметром 0,15 и 0,183 м показало, что размах колебаний снизился в последнем в 1,8 раза. Это позволило уменьшить коэффициент остаточных газов в цилиндре и повысить коэффициент наполнения во всей эксплуатационной области режимов работы дизеля.

Увеличение расхода воздуха через двигатель на долевых частотах за счет увеличения коэффициентов наполнения и продувки приводит к повышению мощности турбины на этих режимах и росту давления наддува, т. е. массовый заряд воздуха увеличивается. С учетом этого фактора для дизеля 1А-5Д49 было выбрано перекрытие клапанов 90° поворота коленчатого вала (п. к. в.). Дополнительно повышение воздушного заряда в ци-линдрах на долевых частотах вращения для двигателя 1А-5Д49 было достигнуто за счет форсирования турбокомпрессора по давлению наддува до 0,23—0,25 МПа и смещения области его максимального к. п. д. в диапазон частот вращения коленчатого вала 1000—1100 об/ми н.

Таким образом, доводочные работы, проведенные на дизелях 16ЧН 26/26 с эффективной мощностью 2250 кВт, позволили выполнить требования, предъявляемые к тепловозному дизелю по уровню мощности на эксплуатационных режимах при равномерной разбивке частоты вращения по позициям контроллера.

Как показали исследования, проведенные на дизелях 16ЧН 26/26, Nc = 2940 кВт (2-5Д49) и 20ЧН 26/26, Ne =

=з 4400 кВт (1Д49), на двигателях с форсированием по среднему эффективному давлению более 1,47*10000 МПа не удается добиться при работе в зоне оптимальной экономичности равномерного прироста мощности дизеля с увеличением частоты вращения коленчатого вала, т. е. повышение форсирования дизеля приводит к тому, что скоростная характеристика его оптимальной экономичности приближается к параболической (см. рис. 103).

Анализ совместной работы форсированных дизелей и агрегатов наддува показывает следующее. При работе совместно с дизелем в случае снижения частоты вращения коленчатого вала почти пропорционально ее изменению уменьшается расход газа через турбину турбокомпрессора (рис. 104). В результате снижается мощность турбины и частота вращения ротора турбокомпрессора, что приводит к уменьшению давления наддува, увеличению расхода топлива, температуры и дымности выпускных газов. Чем выше степень форсирования дизеля, тем это отрицательное явление проявляется заметнее, что и служит причиной изменения скоростной экономической характеристики дизеля.

Такие явления, вызванные применением в системе воздухо-снабжения турбокомпрессора, не связанного механически с коленчатым валом, присущи всем четырехтактным и двухтактным дизелям. Однако в двухтактных они проявляются менее заметно, что объясняется большими значениями коэффициента продувки, чем у четырехтактных дизелей. Это приводит к меньшему изменению расхода газа через турбину с уменьшением частоты вращения коленчатого вала дизеля. Для обеспечения пропорционального роста мощности дизеля по позициям контроллера машиниста при работе по скоростной экономической характеристике для форсированных дизелей 2-5Д49 и 1Д49 была введена неравномерная разбивка частоты вращения по позициям контроллера путем изменений в регуляторе частоты вращения и системе регу-лирования мощности тепловоза. На рис. 105 показана область эксплуатационных режимов и эксплуатационная характеристика дизеля 20ЧН 26/26 (1Д49), которая реализована на тепловозе ТЭП75.

Для улучшения эксплуатационных качеств тепловозов ТЭП70 и ТЭП75 была введена дополнительно маневровая позиция при минимальной частоте вращения вала дизеля (330— 350 об/мин). При этом на 1-й рабочей позиции контроллера (для 2-5Д49 — 550 об/мин, для 1Д49 — 620 об/мин) мощность дизеля выше, чем на 1-й маневровой позиции. Это позволяет улучшить режим трогания тепловоза, так как мощность дизеля, связанная с ограничением скорости при подходе тепловоза к составу, реализована на 1-й маневровой позиции.

Выбор частоты вращения коленчатого вала дизеля на 1-й рабочей позиции определялся степенью приближения эксплуатационной характеристики к экономической и улучшением качества переходных процессов дизеля, что будет рассмотрено ниже. С увеличением форсирования дизеля оптимальная частота вращения на 1-й рабочей позиции смещается в сторону ее повышения. В этом случае целесообразно, введение позиции второго холостого хода на частоте вращения 1-й рабочей позиции контроллера. Ступенчатая неравномерная разбивка частоты вращения вала дизеля по позициям, реализованная при малых изменениях существующих конструкций элементов дизеля и тепло-воза, может быть заменена бесступенчатым управлением частотой вращения дизеля. В этом случае требуется разработка новых элементов управления.

Таким образом, на всех модификациях дизелей Д49 за счет отработки рабочего процесса и рационального распределения частоты вращения удалось реализовать требуемую мощность по позициям контроллера машиниста при работе дизеля по скоростной экономической характеристике.
 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  ..