Изменение тепловой напряженности

В первом приближении оценка изменения тепловой напряженности при работе по внеш-ней характеристике может быть сделана с помощью формулы А.К. Костина:

q = B √n hа ηпs / √Ps)

  • где q — удельный тепловой поток;
  • В — постоянная, не зависящая от режима;
  • n — частота вращения;
  • hа — активный ход плунжера;
  • ηп — коэффициент подачи;
  • Тs, Ps — давление и температура продувочного воздуха.

Как видно, тепловая нагрузка цилиндра увеличивается при увеличении коэффициента подачи ηп, температуры продувочного воздуха Тs и при снижении давления наддува Ps. При увеличении ηп и изменении плотности воздушного заряда (при изменении Ps и Тs) снижается α, что вызывает рост средней температуры газов за цикл. В то же время, при снижении частоты вращения по внешней характеристике увеличивается время контакта горячих газов со стенками цилиндра, что действует в сторону увеличения тепловой напряженности. С другой стороны, при снижении оборотов увеличивается время на продувку цилиндра, повышается коэффициент избытка воздуха на продувку (что, собственно, и снижает давление наддува); улучшение продувки цилиндра приводит к снижению температуры некоторых деталей цилиндра, охлаждаемых продувочным воздухом.

Суммарное влияние всех факторов приводит в конечном итоге к возрастанию тепловой напряженности двигателя при снижении оборотов но внешней характеристике. Тепловая напряженность определяется тепловым состоянием наиболее нагретой детали. Как видно из рис. 3, при испытании двигателя ДКРН 74/160 такой деталью оказался поршень рабочего цилиндра, у которого температура возрастает при снижении оборотов, В то же время, температура газов на выходе из цилиндра и максимальная температура крышки уменьшаются.

Рис. 3 Изменение максимальной температуры поршня, крышки и температуры газов двигателя 9ДКРН 74/160-2 на режимах внешней характеристики

Снижение температуры уходящих газов по показаниям штатного термометра можно объяснить 2-мя причинами: перераспределением долей тепла в охлаждающую среду через стенки цилиндров и с уходящими газами (за счет увеличения времени контакта газов со стенками), а также увеличением времени “обдувания” термометра продувочным воздухом (термометр показывает среднюю температуру газов на выходе из цилиндра по времени). Следовательно, по показаниям термометра в выпускном трубопроводе цилиндра при работе дизеля по внешней характеристике нельзя судить об изменении тепловой напряженности.

Наиболее достоверные данные о тепловом состоянии цилиндра могут быть получены путем замера температуры в характерных точках поршня. Однако замер температуры поршня связан с известными трудностями, определяемыми возвратно-поступательном движением поршня.

Длительная работа двигателя на внешней характеристике номинальной мощности при снижении частоты вращения нежелательна из-за роста тепловой напряженности. Необходимо переходить на частичные внешние характеристики или изменять характеристику гребного винта (в случае работы на ВРШ).

Смотрите также:
а) Изменение энерго-экономических показателей
б) Изменение механической напряженности

Октябрь, 02, 2016 238 0
Читайте также