Способ определения дымности отработавших газов дизельного двигателя
Изобретение относится к испытательно-измерительной технике и используется для определения дымности отработавших газов дизельных двигателей на режиме свободного ускорения. При работе двигателя на минимальной устойчивой частоте вращения холостого хода резко перемещают орган управления регулятором частоты вращения коленчатого вала двигателя в положение, соответствующее максимальной подаче топлива, после чего при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на 1% от ее номинального значения, фиксируют показание включенного в работу дымометра. При этом дымометр включают через 0,8 с после достижения указанным органом управления положения, соответствующего максимальной подаче топлива, и выключают в момент достижения указанной номинальной частоты вращения, причем фиксируют минимальное показание дымометра. Технический результат заключается в точном и оперативном определении величины дымности отработавших газов, по которым можно достоверно оценить техническое состояние двигателя. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к способам измерения параметров технических систем и может быть использовано для определения дымности отработавших газов дизельных двигателей, например дизелей самоходных сельскохозяйственных машин и различных тракторов, в том числе сельскохозяйственных, промышленных, лесопромышленных и лесохозяйственных, а также дизелей различных грузовых и легковых автомобилей.
В настоящее время считается общепризнанным то, что показатель дымности отработавших газов дизельных двигателей является важным параметром для оценки технического состояния дизеля и исправности его работы. Кроме того, работа дизеля при повышенной дымности резко ухудшает экологическое состояние окружающей среды. В связи с этим важно иметь возможность простого и достаточно точного периодического измерения дымности отработавших газов дизелей. Известен способ определения дымности отработавших газов дизельного двигателя на установившемся режиме его работы при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя путем фиксирования показаний включенного в работу дымомера (см. Межгосударственный стандарт: Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения дымности отработавших газов дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин. ГОСТ 17.2.2.02-98, Минск, 1998, с. 6-7). В качестве показателя дымности используют как величину N (размерность%) - коэффициент ослабления светового потока по вспомогательной шкале дымомера с эффективной базой, равной 0,43 м, так и величину К (размерность м-1) - натуральный показатель ослабления светового потока по основной шкале дымомера (см. тот же ГОСТ, с.2). Преимущества и целесообразность измерения дымности N (К) именно при номинальной частоте nном вращения коленвала объясняются следующим. Во-первых, как показали многочисленные исследования, в этом случае при прочих равных условиях происходит наиболее полное сгорание топлива в цилиндрах двигателя, и величина дымности устанавливается на устойчивом минимальном уровне, поэтому повышается точность измерений. Кроме того, основное время эксплуатации дизелей происходит именно при номинальном режиме их работы, т. е. при номинальной частоте nном вращения коленвала, максимальной эффективной мощности P, максимальном часовом расходе G топлива, минимальном удельном расходе g топлива (расходе топлива на единицу мощности двигателя), номинальной цикловой подаче Q топлива, и, как уже отмечено выше, при минимальной дымности N (К), поэтому величина дымности, измеренная при nном, будет наиболее достоверно отражать техническое состояние дизеля. При других режимах работы двигателя показания дымности будут носить искаженный характер, и оценка технического состояния двигателя по параметру дымности будет неверна. Так, например, максимальные концентрации дымности в отработавших газах дизелей характерны для режимов малых нагрузок и холостого хода, а также при максимальных нагрузках и на режимах повышенной частоты вращения коленвала. При малых нагрузках в связи с ухудшением распыливания топлива в камере сгорания имеют место зоны бедных смесей; при этом низкая температура отрицательно сказывается на завершении реакции сгорания. При максимальных нагрузках также снижается скорость протекания реакции окисления топлива из-за появления зон чрезмерно богатых смесей. В режимах высокой частоты вращения коленвала дизеля недостаточно времени для завершения реакции сгорания, что обуславливает повышение содержания дымности в отработавших газах дизеля (см. фиг. 1). Однако проблема, связанная с применением вышеуказанного способа определения дымности, заключается в том, что номинальную частоту вращения коленвала дизеля на безрегуляторном режиме его работы можно достичь на время, достаточно длительное для осуществления измерений дымности, только при нагружении дизеля тормозным устройством. Это выполнимо в определенных стационарных условиях, например, при установке дизеля или машины с используемым на ней дизелем на соответствующем стенде. Для оперативных измерений дымности в эксплуатационных условиях этот способ неприменим. Известен также способ определения дымности отработавших газов дизельного двигателя на режиме свободного ускорения, заключающийся в том, что при работе двигателя на минимальной устойчивой частоте вращения холостого хода резко перемещают орган управления регулятором частоты вращения коленчатого вала двигателя в положение, соответствующее максимальной подаче топлива, после чего по шкале включенного в работу дымомера фиксируют максимальное значение дымности (см. тот же ГОСТ, с. 7). Преимущества второго известного способа заключаются в отсутствии необходимости использования дополнительных нагрузочных тормозных устройств, так как дизель при свободном ускорении (разгоне) на безрегуляторном режиме работы нагружается силами инерции собственных цилиндров. Однако это преимущество в значительной степени перечеркивается тем, что фиксируют именно максимальное значение дымности. Неоднократные исследования на ряде дизельных двигателей, таких как Д-50, Д-65, Д-37М, Д-37Е, Д-48, Д-240 и др., подтвердили тот факт, что максимальные значения дымности на режиме свободного ускорения наблюдаются на начальном этапе разгона дизеля, при отсутствии нормального протекания рабочих процессов в камере сгорания. В это время резко возрастает цикловая подача Q топлива, крутящий момент М двигателя достигает максимального значения, в цилиндрах двигателя не успевает стабилизироваться нормальный процесс смесеобразования топлива с воздухом, и происходит резкое увеличение содержания дыма в отработавших газах (см. фиг. 1). Таким образом, измеренный по второму известному способу параметр дымности не может служить для достоверной оценки действительного технического состояния дизеля. Задача настоящего изобретения заключается в получении такого способа определения дымности отработавших газов дизеля, который обеспечил бы довольно точное и оперативное определение, в том числе в условиях эксплуатации, величины дымности отработавших газов дизельного двигателя, по которой можно было бы достоверно оценить его техническое состояние. Указанная задача достигается тем, что в способе определения дымности отработавших газов дизельного двигателя на режиме свободного ускорения, заключающемся в том, что при работе двигателя на минимальной устойчивой частоте вращения холостого хода резко перемещают орган управления (ОУ) регулятором частоты вращения (РЧВ) коленчатого вала двигателя в положение, соответствующее максимальной подаче топлива, после чего фиксируют показание включенного в работу дымомера, это показание фиксируют при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/177.gif)
Формула изобретения
1. Способ определения дымности отработавших газов дизельного двигателя на режиме свободного ускорения, заключающийся в том, что при работе двигателя на минимальной устойчивой частоте вращения холостого хода резко перемещают орган управления регулятором частоты вращения коленчатого вала двигателя в положение, соответствующее максимальной подаче топлива, после чего фиксируют показание включенного в работу дымомера, отличающийся тем, что показание дымомера фиксируют при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/177.gif)
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2