V = , TH tốc độ tàu tương ứng với chế độ
2.4.3.Phân tích kết quả.
3. Phân tích ảnh hưởng của chế độ chuyển tiếp đến sự mài mòn xilanh của động cơ Diesel.
2.4.3.Phân tích kết quả.
Khi cho động cơ làm việc ổn định ở chế độ không tải, các thông số công tác không thay đổi theo thời gian. Khi đóng tải đột ngột thì các thông số công tác của động cơ sẽ thay đổi. Đóng tải với giá trị khác nhau thì mức độ thay đổi các thông số công tác cũng khác nhau, tải càng giảm thì sự làm việc của động cơ đỡ khắc nghiệt hơn.
Với phương án 3 - Đóng tải một cấp từ 0% đến 85% tải, do quán tính của các chi tiết và các cơ cấu chuyển động của động cơ, làm cho mô men quay động cơ không đáp ứng ngay lập tức mô men cản. Tại thời điểm đó, phần động năng âm làm giảm vòng quay hệ động lực. Vòng quay động cơ giảm nhanh đến vòng quay cực tiểu nd min = 666 v/ph. Vòng quay động cơ giảm nhanh nên thông qua thiết bị cảm ứng của bộ điều tốc hành trình tương đối của thanh răng bơm cao áp bị đẩy đến vị trí chốt tì cực đại h = 1,1. Trong khi đó do quán tính của rô to tua bin máy nén và sức cản trên đường nạp, áp suất không khí tăng áp tang lên rất chậm pk = 103 KPa, ngược lại lượng nhiên liệu cấp cho một chu trình tăng lên đến giá trị cực đại, nên hệ số dư lượng không khí α giảm nhanh đến αmin = 1,2. Do giá trị pk nhỏ làm cho áp suất cuối quá trình nén nhỏ hơn so với chế độ định mức, đồng thời lượng không khí cấp cho xi lanh ứng với một chu trình giảm mạnh, vì thế thời gian cháy trì hoãn tăng lên, chất lượng hoà trộn hỗn hợp và quá trình cháy xấu đi nghiêm trọng, kết quả là hiệu suất chỉ thị của động cơ giảm nhanh đến giá trị cực tiểu ηi min = 0,286. Đồng thời nhiệt độ khí xả tăng lên rất cao Tgmin = 970,30K, công suất có ích của động cơ Nemin = 107,6 KW, lượng mài mòn xi lanh lớn umin = 94,715 µm. Thời gian quá trình chuyển tiếp kéo dài τ = 13,88 s.
Với phương án 1 – đóng tải một cấp từ 0% đến 50% tải, quy luật thay đổi các thông số cũng giống như phân tích ở trên. Thời gian ổn định vòng quay là 3,54 s, giảm 74,49% so với phương án 3, vòng quay trục khuỷu giảm ít nd min = 736 v/ph, Nồng độ môi chất thấp hơn so với phương án 3 ( αmin = 1,464 tăng 22 % ). Chất lượng hoà trộn hỗn tốt hơn so với phương án 3. Tuy nhiên nhiên liệu vẫn cháy kém, hiệu suất chỉ thị của động cơ thấp ηi min = 0,322 tăng 12,58% so với phương án 3. Nhiệt độ khí xả cao Tgmin = 844,30K, công suất có ích của động cơ nhỏ Nemin = 67,6 KW, lượng mài mòn xi lanh umin = 74,835 µm ( giảm 20,98% so với phương án 3 ).
Với phương 2 – đóng tải một cấp từ 0% đến 70 %, thời gian ổn định vòng quay ( τ = 5,18 s ), giảm 62,66 % so với phương án 3. Vòng quay trục khuỷu động cơ giảm nhiều nd min = 711 v/ph. Nồng độ môi chất rất cao ( αmin = 1,162 ) vì vậy mà chất lượng hoà trộn hỗn hợp và cháy rất kém, hiệu suất chỉ thị của động cơ thấp ηi min = 0,276. Nhiệt độ khí xả tăng lên cao Tgmin = 938,50K, công suất có ích của động cơ Nemin = 99,5 KW, lượng mài mòn của xi lanh lớn umin = 90,689 µm.
Như vậy, từ kết quả phân tích ở trên ta thấy rằng ảnh hưởng của quá trình chuyển tiếp đến các thông số kỹ thuật của động cơ và mài mòn của xi lanh là rất lớn. Khi đóng tải đột ngột do lượng nhiên liệu cấp cho chu trình đột ngột tăng lên, trong khi đó do quán tính rô to tua bin - máy nén chưa kịp tăng tốc để cung cấp cho chu trình lượng không khí tương ứng, vì vậy hệ số dư lượng không khí α giảm đột ngột. Nhiên liệu phun vào xi lanh cháy không hoàn toàn nên hiệu suất chỉ thị của động cơ cũng đột ngột giảm xuống. Sau khi khắc phục được quán tính, rô to tua bin - máy nén tăng tốc. Kết quả là lượng không khí do máy nén tạo ra cấp vào xi lanh tăng lên, hệ số dư lượng không khí α tăng dần lên, chất lượng quá trình cháy của động cơ được cải thiện. Hiệu suất chỉ thị của động cơ nhờ đó cũng tăng lên. Khi động cơ làm việc ổn định ở vòng quay mới hệ số dư lượng không khí α và hiệu suất chỉ thị của động cơ cũng ổn định ở chế độ tương ứng.
Tóm lại ta có thể rút ra những kết luận sau:
_ Thông số chủ yếu để đánh giá quá trình chuyển tiếp của động cơ là mức độ thay đổi vòng quay tương đối; giá trị hệ số dư lượng không khí cực đại hoặc cực tiểu sau khi thay đổi tải; thời gian của quá trình chuyển tiếp.
_ Cường độ, nhịp độ thay đổi các thông số và tốc độ mài mòn của xi lanh động cơ phụ thuộc vào mức độ thay đổi tải.
_ Đối với động cơ đốt trong nói chung và động cơ diesel nói riêng, phần lớn thời gian khai thác làm việc ở quá trình chuyển tiếp vì vậy mà cần phải có các giải pháp hợp lí để cải thiện các thông số công tác của động cơ khi làm việc ở chế độ
chuyển tiếp để tăng hiệu quả kinh tế, kỹ thuật của động cơ, giảm mài mòn xi lanh của động cơ.
_ Chất lượng chu trình công tác của động cơ khi làm việc ở quá trình chuyển tiếp phụ thuộc chủ yếu vào tỉ số giữa lượng không khí và lượng nhiên liệu cấp vào xi lanh tương ứng với một chu trình.
Chương III