Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Характеристики ракетного двигателя

Характеристики ракетного двигателя

4.1.Дроссельная характеристика ракетного двигателя

Зависимость тяги и удельного импульса двигателя от массового се­кундного расхода топлива при постоянной высоте полета и неизменном соот­ношении компонентов топлива называется дроссельной характеристикой ра­кетного двигателя.

В действительности при работе ракетного двигателя изменение массо­вого секундного расхода топлива т сопровождается изменением парамет­ров потока по тракту двигателя (Wa , Ра, Тк). Однако, т.к. изменение т на стабилизированном участке полета незначительно, то принимают:

Определим зависимость

-импульс давления

Дроссельные характеристики представляют собой семейство прямых с угловым коэффициентом А, зависящим от скорости на срезе сопла, рис.12.

Зона нежелательной работы

Рис.12

При массовом секундном расходе , согласно полученной

графической зависимости, рис. 12, тяга принимает отрицательные значения. В действительности этого не наблюдается, т.к. в этом случае существенным об­разом меняется режим истечения (отрыв потока от стенок сопла), что обу­славливает положительные значения тяги. При работе ЖРД существует неко­торое значение массового секундного расхода , меньше которого работа двигательной установки является нежелательной в течение длительного перио­да времени.

Зависимость удельного импульса Iуд от массового секундного расхода т представлена на рис. 13

При работе двигателя целесообразно поддерживать постоянной вели­чину удельного импульса даже при изменении массового секундного расхода. Это возможно за счет обеспечения следующих мероприятий:

поддержание постоянным перепада давления на форсунках;

поддержание постоянным давления в камере, Pк=const;

обеспечение работы двигательной установки на расчетном режиме.

Рис.13

Мероприятия, обеспечивающие изменение протекания дроссель­ной характеристики.

Рис.14

1.Изменение вида топлива, рис.14

2.Изменение площади среза сопла, рис. 15

Рис.15

4.2. Высотная характеристика

Высотная характеристика — зависимость тяги и удельного импульса от высоты полета при постоянном значении массового секундного расхода и не­изменном соотношении компонентов топлива.

Рис. 16

На рис. 16 представлена зависимость давления окружающей среды Рн от высоты Н.

На рис. 16 приведены зависимости тяги и удельного импульса Iуд

от высоты полёта. Необходимо отметить, что при малых высотах полёта из-за сильного перерасширения газа наблюдается отрыв потока от стенок сопла, что учтено при построении высотной характеристики.

Рис.17

4.3. Режимы работы сопла

1) Расчетный режим, Ра = Рн, рис. 18а

2) Режим недорасширения, рис. 186.

Режим недорасширения наблюдается при полете летательногоаппа­рата по траектории выше расчетной.

Высота полета самолета

Главная страница » Высота полета самолета

Тем, кто имеет представление о самолетах только с позиции пассажира или обычного горожанина, наблюдающего летающие машины с земли, сложно сказать наверняка, на какой высоте летают самолеты. Также загадкой является то, кто принимает решение о следовании на определенном уровне над землей, и чем оно бывает продиктовано. Тем не менее высота — важнейший фактор успешности полета и избегания аварийных ситуаций в воздухе.

Понятие минимальной, максимальной и идеальной высоты полета воздушного судна

Набор высоты — один из самых важных этапов для успешного полета воздушного судна. Нередко внутри современных пассажирских лайнеров установлены табло, на которых производится демонстрация расстояния, отделяющего самолет от поверхности земли. Чем обусловлена высота полета пассажирского самолета? Как пилот понимает, на каком удалении от земли двигаться?

Все самолеты имеют перечень технических характеристик, который определяется назначением воздушного судна, его модификацией и моделью. Соотношение характеристик определяет для самолета его коридор следования, т. е. уровень воздушного пространства, оптимальный для перемещения.

Границы коридора определяются такими величинами, как максимальная высота и минимальная. В этих пределах самолет может осуществлять перемещение без угрозы утраты контроля над управлением и без повреждения систем машины. Для современных пассажирских самолетов доступные для перемещения уровни находятся в пределах от 9 до 12 км над землей.

Если максимальная высота полета пассажирского самолета определяется техническими возможностями судна и должна соблюдаться для безопасности полета, то и другая характеристика — идеальная — большей степени касается эргономики перемещения.

Идеальное значение также рассчитывается из характеристик конкретного воздушного судна. Это высота, при которой воздушное судно испытывает наименьшее сопротивление воздуха. В первую очередь, при снижении такого сопротивления снижается и расход топлива. Также испытывая минимальное трение о воздух, самолет дольше сохраняет невредимость корпуса и систем.

Почему пассажирские самолеты летают на высоте 10000 метров?

Выбор высоты полета обусловлен тем, что на разных уровнях воздух имеет различную плотность. Чем выше от поверхности земли, тем плотность воздуха ниже. Соответственно, воздушное судно тратит меньше мощности на преодоление сопротивления воздуха и может развивать скорость выше при меньших энергозатратах. Вот почему самолеты в основном летают на высоте 10000 метров: здесь воздух гораздо реже, чем на ближайших к земле.

Но возникает резонный вопрос: почему самолет летает на высоте 10 км, а не еще выше, если это позволяет экономить расход топлива и ускоряет движение? Пассажирским самолетам важна устойчивость в воздушных потоках. Крылья удерживают самолет в воздухе, как бы опираясь на потоки ветра. При подъеме на выше 10 000 м крылья становятся бесполезны, т. к. они неспособны удерживать тело воздушного судна в условиях разреженной атмосферы.

С военными судами дело обстоит иначе. Они способны перемещаться и в условиях разреженного пространства, правда, пилот испытывает при этом перегрузки, аналогичные тем, что испытывает космонавт. Самые большие высоты покоряют беспилотные аппараты: экспериментальные модели NASA способны летать и на удалении 30 км от земли.

Правила расчета идеальной высоты лайнера

Высота полета — достаточно условное понятие. Фактический уровень полета несколько отличается от того, что показывает табло пилоту и что видит перед глазами диспетчер. Это связано с тем, что для расчета фактической показателя потребовалось бы постоянно вводить в расчеты давление, а оно в полете слишком часто меняется, из-за чего может происходить путаница.

Для упрощения расчетов введено такое понятие, как эшелон перехода. Это постоянная величина давления, выставленная на всех самолетах на высотометре в пределах одного воздушного пространства. Значение эшелона перехода сбрасывается только при взлете и при заходе на посадку, т. е. в ситуациях, когда необходимо знание фактической высоты. В разных странах эшелон перехода может отличаться: пилот меняет его по согласованию с диспетчером.

Кроме того, то, на какой высоте летает пассажирский самолет, зависит от направления его движения. Во всех аэропортах мира действует негласное правило выделение «воздушных дорог» — уровень, на котором должен пролетать самолет, чтобы не пересечься с другими воздушными судами. Для самолетов, отправляющихся на восток (юго- и северо-восток), назначается нечетная высота (9 км, 11 км). Для самолетов, летящих на запад — четная.

Разумеется, назначение коридоров происходит с учетом модели самолета, его потенциальных возможностей, веса, мощности и других характеристик. Например, при необходимости самолетом может быть достигнута максимальная высота, если на его пути находится опасная зона турбулентности или грозовой фронт.

Читать еще:  Что такое паровой колесный двигатель

Кто определяет идеальную высоту?

Помимо того, что высота полета во многом определяется возможностями конкретной модели самолета, крейсерская высота для конкретного места задается такими факторами, как занятость воздушного коридора и погодные условия. Эти условия заблаговременно определяются диспетчерами.

В небе в каждый момент времени может находиться в среднем до пяти тысяч воздушных судов. В небе над крупными городами диспетчеры вынуждены планировать каждый рейс таким образом, что порой разница между одним и другим самолетом в высоте составляет всего пару десятков метров.

Однако когда самолет набирает высоту и выходит в горизонтальный полет, ситуация может измениться. Если погода резко меняется или на пути следования судна встает грозовой фронт, пилот должен сообщить диспетчеру о смене условий. Также при возникновении технических неполадок и других непредвиденных ситуаций пилот также может менять уровень движения, руководствуясь безопасностью пассажиров.

Таким образом, идеальная высота следования определяется авиаконструкторами, диспетчером и пилотом.

Что такое эшелон в авиации?

Эшелонирование воздушного пространства — это задача диспетчеров, которые планируют рассредоточение самолетов таким образом, чтобы не допустить их критического сближения и возникновения аварийных ситуаций. Выделяют вертикальное эшелонирование, продольное и боковое, которые соответствуют тому или иному положению воздушных судов относительно друг друга.

Эшелоны полета — это своеобразные схемы, которых придерживается пилот, чтобы сохранить безопасность пассажиров и не сбиться с заданного курса. Для начала движения по эшелону используется эшелон перехода, т. е. условное значение, по которому движутся самолеты в определенном воздушном пространстве (например, над территорией аэропорта).

Таблица эшелонов различается в разных странах, в зависимости от того, какая схема используется в гражданской авиации на конкретной территории. Пилоты и диспетчеры переходят с одной схемы на другую при совершении международных и, особенно, межконтинентальных рейсов.

Факторы безопасности, влияющие на оптимальную высоту полета

Высотный самолет отличается от стандартного тем, что перемещение на больших высотах не вредит его системам. Это зависит от материала корпуса, формы крыльев, грузоподъемности и множества других факторов, заданных при конструировании летательного аппарата с определенной целью. Основные факторы, которыми определяется максимальная высота полета самолета:

  • модель и назначение судна;
  • грузоподъемность и фактическая загруженность на момент полета;
  • максимально допустимая скорость;
  • загруженность воздушного коридора, по которому проходит маршрут;
  • допустимый расход топлива;
  • степень разреженности атмосферы в конкретной высотной точке.

Обычно самолеты движутся на уровне больше 9000 м от земли. Это связано с тем, что здесь двигателям не требуется дополнительного охлаждения (за бортом достаточно холодно), на такой высоте нет птиц (их попадание в турбины опасно для летательного средства), судно следует выше уровня облаков (а значит, видимость хорошая и погодные условия практически не влияют). Помимо прочего, чем выше летит самолет, тем больше времени у экипажа для решения непредвиденных ситуаций.

Человеческий фактор при выборе оптимальной высоты полета

Оптимальный уровень полета зависит не только от технических характеристик. Ранее уже упоминалось, что такие величины, как эшелон перехода могут различаться в аэропортах разных стран. Высота полета может различаться в зависимости от направления движения судна (быть четной или нечетной).

Однако набор высоты также может быть продиктован самим пилотом при возникновении непредвиденных ситуаций (например, столкновении с зоной сильной турбулентности). Такие ситуации в идеале должны быть предусмотрены диспетчерской службой, однако случаются природные явления, развивающиеся слишком стремительно, чтобы спланировать столкновение с ними заблаговременно. И тогда все зависит от человеческого фактора: быстроты принятия решений пилотом и мастерства экипажа.

Самые высотные пассажирские самолеты

Самые высотные самолеты среди гражданских строились не для того, чтобы кого-то удивить. Набор высоты позволяет этим самолетам избегать штормов и следовать по воздушным коридорам, недоступным другим моделям. Среди самых высотных моделей выделяют следующие:

  • Ту-154. Советский надежный пассажирский авиалайнер. Максимальная высота полета — 11 100 метров;
  • Боинг 737. Самый массовый пассажирский борт за всю историю. Максимальная крейсерская высота — 11 300 м;
  • А 380. Рекордсмен по максимальной высоте среди пассажирских воздушных судов: 13 115 м.

Таким образом, уровень следования пассажирских судов все равно значительно уступает техническим возможностям военных самолетов.

Рекорды высоты, достигаемые пассажирскими самолетами

Несмотря на то что высотные самолеты теоретически могут достигать больше 13 000 метров над землей, крейсерская высота пассажирских лайнеров практически никогда не превышает 12 000 метров. Это наиболее комфортный вариант для экипажа, пилота, пассажиров и самой техники: так она расходует наименьшее количество топлива и не подвергается преждевременному износу.

Однако авиастроение пыталось однажды «прыгнуть выше головы», выпустив сверхзвуковые пассажирские судна, способные побить рекорд высоты самолета гражданского назначения. Это были российский Ту-144 и французский Concorde. Они способны были перемещаться на уровне около 18 000 метров, а предельный показатель достигал 20 000 метров. Такие самолеты позволяли вдвое сократить время привычных воздушных маршрутов.

Однако эти машины были сняты с эксплуатации по ряду причин. Во-первых, они были сложны и дорого обходились в плане технического обслуживания. Во-вторых, в ходе использования этих машин случались инциденты, повлекшие за собой гибель многих людей. В связи с этим самолеты были признаны ненадежными и выведены из использования.

С какой высоты начинается невесомость?

Любители и профессионалы в сфере авиатехники наверняка знают, что при определенных условиях в самолете можно достичь невесомости. С какой высоты начинается невесомость? На какой высоте летает самолет, который способен на такое?

На самом деле, крейсерская высота не столь важна, когда речь идет о достижении невесомости. При определенных маневрах и обычный гражданский самолет может вызвать кратковременный эффект снижения гравитации, например, люди, которые часто летают самолетами, иногда могут заметить подобный эффект при заходе судна на посадку.

Длительный (до 40 секунд) эффект потери гравитации на самолете можно создать, если выполнить маневр по эллипсоидной траектории: резкий набор высоты, краткое выравнивание и затем резкий сброс. Такой маневр называется «провал в воздухе». С его помощью тренируются выдерживать перегрузки будущие космонавты.

Также есть специальные самолет, на которых выполняется по несколько сессий перегрузок за один полет. Они принадлежат космическим агентствам разных стран. Маневры на таких самолетах обычно находятся на высотах от 30 км.

На какой высоте летают истребители?

Крейсерская высота конкретного истребителя зависит не столько от его характеристик, сколько от поставленной военной задачи. Набор высоты происходит аналогично гражданским самолетам: эшелон перехода определяется согласно отправной точке, а затем меняется при пересечении границ воздушного пространства, чтобы избежать столкновения с другими судами в одном эшелоне.

Уровень полета истребителя зависит от его поколения. Сверхзвуковые воздушные судна, к которым относятся практически все современные истребители, обычно следуют на высоте 18–20 км. Однако высота полета может меняться, в зависимости от возможностей самолета. Например, в 1977 году был установлен мировой рекорд высоты, покоренной истребителем: Александр Федотов на МиГ-25 достиг отметки в 37650 метров.

Читать еще:  Что такое двигатель моно

Что такое высотность двигателя

Еще одним крупным источником сопротивления самолетов являлась открытая кабина экипажа, защищенная только спереди козырьком более или менее грубой формы. Обтекание козырька и выреза в фюзеляже приводило к сильной турбулизации потока и увлечению некоторой массы воздуха вслед за самолетом. Это увлечение и является источником сопротивления. Для его ликвидации стали применять закрытые кабины, вначале довольно грубые по форме, а затем все более обтекаемые.

После того как убрано шасси, снижено сопротивление системы охлаждения, сделана обтекаемая кабина, начинает доминировать сопротивление трения, обусловленное большими поверхностями крыльев и их недостаточной гладкостью. Поэтому следующим мероприятием было уменьшение площади крыльев путем перехода от бипланов к монопланам, или вернее, увеличение удельной нагрузки на крыло G/S. Однако размах крыльев при этом не должен быть уменьшен во избежание уменьшения подъемной силы. Практически это привело к сохранению размаха крыльев при уменьшении их площади S, что дало увеличение их удлинения l12/S.

Переход к свободно несущим монопланам освободил самолеты от сопротивления стоек и расчалок. Проблема гладкости обшивки встала особенно остро для крыльев с металлической обшивкой. Вначале отказались от гофрированной обшивки и перешли на гладкую и более толстую обшивку. Затем перешли на заклепки с потайными головками, что можно было сделать лишь при еще более значительных толщинах обшивки и, наконец, стали применять такую технологию производства и обработки поверхности крыльев, которая обеспечивала удовлетворительную их гладкость. Оптимальная — «зеркальная» гладкость требовала значительного усложнения технологии и не нашла широкого применения.

Переход на повышенную удельную нагрузку на крыло для истребителей — с 40-60 кГ/м2 до 100-150 кГ/м2 — потребовал разработки и применения средств механизации крыльев с целью увеличения их Cymax. Это было достигнуто применением закрылков, щитков, предкрылков и различных в разных сечениях профилей крыльев. Естественно, что наибольший успех имели те мероприятия, которые давали полезный эффект в разных отношениях или, во всяком случае, не имели серьезных отрицательных свойств.

На рис. 5 приведен график изменения значений F0 для истребителей по годам. В период первой мировой войны вначале наблюдалось некоторое уменьшение вредной площади с 1 м2 до 0,7-0,8 м2, достигнутое благодаря некоторым аэродинамическим улучшениям; однако к концу войны вместе с резким увеличением мощностей двигателей увеличилось и значение F0.

В период 1920— 1930 гг. наблюдалось небольшое уменьшение F0, а после 1934 г. его значение снизилось более чем в два раза, и для монопланов периода второй мировой войны было характерно значение F0, равное 0,35-0,3.

Как мы показали, уменьшение F0 слабо увеличивает максимальную подъемную силу; так, если F0 будет уменьшено в три раза, то подъемная сила увеличится только на 20%.

Рис. 5. График изменения приведенной вредной площади F0 маневренных истребителей по годам

Для увеличения максимальной перегрузки при маневре важнейшее значение имело применение высотных двигателей. Принцип работы высотных двигателей состоит в следующем. Вес двигателя определяется его максимальной мощностью и схемой конструкции. Основную долю веса составляют система сжатия и расширения газов и система передачи энергии на винт. У обычного невысотного двигателя расчетным по прочности и весу параметром является работа на малой высоте, т. е. при максимальной плотности воздуха. По мере подъема на высоту двигатель все более и более разгружается и, таким образом, оказывается излишне прочным и излишне тяжелым для этих высот. Проще всего сделать двигатель высотным, т. е. приспособленным для работы на желаемой высоте, если рассчитать его размеры и прочность по условиям работы на расчетной высоте, а на меньших высотах не допускать работы на полной мощности путем ограничения подачи топлива. Такой двигатель называется переразмеренным, и при определенном весе на расчетной высоте он окажется более мощным, чем невысотный двигатель.

Поскольку увеличение размеров двигателей для самолетов является нежелательным, то для увеличения мощности стали применять повышение числа оборотов двигателя и предварительное сжатие воздуха или рабочей смеси перед подачей в цилиндр. Реализация этих мероприятий происходила постепенно по мере улучшения конструкционных материалов, создания легких компрессоров для предварительного сжатия и разработки топлив, которые давали сгорание при повышенном давлении без явления детонации.

Наиболее эффективным средством предварительного сжатия смеси оказался центробежный нагнетатель. Он и нашел самое широкое применение в период 1935— 1945 гг. Его основное преимущество заключается в небольшом весе, а основной недостаток — в излишнем нагревании смеси, в связи с чем понижается ее плотность. При работе на малой высоте, когда эффект сжатия не используется, мощность двигателя оказывается пониженной как вследствие затраты части мощности на вращение нагнетателя, так и в результате ненужного нагревания смеси. При большой высотности двигателя падение его мощности на малых высотах приводило к существенному ухудшению летных характеристик самолета на этих высотах, и особенно его маневренности. Для устранения этого недостатка были сконструированы устройства для изменения передаточного числа привода центробежного нагнетателя.

Другим недостатком двигателя с нагнетателем было ухудшение экономичности, т. е. повышение удельного расхода двигателя. Причина этого заключается в том, что если сжатие рабочего тела происходит дважды — в нагнетателе и в цилиндре, то расширение его происходит только в цилиндре, т. е. происходит как бы недорасширение рабочего тела, и выхлопные газы выбрасываются в атмосферу еще с большим запасом энергии. Этот недостаток можно устранить, если подавать выхлопные газы на турбину, а с турбины передавать мощность через специальный редуктор на вал двигателя. Такая система применялась на поршневых двигателях во второй половине сороковых годов, однако с появлением турбовинтовых двигателей эта система отпала.

Значительно большее применение нашла несколько иная система: мощность, которую получала турбина от выхлопных газов, подавалась на привод нагнетателя, и двигатель освобождался таким образом от дополнительных затрат мощности на вращение нагнетателя. Достоинство подобных турбокомпрессорных агрегатов заключалось в основном в обеспечении ими большой высотности двигателя и применялись они поэтому на специальных высотных самолетах -рекордных или военных разведчиках и истребителях.

Для сравнения маневренных характеристик самолетов с невысотными и высотными двигателями необходимо принять некоторую систему сравнения. Очевидно, что на малой высоте самолет с невысотным двигателем будет более маневренным. На больших высотах, наоборот, более маневренным будет самолет с высотным двигателем. Однако высотности бывают разные и поэтому трудно выбрать высоту для сравнения. Можно производить сравнение по максимальным перегрузкам, независимо от высоты.

Можно провести и такое условное сравнение: зная мощность высотного двигателя Np на расчетной высоте, находим затем его мощность на малой высоте Nэ, как если бы он был невысотным, или, иначе говоря, продолжаем его характеристику мощности по высотам до высот, меньших расчетной, вплоть до уровня земли.

Читать еще:  Что такое двигатель посередине

По этой мощности находим перегрузку nуэ и для самолетов с высотными двигателями. Следует еще указать, что высотность двигателей зависит также и от скорости полета, если заборник воздуха поставлен против потока и в нем используется сжатие от скоростного напора.

Перейдем к обзору маневренных самолетов периода 1932— 1938 гг. Основные характеристики рассмотренных самолетов даны в табл. 3. Поскольку они имели высотные двигатели с винтами изменяемого шага, значения Y и nу даны для мощностей Nр и Nэ. Характеристики виражей приведены для малых высот, но при условии, что перегрузка соответствует мощности на расчетной высоте. На самом деле мощность у земли несколько меньше, чем на расчетной высоте, но зато плотность воздуха выше, и поэтому в области высот от земли до расчетной подъемная сила, а следовательно, и перегрузка примерно постоянны.

Методы сохранения и частичной компенсации потерь мощности дизельного двигателя при работе в горных условиях

Технические науки

  • Мишхожев Владислав Хасенович , кандидат наук, доцент, заведующий кафедрой
  • Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова
  • МОЩНОСТЬ
  • ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
  • ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ
  • ВЫСОКОГОРЬЕ
  • РЕЛЬЕФ
  • ПОКАЗАТЕЛИ

Похожие материалы

  • Технологии и средства механизации для восстановления продуктивности горных кормовых угодий
  • Разработка системы снижения токсичности отработавших газов автомобилей с целью улучшения экологических характеристик
  • Методология системного исследования процесса топливоподачи дизелей
  • О мероприятиях для улучшения естественных горных кормовых угодий
  • Повышение эксплуатационных показателей тягово-транспортных средств путем использования усовершенствованных моторно-трансмиссионных установок с целью повышения экономичности

В высокогорных районах высота над уровнем моря и пересеченный рельеф местности оказывает вредное влияние на тракторный агрегат особенно на двигатель. В результате чего понижается производительность, увеличивается расход топлива, сокращается срок службы отдельных узлов, особенно влияет на двигатель.

Большая часть земельных угодий в Кабардино-Балкарской республике находится на различных высотах над уровнем моря (н.у.м) и посевные площади расположенных на высоте 500-2000 м и выше н.у.м.

Для определения влияния высоты н.у.м. на мощностные и экономические показатели, в КБГАУ разработан передвижной испытательный стенд на котором был произведен испытания дизельного двигателя при работе на различных высотах горных районах КБР.

При увеличении высоты над уровнем моря, при неизменной регулировке топливного насоса рабочая смесь в дизелях будет обогащаться.

Состав горючей смеси т.е. величина коэффициента избытка воздуха на различных высотах могут быть изменены путем изменения подачи топлива. В зависимости от принятой регулировки топливного насоса тракторного дизеля в высотных условиях можно осуществить по трем разным режимам.

  1. Когда при изменении высоты н.у.м. регулировка топливного насоса остается неизменной (т.е. не изменяется часовой расход топлива) и при увеличении высоты коэффициент избытка воздуха понижается.
  2. Когда при изменении высоты поддерживается постоянный коэффициент избытка воздуха, за счет изменения регулировки топливного насоса.
  3. Когда при увеличении высоты работа двигателя доводится до предела дымления соответствующим уменьшением подачи топлива насоса.

В этом случае двигатель работает при оптимальном значении коэффициента избытка воздуха. Работа по первому режиму не может рекомендовано в эксплуатации, так как если при увеличении высоты н.у.м. не уменьшать подачу топлива, то в результате обогащения горючей смеси начнется неполное сгорание топлива, т.е. дымление со всеми нежелательными последствиями.

В эксплуатационных условиях целесообразно осуществлять работу тракторного дизеля по одному из последних двух режимов.

При пониженном давлении в конце сжатия, сгорание происходит вяло и понижается эффективность использования топлива. Кроме того ухудшается пусковые качества двигателя и ведет к более жесткой работе его.

Для двигателя СМД-14 при увеличении высоты н.у.м. от 0 до 4000 м снизились: часовой расход воздуха с 2010 до 2000 кг/час: коэффициент избытка воздуха при неизменной подаче топлива с 191 до 1,21 и давление в конце сжатия с 36,0 до 21 кг/см 2 [c 3,6 Мн/м 2 до 2,1 Мн/м 2 ].

Что касается температуры газов в конце сгорания и расширения, то их значения зависит от регулировки топливного насоса. Если с увеличением высоты уменьшать подачу топлива и обеспечить постоянство избытка воздуха – то очевидно эти температуры останутся неизменными. В результате падения давления и температуры воздуха изменяются условия смесеобразования и сгорания топлива. В частности изменяется такие параметры как: температура самовоспламенения топлива, скорость истечения струи топлива из сопла форсунки, тонкость распыливания топлива и дальнобойкость, оптимальные значения определения и давления впрыска топлива.

Если при увеличении высоты н.у.м. не изменять подачу топлива, то падение мощности будет минимальным. Однако в таком случае, из-за переобогащения рабочей смеси, будет происходит неполное сгорание топлива, что с одной стороны, приводит к перерасходу топлива и загрязнению форсунок, и с другой вследствие интенсивного нагарообразования и коксования сажи; — к усиленному износу двигателя. Этого можно избежать, если в соответствии с возрастанием высоты путем изменения подачи топливного насоса, уменьшать часовой расход топлива. Такое мероприятие создает необходимое условие для нормальной работы двигателя, но, вместе с тем, приводит к более интенсивному падению мощности.

К сожалению, в некоторых случаях в высокогорных районах при получении нового трактора не решаются изменять заводскую регулировку топливного насоса, что ухудшаем топливную экономичность трактора, нарушает нормальную работу форсунок и увеличивает износ двигателя. Как отмечено выше по мере увеличения высоты над уровнем моря расход воздуха уменьшается с большей интенсивностью, чем расход топлива что приводит к обогащению горючей смеси. Для определения расчетным путем степени обогащения смеси в зависимости от в Н.У.М принимают что, часовой расход воздуха изменяется пропорционально давлению и обратно пропорционально корню квадратному из температуры, а часовой расход топлива пропорционально корню квадратному из давления. Такое условие даёт значения коэффициента избытка воздуха, хорошо совпадающие с экспериментальными данными.

Предположим, что на уровне моря при атмосферном давлении Po и на данной высоте при давлении Pn = μPo двигатель в час расходует соответственно Gvo и Gvn кг воздуха GTO и GTH кг топлива.

В соответствии с принятым условием будет иметь:

Полагая, что для полного сгорания 1 кг топлива теоретически требуется кг воздуха, можно будет написать выражения коэффициента избытка воздуха для уровня моря и для данной высоты в виде.

(1)

Совместным решением этих уравнений получаем:

(2)

В таблице даны значения коэффициентов избытка воздуха для разных высот, подсчитанные по формуле 2 и соответствующие случаю, когда αo = 1.

Таблица 1. Изменение коэффициента избытка воздуха по высотам

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector