WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Влияние нагрузки на образование отложений при различных частотах вращения приведено на рис.1.

Рассматривая результаты испытаний, видно, что с ростом частоты вращения и нагрузки интенсивность образования отложений в камере сгорания уменьшается.

Это объясняется повышением температуры стенок камеры сгорания, что ведет к уменьшению зоны существования отложений в камере сгорания, вследствие его выгорания, а, следовательно, и к уменьшению его количества.

При работе двигателя на режимах с частотой вращения выше 3000 мин-1 и нагрузками выше 20,0 Нм нагарообразование в камере сгорания резко снижается и количество нагара, откладывающегося в камере сгорания за относительно небольшое время испытаний, недостаточно по абсолютной величине для дифференциации бензинов.

Для поиска и обоснования оптимальных режимов испытаний по оценке склонности бензинов к образованию отложений проведен анализ имеющихся данных с использованием математического планирования эксперимента по методу Бокса-Уилсона. Этот метод позволяет получать статические модели процессов, используя факторное планирование и регрессивный анализ.

Прежде чем приступить к постановке опытов по изучению влияния частоты вращения и нагрузки, необходимо оценить дисперсию воспроизводимости результатов, т.е. решить вопрос какой разброс значений параметра возможен не за счет влияния факторов, а за счет неконтролируемых причин. Для этого было проведено 3 испытания товарного бензина в одинаковых условиях и произведена оценка количества отложений в камере сгорания (табл. 4). Получены следующие результаты: 673,0; 697,7; 687,5 мг/двигатель. По этим данным оценена дисперсия . Затем выполнена серия испытаний при различных частотах вращения коленчатого вала двигателя и нагрузках. Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Таблица 1

Количество отложений в камере сгорания в зависимости от режима работы двигателя

Показатели

0

10

20

-1

0

1

900

-1

156

96

64

1950

0

123

60

30

3000

1

100

44

14

Примечание: – нагрузка, Нм; – частота вращения, мин-1;

Z1, Z2 – коэффициенты для упрощения расчетов.

Уравнение модели при двухфакторном эксперименте записывается следующим образом:

,

где: функция отклика (значение количества отложений в зависимости от указанных выше основных факторов и );

коэффициенты регрессии.

Решая это уравнение мы получаем зависимость от и :

Результаты сравнения экспериментальных данных с расчетом по модели (проверка адекватности модели) представлены в табл. 2.

Таблица 2

Проверка адекватности модели

№ опыта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

156

96

64

123

60

30

100

44

14

147,7

102,5

57,3

121,5

76,3

31,1

95,3

50,1

4,9

Проверка адекватности модели организуется как проверка гипотезы о том, что оценка дисперсии результата , полученная при повторных испытаниях при одинаковых условиях и оценка , полученная из суммы квадратов отклонений результатов от расчета по модели это оценки одной и той же дисперсии. Такая гипотеза проверяется по критерию Фишера:

,

где: результат j-того опыта;

результат расчета в условиях j-того опыта с использованием оценок коэффициентов модели;

n число экспериментальных точек;

m число значимых коэффициентов модели.

Отношение сравнивается с табличным значением , которое при выбранном уровне значимости берется при и равном числу опытов, по которым оценена , без единицы. Если , а также, если меньше 1, то модель признается адекватной, т.е. отклонение экспериментальных значений от расчетов по модели можно приписать только случайным погрешностям измерений.

В нашем случае число опытов 9, число значимых коэффициентов модели 3, число степеней свободы для вычисления дисперсии адекватности 6, поделив на 6 сумму элементов последней строки табл. 2, получаем:

В этом случае очевидно, что модель адекватна, т.к. , если бы оказалась больше следовало бы сравнивать их отношение с критическим значением и числе степеней свободы .

Теперь можно вернуться к модели. Подставляя значение и имеем:

,

т.е.

Проведенные расчеты показывают, что разработанная модель адекватна, следовательно, режимы испытаний для разрабатываемого метода оценки склонности бензинов к образованию отложений должны находиться в интервалах по частоте вращения коленчатого вала 900-3000 мин-1 и по нагрузке 0-20,0 Нм.

Также был изучен процесс образования отложений на впускных клапанах на режиме 2000 мин-1 и нагрузке 10,0 Нм с замером количества отложений через 20, 40 и 60 часов испытаний.

Было отмечено, что интенсивность накопления отложений при испытании товарных бензинов находились на уровне 6-8 мг/ч.

При проведении длительных испытаний выявлено, что процесс накопления отложений на впускных клапанах в зависимости от продолжительности испытаний носит линейный характер до достижения динамического равновесия.

Тепловой режим работы двигателя определяется температурой воды, масла и впускного воздуха. Температура охлаждающей жидкости была выбрана в соответствии с реальными условиями работы двигате­ля и составила 90 ± 2 0С; температура масла в процессе работы двигателя постепенно приближается к температуре охлаждающей жидкости.

Температура впускного воздуха устанавливалась в процессе отработки методики и была установлена на уровне в 35 0С. С учетом рециркуляции отработавших газов на входе в карбюратор температура смеси воздуха с отработавшими газами со­ставляла 40-45 0С.

В целях ужесточения условий испытаний методикой предусмотре­ны использование частичной рециркуляции отработавших газов и обогащение бензовоздушной смеси.

Регулировка холостого хода производится на зна­чении СО 3,5 ± 0,5 %. Повышенное значение СО на режиме холостого хода выбрано для ужесточения условий испытаний. Показатель выбросов СО является одним из показателей, с помощью которого устанавливаются (в том числе при обогащении смеси и включении рециркуляции отработавших газов) и контролируются ре­жимы работы двигателя, работающего при циклической смене нагрузки и частоты вращения.

Влияние рециркуляции отработавших газов и обогащения смеси на показатели СО и СН за один цикл (осредненный) приведено на рис. 2. На этом рисунке приведены также расхода картерных Gк.г. и рециркуляционных газов Gр.г.. Эти зависимости получены в начале испытаний при минимальной степени загрязнения двигателя.

Из приведенных на рис. 2 зависимостей следует, что введе­ние частичной рециркуляции и обогащения смеси увеличивает выбро­сы СО и СН, что приводит к более интенсивным отложениям на деталях двигателя. Этому способствует также и частая смена режимов работы двигателя.

Исходя из вышеизложенного приняты режимы испытаний представленные в табл. 3.

Таблица 3

Режимы испытаний

Частота вращения, мин-1

Крутящий момент *), Нм

Продолжительность, мин

900

1,0

3000

17,8

1,0

1300

14,6

1,0

1850

16,5

2,0

Регулировка холостого хода: 900 мин-1; 3,5 ± 0,5 % СО

Температура охлаждающей жидкости 90 ± 2 0С; впускного воздуха 35 ± 2 0С

*) - данные приведены для работы двигателя без рециркуляции отработавших газов

Продолжительность испытаний – 18 часов (216 циклов)

Одним из важных вопросов, определяющих качество разрабатываемой методики, является точность измерений и воспроизводимость результатов исследований.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»