RU2167329C2

RU2167329C2 - Method to improve efficiency of diesel engine

Info

Publication number: RU2167329C2
Application number: RU99111706A
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Медведев; В.М. Подчинок; В.А. Савченко; Н.А. Нехаев; Е.В. Подчинок; С.Б. Живов
Original assignee: Военный автомобильный институт
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2001-05-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; maintenance and repair of diesel engines. SUBSTANCE: proposed method comes to the following: with engine operating at rated crankshaft speed compression in cylinders determining wear of cylinder-piston group is found and, depending on obtained results, nozzle needle lift commencement pressure is set to provide minimum smoking of exhaust gases and maximum effective horsepower of engine at such wear of cylinder-piston group. Invention is aimed at increasing power output and fuel economy, reducing contamination of ambient atmosphere with incompletely combusted products owing to provision of complete combustion of fuel in diesel engine cylinders. EFFECT: reduced fuel consumption and pollution of atmosphere. 3 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к способам технического обслуживания и ремонтам дизельных двигателей и может быть использовано на предприятиях технического обслуживания и ремонта дизельных двигателей для достижения максимальной эффективной мощности и минимальной дымности отработавших газов дизелей. The invention relates to methods of maintenance and repair of diesel engines and can be used at enterprises of maintenance and repair of diesel engines to achieve maximum effective power and minimum smoke exhaust diesel engines.

Известен способ улучшения эффективности работы дизельного двигателя (патент РФ N 1838768, МПК G 01 L 23/22, 1993) путем регулировки давления начала подъема иглы форсунки с помощью установки натяжения пружины, заключающийся в то, что на работающем дизельном двигателе поочередно изменяют степень затяжки пружины каждой форсунки и наблюдают за частотой вращения коленчатого вала двигателя и дымностью отработавших газов, а изменение затяжки пружины каждой форсунки прекращают при достижении относительно максимальной частоты вращения коленчатого вала и относительно минимальной дымности отработавших газов, причем регулировку давления начала подъема иглы форсунки ведут при выключенной из работы группе цилиндров дизельного двигателя и цилиндры отключают через один в порядке последовательности их работы. There is a method of improving the efficiency of a diesel engine (RF patent N 1838768, IPC G 01 L 23/22, 1993) by adjusting the pressure of the start of the nozzle needle lift by setting the spring tension, namely, when the diesel engine is running, the degree of spring tightening is alternately changed of each nozzle and monitor the engine speed and exhaust smoke, and the change in the tightening spring of each nozzle is stopped when the relative maximum speed of the crankshaft is reached relatively minimal opacity of exhaust gas, wherein the pressure adjustment start injector needle lift is carried out at off operation of the cylinder group and cylinders of the diesel engine is switched off after one in order of the sequence of their operation.

Известный способ не позволяет обеспечить допустимый уровень дымности отработавших газов в связи с тем, что при износе цилиндропоршневой группы снижается коэффициент избытка воздуха a от 1,8 до 1,2 и топливо не полностью сгорает, кроме того, у двигателя с изношенной цилиндропоршневой группой процесс сгорания смещается на линию расширения, таким образом, не достигается максимальная эффективная мощность, получаемая только при оптимальном угле опережения впрыскивания топлива. The known method does not allow for an acceptable level of exhaust smoke due to the fact that when the cylinder-piston group is worn, the excess air coefficient a decreases from 1.8 to 1.2 and the fuel does not completely burn, in addition, the engine with a worn cylinder-piston group is shifted to the expansion line, thus, the maximum effective power is not achieved, obtained only at the optimum angle of advance of fuel injection.

Изобретение направлено на повышение мощности, топливной экономичности и снижение загрязнения окружающей среды продуктами неполного сгорания за счет достижения полноты сгорания топлива в цилиндрах дизеля. The invention is aimed at increasing power, fuel efficiency and reducing environmental pollution by products of incomplete combustion by achieving the completeness of fuel combustion in diesel cylinders.

Технический результат достигается тем, что в способе улучшения эффективности работы дизельного двигателя путем регулировки давления начала подъема иглы форсунки с помощью натяжения пружины на работающем двигателе при номинальной частоте вращения коленчатого вала определяют компрессию в цилиндрах, характеризующую степень износа цилиндропоршневой группы и. в зависимости от полученных значений компрессии, устанавливают давление начала подъема иглы форсунки, обеспечивающее минимальную дымность отработавших газов и максимальную эффективную мощность двигателя для данной степени износа цилиндропоршневой группы. The technical result is achieved by the fact that in the method of improving the efficiency of a diesel engine by adjusting the pressure of the start of the nozzle needle lift using spring tension on a running engine at a nominal crankshaft speed, compression in the cylinders characterizing the degree of wear of the cylinder-piston group and is determined. depending on the obtained compression values, the start pressure of the nozzle needle lift is set, which ensures the smokest exhaust gas and the maximum effective engine power for a given degree of wear of the piston-cylinder group.

В зависимости от полученных значений компрессии устанавливают угол опережения впрыскивания топлива с помощью муфты, обеспечивающий минимальную дымность отработавших газов и максимальную эффективную мощность двигателя для данной степени износа цилиндропоршневой группы. Depending on the obtained compression values, the fuel injection angle is set using a clutch, which ensures minimal exhaust smoke and maximum effective engine power for a given degree of wear of the piston-cylinder group.

В зависимости от полученных значений компрессии устанавливают номинальную цикловую подачу топлива поворотом каждой секции топливного насоса, обеспечивающую относительно минимальную дымность отработавших газов при относительно максимальной эффективной мощности двигателя для данной степени износа цилиндропоршневой группы. Depending on the obtained compression values, a nominal cyclic fuel supply is established by turning each section of the fuel pump, which provides a relatively minimal exhaust smoke at a relatively maximum effective engine power for a given degree of wear of the piston-cylinder group.

Отличительными признаками от прототипа является то, что на работающем двигателе при номинальной частоте вращения коленчатого вала определяют компрессию в цилиндрах, характеризующую степень износа цилиндропоршневой группы, и, в зависимости от полученных значений компрессии, устанавливают давление начала подъема иглы форсунки, угол опережения впрыскивания топлива и номинальную цикловую подачу, обеспечивающие относительно максимальную эффективную мощность при относительно минимальной дымности для данной степени износа цилиндропоршневой группы. Distinctive features of the prototype is that on a running engine at a nominal speed of rotation of the crankshaft, compression in the cylinders is determined, which characterizes the degree of wear of the cylinder-piston group, and, depending on the obtained compression values, the start pressure of the nozzle needle rise, the fuel injection advance angle and the nominal cyclic supply, providing a relatively maximum effective power with a relatively minimal smoke for a given degree of wear non-group.

Пример
Для дизеля КамАЗ-740 с новой цилиндропоршневой группой компрессия P_с = 3,8-4,0 МПа, с полностью изношенной цилиндропоршневой группой P_с=3,0 МПа. Разность значений компрессии по цилиндрам допускается не более 0,2 МПа. При различной частоте вращения коленчатого вала значение компрессии изменяется (фиг. 1) из-за утечек воздушного заряда через неплотности в сопряжениях. Поэтому для более точного определения состояния цилиндропоршневой группы необходимо измерение компрессии производить при одной и той же частоте вращения коленчатого вала, при минимальных утечках воздушного заряда, т.е. оптимально подходит номинальная частота вращения коленчатого вала (при полной подаче топлива).Example
For a KamAZ-740 diesel engine with a new cylinder-piston group, the compression is P _s = 3.8-4.0 MPa, with a completely worn cylinder-piston group P _s = 3.0 MPa. The difference in compression values across the cylinders is allowed no more than 0.2 MPa. At different speeds of the crankshaft, the compression value changes (Fig. 1) due to leakage of air charge through leaks in the interface. Therefore, for a more accurate determination of the state of the cylinder-piston group, it is necessary to measure the compression at the same rotational speed of the crankshaft, with minimal leakage of air charge, i.e. The rated speed of the crankshaft is optimally suited (with full fuel supply).

Для определения регулировочных параметров используется установка, состоящая из двигателя КамАЗ-740 (84 12/12) без сцепления и коробки передач и тормозного устройства, позволяющая регистрировать крутящий момент и частоту вращения коленчатого вала двигателя. To determine the adjustment parameters, an installation consisting of a KamAZ-740 (84 12/12) engine without a clutch and gearbox and brake device is used, which allows recording the torque and engine speed of the crankshaft.

Изменение состояния цилиндропоршневой группы имитируется изменение зазора в замке компрессионных колец и контролируется компрессометром. Всего имитируется 3 степени износа цилиндропоршневой группы, что отражено в таблице. A change in the state of the cylinder-piston group is simulated by a change in the gap in the lock of the compression rings and is controlled by a compressor. In total, 3 degrees of wear of the cylinder-piston group are imitated, which is reflected in the table.

Первый этап включает в себя получение регулировочных характеристик двигателя по углу опережения впрыскивания топлива при различной степени износа цилиндропоршневой группы и различном давлении начала подъема иглы форсунки, снятых при номинальной частоте вращения коленчатого вала n = 2600 мин^-1 и полной подаче топлива (фиг. 2 - 4).The first stage includes obtaining the adjusting characteristics of the engine by the angle of advance of fuel injection at various degrees of wear of the piston and piston group and various pressure of the beginning of the needle lift of the nozzle, taken at a nominal speed of crankshaft n = 2600 min ^-1 and full fuel supply (Fig. 2 - 4).

По результатам анализа регулировочных характеристик определяются скорректированные значения установочного угла опережения впрыскивания топлива и давления начала подъема иглы форсунки при различной степени износа цилиндропоршневой группы. According to the results of the analysis of the adjustment characteristics, the adjusted values of the installation angle of advance of fuel injection and the pressure of the beginning of the nozzle needle lift for various degrees of wear of the cylinder-piston group are determined.

Второй этап включает определение величины снижения номинальной цикловой подачи топлива на режимах максимального крутящего момента (частота вращения коленчатого вала двигателя n= 1600 мин^-1) и номинальной мощности (частота вращения коленчатого вала двигателя n=2600 мин^-1 при различной степени износа цилиндропоршневой группы (фиг. 5 -10). При этом измеряется дымность отработавших газов. Снижение номинальной цикловой подачи топлива осуществляется до момента заметного снижения дымности отработавших газов и начала падения эффективной мощности двигателя. Полученные значения номинальной цикловой подачи считаются регулировочными для данной степени износа цилиндропоршневой группы.The second stage involves determining the magnitude of the reduction in the nominal cyclic fuel supply at maximum torque (engine speed n = 1600 min ^-1 ) and rated power (engine speed n = 2600 min ^-1 for various degrees of wear of the piston group ( Fig. 5-10). In this case, the smokiness of the exhaust gases is measured. A reduction in the nominal cyclic supply of fuel is carried out until a noticeable decrease in the smoke of the exhaust gases and the beginning of the drop in effective power d igatelya. The obtained values are considered nominal supply cycle for the adjustment of the degree of wear of the cylinder group.

После определения регулировочных параметров снимаются внешние скоростные характеристики дизеля при различной степени износа цилиндропоршневой группы (фиг. 11, 12, 13) без проведения и после проведения дополнительной регулировки, анализ которых свидетельствует ов After determining the adjusting parameters, the external speed characteristics of the diesel engine are removed at various degrees of wear of the cylinder-piston group (Fig. 11, 12, 13) without and after additional adjustment, the analysis of which indicates

Claims

1. A method of improving the efficiency of a diesel engine by adjusting the pressure of the start of the nozzle needle lift using spring tension, characterized in that the compression in the cylinders characterizing the degree of wear of the piston and piston group is determined on a running engine at a nominal crankshaft speed, and depending on the values obtained compressions set the pressure at the beginning of the nozzle needle lift, ensuring minimum exhaust smoke and maximum effective engine power for a given degree of wear of the piston-cylinder group.

2. The method according to claim 1, characterized in that, depending on the obtained compression values, an angle of advancing fuel injection using a clutch is set, which ensures minimum smoke emissions and maximum effective engine power for a given degree of wear of the piston and cylinder group.

3. The method according to claim 2, characterized in that, depending on the obtained compression values, the nominal cyclic fuel supply is set by turning each section of the fuel pump, which provides relatively minimal exhaust smoke at a relatively maximum effective engine power for a given degree of wear of the piston-cylinder group.