<<
>>

2.1 Экспериментальная установка

Углубленное изучение процесса сгорания удобнее производить, не на реальных двигателях, а на специальных установках, где рабочий процесс воспроизводится в виде ряда одиночных циклов. При этом представляется возможным более однозначно контролировать и независимо изменять отдельные параметры рабочего режима (давление, температуру сжатия, температуру стенок КС, состав смеси и т.д.) при сохранении остальных параметров неизменными.

В настоящей работе для изучения средних скоростей распространения пламени в первой, второй и третьей фазе, а также характеристики тепловыделения использовалась специальная исследовательская одноцилиндровая установка УИТ-85.

Данная установка объединяет в себе положительные качества установок для изучения одиночных циклов и, в тоже время, более приближена к условиям транспортного ДВС. УИТ-85 представляет собой одноцилиндровый четырехтактный карбюраторный двигатель с изменяемой степенью сжатия, отношение хода поршня к диаметру цилиндра S/D = 1.35 [104]. Коленчатый вал приводится во вращение электромотором. Частота вращения поддерживается постоянной, имеется два режима 600 и 900 мин"1. Рабочая смесь приготовляется в простом одножиклёрном карбюраторе, гомогенность ТВС обеспечивается конструкцией подогреваемого впускного трубопровода. Влажность воздуха и температура заряда на впуске поддерживаются постоянными. Эти особенности конструкции позволяют максимально уменьшить неоднородность состава смеси от цикла к циклу, тем самым снизить межцикловую нестабильность (МЦН) работы двигателя, что особенно важно при изучении процесса сгорания в условиях ДВС. Кроме того, в камере сгорания имеется штатное место для установки маг- нитострикционного датчика для измерения детонации, что дает возможность замены этого датчика на ионизационный датчик, без каких-либо изменений в конструкции цилиндра. Конструкция УИТ-85 позволяет с высокой точностью контролировать режимные параметры работы ДВС (температура охлаждающей жидкости, степень сжатия, частота вращения, состав смеси, УОЗ) и изменять их независимо друг от друга. Это позволяет определять влияние на процесс сгора-

ния и скорость распространения пламени отдельно того или иного фактора, т.е. установка позволяет воспроизводить режимы испытаний достаточно точно и может быть использована для изучения процесса сгорания. Схема экспериментальной установки приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Схема экспериментальной установки: 1 - газовый баллон с водородом, 2 - газовый редуктор первой ступени, 3 -газовый редуктор второй ступени, 4- жидкостный манометр, 5 - газовый счетчик барабанный ГСБ-400, 6 - система измерения ионного тока или тока с магнитострикционного датчика, 7 - универсальная установка УИТ-85.

Для приготовления топливно-воздушной смеси служит трехбачковый карбюратор, позволяющий попеременно работать из разных бачков. Состав смеси точно регулируется посредством регулировки высоты уровня топлива в поплавковой камере карбюратора. Воздушный заряд на впуске подогревается электрическим нагревателем и имеет постоянную температуру 52°С, поддерживаемую с помощью датчика температуры с обратной связью.

Переход с одной частоты вращения на другую осуществляется поворотом переключателя частоты вращения расположенного на панели пульта управления установкой.

Основным агрегатом установки УИТ-85 является одноцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания с жидкостным тер- мосифонно-испарительным охлаждением и устройством для бесступенчатого изменения степени сжатия.

Двигатель устанавливается на специальную подставку, прикрепленную к фундаментной плите. Основными узлами двигателя являются: картер, блок цилиндра, кривошипно-шатунный механизм (КШМ) и различные питающие системы.

В механизм изменения степени сжатия входит направляющая и червячная передача, позволяющая перемещать головку и изменять степень сжатия от 4 до

10. Степень сжатия измеряется индикатором, установленным на пластине головки цилиндра.

Рисунок 2.2 - Общий вид установки УИТ-85

Для исследования характеристик сгорания использовались поочередно штатный магнитострикционный датчик, который фиксирует скорость изменения давления в цилиндре двигателя и устанавливаемый на его место датчик ионизации, которым фиксируется импульс тока, возникающий при соприкосновении датчика с фронтом пламени. На рисунке 2.3 показано место установки маг- нитострикционного или ионизационного датчика, расположенное диаметрально противоположно свече зажигания. Данная конструктивная схема позволяет получать информацию о процессе сгорания без внесения изменений в конструкцию цилиндра УИТ-85.

Для записи осциллограмм с магнитострикционного и ионизационного датчика использовался цифровой многоканальный осциллограф на базе АЦП Е-

440 фирмы "L-Card". Блок-схема системы измерения магнитострикционного датчика показана на рисунке 2.4. [159] При изменении давления в цилиндре двигателя, происходит микро деформация сердечника магнитострикционного датчика, область деформации сердечника лежит в области упругих деформаций. Микро деформации сердечника вызывают значительные изменения в магнитной проницаемости, которые вызывают в обмотке ток самоиндукции который и фиксируется на осциллографе. На первый канал аналогового ввода осциллографа подается сигнал с электромагнитного датчика, установленного на проводе высокого напряжения свечи зажигания. В момент искрового разряда на этом датчике возникает импульс тока, который фиксируется осциллографом и используется для синхронизации развертки осциллограммы. Т.е. начало осциллограммы для каждого рабочего цикла соответствует моменту искрового разряда на свече зажигания. Таким образом, сигнал с датчика синхронизируется на экране осциллографа с оборотами двигателя, что позволяет определять углы ПКВ, соответствующие его положению и продолжительности.

Рисунок 2.3 - Схема установки ионизационного датчика в камере сгорания УИТ-85: 1 - цилиндр; 2 - поршень; 3 - свеча зажигания; 4 - место для установки магнитострикционного датчика или датчик ионизации.

! !

\ I

-t

Рисунок 2.4 - Схема системы измерения сигнала магнитострикционного датчика: 1 - Свеча зажигания, 2 - магнитострикционный датчик, 3 - датчик положения коленчатого вала, 4 - катушка зажигания, 5 - электромагнитный датчик.

Рисунок 2 5 - Схема системы измерения ионного тока: 1 - катушка зажигания, 2 - электромагнитный датчик, 3 - свеча зажигания, 4 - ионизационный датчик.

Блок-схема системы измерения ионного тока показана на рисунке 2.5. [159] Между электродами ионизационного датчика создается разность потенциалов с помощью источника постоянного тока гальванического типа. Напряжение на клеммах источника составляет 9 вольт. На первый канал аналогового ввода осциллографа подается сигнал с электромагнитного датчика, установленного на проводе высокого напряжения свечи зажигания. Сигнал с ионизационного датчика синхронизируется также как и сигнал с магнитострикционного датчика по искровому разряду, что позволяет определять углы ПКВ, соответствующие его положению и продолжительности.

<< | >>
Источник: Смоленский Виктор Владимирович. Особенности процесса сгорания в бензиновых двигателях при добавке водорода в топливно-воздушную смесь: дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02. - М.: РГБ, 2007. 2007

Еще по теме 2.1 Экспериментальная установка:

  1. 4.1 Методика экспериментального определения воздухообмена в салоне
  2. ГЛАВА 2. Экспериментальная установка. Планирование и методика проведения экспериментов
  3. 2.1 Экспериментальная установка
  4. 2.2 Обоснование выбора методики проведения экспериментальных исследований
  5. 3.2. Разработка конструкции экспериментальной установки и методики проведения экспериментов
  6. Понятия установки и аттитюда
  7. 4.3. Экспериментальное исследование личностных качеств учителя, способствующих развитию его профессиональной рефлексии
  8. Психическая установка
  9. Глава 21. Опытно-промышленная установка для газификации угля в шлаковом расплаве мощностью 50 МВт
  10. 47. Психологическая концепция установки Д.Н.Узнадзе.
  11. Экспериментальные планы
  12. Описание экспериментальной установки и средств контроля
  13. Описание экспериментальной пневмотранспортной установки