Применение масляного охлаждения поршня с целью снижения его температур, страница 6

Рисунок 6.8 – Зависимость расхода масла на охлаждение поршней от:

а – скоростного режима работы дизеля (р_ме= 600 кПа, р₀= 300 кПа, t₀= 85 °С);

б – нагрузочного режима (n = 1700 мин^-1, р₀=300 кПа, t₀=85 °С);

в – давление масла в главной масляной магистрали дизеля (n = 1700 мин^-1, t₀=85 °С):

´, °, ·, варианты охлаждения поршней I, II, III

1800 мин^-1 снижает расход с 3,88×10^-2 до 2,16×10^-2 г/с (с 2,8 до 1,5 л/мин), что связано с существенным усилением взбалтывания масла в полости. С ростом частоты вращения коленчатого вала двигателя происходит увеличение вертикальной составляющей вектора скорости движения масла в полости, а это приводит к возрастанию сопротивления прокачке масла через полость.

          Изменение нагрузки на двигатель от 200 до 800 кПа не оказывает влияние на расход масла на охлаждение поршня (рис.6.8, б), так как в этом случае температура и давление масла в главной магистрали поддерживались неизменными.

          При работе дизеля на номинальной режиме увеличивается давления масла в главной магистрали от 150 до 400 кПа (рис.6.8, в) приводит к повышению расхода масла на охлаждение 2,51×10^-2 до 4,31×10^-2г/с (с 1,75 до 3 л/мин) для варианта I, с 3,5×10^-2 до 5,87×10^-2 г/с (с 2,4 до 4,1 л/мин) для варианта  II и с 1,73×10^-2 до 2,74×10^-2 г/с(с 1,2 до 1,9 л/мин) для варианта III. Следует отметить, что расход масла нелинейно зависит от давления в главной масляной магистрали.

          Характер изменения температур по образующей поршней с кольцевой охлаждающей полостью указывает на то, что полость охлаждения является своеобразным барьером, препятствующим передачи тепла от кромки к стенкам камеры сгорания к первому компрессионному кольцу. Происходит перераспределение тепловых потоков, и первое компрессионное кольцо становится разгруженным в тепловом отношении по сравнению с поршнем без охлаждающей полости, что благоприятно скажется на работоспособности первого компрессионного кольца. Температура поршня в зависимости от нагрузки (рис.6.9, а) возрастает практически линейно, причем наибольшая интенсивность возрастания температуры наблюдается у варианта поршня I. Температура головки поршня со стороны впуска несколько ниже, чем со стороны выпуска. Темп увеличения температуры поршня в наиболее нагретом участке на кромке камеры сгорания со стороны выпуска (термопара  6 на рисунке 6.10) составил в среднем у пор-    Рисунок 6.9 – Зависимость темпера-     

шня  варианта  I  25 °С;  вариант  II - 18 °С,     туры характерных участков поршней:

вариант III - 19 °С  на каждые  100  кПа уве-      а - со стороны выпуска от нагрузки;

личения нагрузки на дизель.                                   б - со стороны выпуска от частоты

          Зависимость температуры поршня  от        вращения коленвала при постоянной    

частоты вращения  коленчатого вала дизеля                  нагрузке на дизель                            при постоянной нагрузке имеет практически             

 линейный характер (рис.6.9, б). Темп увеличения температуры (термопара 6) на каждые 100 мин^-1 повышения частоты вращения коленчатого вала двигателя у поршня варианта I составил 9,44 °С, у поршня варианта II - 5,55 °С и у поршня варианта III - 5,5 °С. Наибольший теплосъем у поршней с кольцевой полостью как на нагрузочном, так и скоростном режимах работы двигателя наблюдаются в зоне канавки первого компрессионного кольца.     

  Рисунок 6.10 - Размещение            Температура сливаемого из полости охлаждения                                    

        термопар на поршне           масло характеризует  интенсивность процесса тепло-    

                                                      отдачи от поршня в охлаждающее масло. Температура масла в главной магистрали на всех режимах исследований теплового состояния поршней поддерживалась равной 85 °С.