Определить часовой и цикловой расход топлива для номинального режима работы дизеля типа Д49 тепловоза 2ТЭ116.

Ответ- Устройства, регулирующие цикловую подачу в насосах клапанного типа, могут быть выполнены в виде перепускных или отсечных клапанов, через которые на части хода плунжера топливо перепускается в приемную полость насоса; в насосах золотникового типа плунжер-золотник перепускает топливо в приемное окно в начале или в конце своего хода.

В начале хода плунжера вверх происходит перепуск топлива через окно с, но как только торец плунжера перекроет окна и давлением топлива закроется всасывающий клапан, оно будет нагнетаться по центральному каналу в клапане 4 в трубопровод высокого давления, откуда по форсуночным трубкам поступит к двум форсункам, установленным в каждой крышке цилиндра. После того, как спиральные регулировочные кромки плунжера откроют окна с (надплунжерное пространство сообщится с приемной полостью b насоса), происходит отсечка впрыска.Величину цикловой подачи определяют по формуле:

g_ц = N_ецg_e/60(n/m)

где N_ец— эффективная цилиндровая мощность, л. с. (кВт);

g_e — удельный расход топлива, г/(э.л. с.-ч) [г/(кВт-ч)];

п — частота вращения коленчатого вала, об/мин;

т — коэффициент тактности (для четырехтактных двигателей

m = 2, для двухтактных n = 1).

Для мощного малооборотного двигателя g_ц =35-:-40 г/цикл, для высокооборотных маломощных двигатели g_u = 0,10-:-0,15 г/цикл.

При уменьшении мощности двигателя (при работе на малом ходу) цикловая подача уменьшается в 7—10 раз.

На рис. 1 показаны диаграммы топливоподачи и графики пу­ти и скорости плунжера при различных способах регулирования цикловой подачи. Диаграмма и графики ( рис. 1, а) соответ­ствуют регулированию g_цза счет изменения начала подачи топлива. На всех режимах конец подачи насоса (КПН) про­исходит в точке 4.

Следовательно, регулирование величины цикловой подачи всегда приводит к изменению угла опережения подачи. Недостат­ком этого способа регулирования является малая скорость плун­жера в конце подачи, что приводит к «вялому» распыливанию в конце впрыска. В двигателях средне- и высокооборотных, работающих на греб­ной винт с переменной частотой вращения, применение ТНВД с регулированием g_цза счет изменения начала подачи топлива обеспечит «мягкую» работу двигателя на всех режимах из-за ав­томатического изменения угла опережения подачи топлива при изменении скоростного режима.

Рис. 1. Диаграммы топливоподачи

Диаграмма и графики (рис. 1, б) соответствуют регули­рованию за счет изменения конца подачи топлива. На­чалу подачи всегда соответствует точка 1, при уменьшении g_цконец подачи перемещается из точки 4 в точки 3 и 2 и соответ ственно изменяется полезный ход плунжера. Угол опережения по дачи топлива  _оп на всех режимах остается неизменным. Скорость плунжера во время впрыска высокая, вся порция топлива хорошо распыливается.

Диаграмма и графики ( рис. 1, в) соответствуют регули­рованию g_цза счет одновременного изменения начала и конца подачи топлива. Точки 1—6 соответствуют началу и концу пода­чи топлива при наибольшей величине g_ц. При уменьшении g_ц начало подачи последовательно смещается в точки 2 и 3, конец подачи — в точки 5 и 4. Так же, как при первом способе регу­лирования, изменение цикловой подачи приводит к изменению уг­ла опережения подачи. Для двигателей, работающих с постоянной частотой вращения (дизель-генераторы), второй способ регулирования наиболее удо­бен, так как при неизменном скоростном режиме постоянный угол опережения подачи топлива обеспечит воспламенение топлива при одном и том же угле поворота кривошипа, что будет создавать одинаковые условия протекания процесса сгорания на всех режи­мах работы двигателя.

Расширение диапазона, экономической работы дизелей Д49 решалось за счет:

1) увеличения воздушного заряда в цилиндрах;

2) более эффективного сжигания топлива при малом воздушном заряде в цилиндре (малом коэффициенте избытка воздуха);

3) повышения механического коэффициента полезного действия двигателя;

4) отключения части цилиндров при работе на холостом ходу. Применение тех или иных путей повышения экономичностидля различных модификаций дизелей типа Д49 зависело от их уровня форсирования и условий работы на тепловозе. Для малофорсированных дизелей 8ЧН 26/26, применяемых на тепловозах с гидропередачей, улучшение эксплуатационной экономичности велось путем подбора топливной аппаратуры, степени сжатия, настройки турбокомпрессора и снижения минимальной частоты вращения холостого хода. Так, например, совершенствуя гидравлическую характеристику форсунки (изменено отверстие распылителя за иглой с 0,003 м до 0,0018 м), удалось уменьшить удельный расход топлива при работе по характеристике гидротрансформатора на режимах рис. 106).

Уменьшение частоты вращения холостого хода с 400 до 300 об/мин позволило снизить часовой расход топлива при рабочих температурах масла на 13 %. При этом применение механизма отключения части цилиндров позволило обеспечить устойчивую работу дизеля без разжижения масла топливом.

Экономичность дизеля при его работе на холостом ходу может быть существенно повышена исключением переохлаждения масла (рис. 107). Уменьшение температуры масла с 70 до 55 °С приводит к росту часового расхода топлива на 16 %.

Рис. 106. Изменение расхода топлива дизеля Д49 при работе по трансформаторной характеристике.

Рис. 107. Зависимость экономичности дизеля Д49 от температуры масла при работе на режиме холостого хода п = 400 об/мин.