Параметры, определяющие начало, конец и продолжительность подачи топлива насосом и форсункой, являются параметрами качественного регулирования топливной аппаратуры, так как именно они при прочих равных условиях влияют на характер развития процесса сгорания, качественной оценкой которого является уровень динамических и экономических показателей рабочего цикла. Остановимся на этом несколько подробнее, чтобы уяснить сущность задачи оптимизации регулировочных характеристик. На рис. 26 показаны два случая распределения фазы подачи топлива относительно ВМТ.
В первом случае основная доля фазы располагается до ВМТ, во втором — за ВМТ. Иначе говоря, в первом случае топливо поступает в цилиндр с большим опережением, во втором — с малым. Большое опережение подачи топлива приводит к развитию процесса сгорания до ВМТ, на ходе сжатия, когда объем цилиндра уменьшается; малое опережение, наоборот, переносит процесс за ВМТ, на ход расширения, когда объем цилиндра увеличивается.
Рисунок 26. Пример качественного регулирования топливоподачи
Такое отличие в условиях сгорания одного и того же количества топлива при разных углах опережения резко меняет вид осциллограмм (рис. 26, б) и индикаторных диаграмм (рис. 26, в) на участке сгорания CZ: при большом опережении происходит резкий скачок давления, цикл становится более динамичным.
Можно дать качественную оценку и экономическим показателям цикла в том и другом случае, если допустить видимую аналогию изменения давления на участках сгорания CZV и CZP в рабочих циклах и тепло-подвода в теоретическом цикле.
Как известно, в теоретическом цикле при условии тепло-подвода только по изохоре динамические показатели растут, но растет и КПД, т. е. экономичность цикла, и, наоборот: при условии подвода теплоты только по изобаре динамические и экономические показатели цикла снижаются.
Рисунок 27. Параметры при работе двигателя по регулировочной характеристике
Применительно к нашему случаю перераспределения топливоподачи относительно ВМТ (рис. 26, а) аналогичный вывод может быть сформулирован так: с ростом угла опережения рабочий цикл должен быть более экономичным и динамичным, т. е. расход топлива (g1 и gе) должен уменьшаться, а показатели механической напряженности двигателя возрастать.
Практика эксплуатации и опыт доводки судовых дизелей на заводских стендах подтвердили достоверность такого вывода, однако естественно задать вопрос: до каких пор следует увеличивать угол опережения с целью достижения большей экономичности?
Ответ на такой вопрос в каждом конкретном случае дает только эксперимент. Поэтому дизелестроительные заводы в процессе доводки головного образца дизеля на стенде снимают так называемые регулировочные характеристики, показывающие, как зависят параметры рабочего цикла от угла опережения. Продолжительность фазы подачи топлива и частота вращения вала n при этом постоянны.
С увеличением угла опережения (рис. 27):
- максимальное давление сгорания рг все время растет, так как все большая доля цикловой подачи топлива gе поступает в цилиндр в процессе сжатия;