ных конструкций поршней, обеспечивающих направленное движение воздушного
заряда в цилиндрах за счет выполнения профилированных каналов на его верх-
ней торцовой поверхности (на днище поршня). Серийная КС в поршне диаметром
d
= 80
мм и глубиной
h
= 24
мм обеспечивает степень сжатия
ε
= 15
. В опытных
вариантах поршней диаметр КС в поршне был уменьшен до
d
= 76
мм с целью
сохранить неизменную степень сжатия
ε
= 15
при выполнении профилированных
каналов на днищах опытных поршней. Первый опытный вариант КС обеспечивает
направление воздушного заряда к струе топлива за счет выполнения на днище порш-
ня в его периферийной части четырех радиально расположенных трапециевидных
каналов, сужающихся в направлении центрально расположенной КС. Второй опыт-
ный вариант КС позволяет направлять воздушный заряд в пристеночную зону за
счет выполнения на днище поршня четырех тангенциально расположенных (по ка-
сательной к центрально расположенной КС) трапециевидных сужающихся каналов.
Третий опытный вариант КС аналогичен варианту № 2, но поршень выполнен без
острых граней в направляющем воздушном канале для снижения теплонапряжен-
ности острых кромок профилированных каналов. Экспериментальные исследования
поршней со штатным и опытными поршнями проведены на одноцилиндровой уста-
новке двигателя 1 ЧН 13/14. Изменение интенсивности впрыскивания в процессе
испытаний достигалось за счет гидродогружения форсунки от дополнительного на-
соса, работающего на гидроаккумулятор и приводимого от коленчатого вала установ-
ки. Такая система топливоподачи позволяла изменять давление в гидроаккумуляторе
р
фг
от 0 до 36МПа, что приводило к увеличению максимального давления топлива в
линии высокого давления от 27 до 80МПа. Результаты проведенных испытаний под-
твердили улучшение показателей дизеля при использовании поршней предложенных
конструкций. В частности, замена штатного поршня опытным по варианту № 1 и
одновременная оптимизация давления впрыскивания в дизеле, работающем на ре-
жиме с
n
= 1900
мин
−
1
,
N
е
= 34
кВт и
р
фг
= 36
МПа позволили снизить удельный
эффективный расход топлива
g
е
с 266 до 247 г/(кВт
∙
ч) при уменьшении дымности
ОГ
K
х
с 57 до 50% по шкале Хартриджа. При опытных поршнях по варианту № 2
в этих условиях также снижается
g
е
до 247 г/(кВт
∙
ч) при дымности ОГ
K
х
= 25
%.
Опытные поршни по варианту № 3 обеспечили получение
g
е
= 250
г/(кВт
∙
ч) и
K
х
= 28
%. Таким образом, на номинальном режиме с
р
фг
= 36
МПа наименьшие
значения удельного эффективного расхода топлива (
g
е
= 247
г/(кВт
∙
ч)) достигнуты
при установке поршней по вариантам № 1 и 2, а минимальные значения дымности
ОГ (
К
х
= 25
%) — при установке поршня по варианту № 2. Улучшение показателей
дизеля при оптимизации давления впрыскивания и движения воздушного заряда
достигнуто и на других режимах.
“Экспериментальное исследование теплового состояния поршня газового двига-
теля транспортного назначения КамАЗ 740.13Г” — тема выступления А.И. Гайворон-
ского (ООО “ВНИИГАЗ”). При разработке газовой модификации дизельного двига-
теля транспортного назначения КамАЗ 740.13Г были проведены исследования те-
плового состояния поршня. Для определения тепловых нагрузок днища поршня был
использован бесконтактный метод теплофизических исследований на основе кри-
сталлических измерителей максимальной температуры (облученный алмаз), которые
в количестве шести штук были размещены на расстоянии 1. . . 1,5 мм от поверхности
огневого днища поршня в углублении камеры сгорания (имеющей цилиндрическую
симметричную форму), на плоской торцовой поверхности и на выточке под вы-
пускной клапан. Испытания проводились при частоте
n
= 2200
мин
−
1
и мощности
двигателя
N
е
= 174
,
3
кВт. Угол опережения зажигания составлял
24
◦
п.к.в., а ко-
эффициент избытка воздуха
α
= 1
,
34
. Степень сжатия для газовой модификации
была уменьшена с
ε
= 16
(дизельный прототип) до
ε
= 11
,
3
. Полученные в ходе
проведения испытаний данные сопоставляли с результатами измерений, сделанных
этим же методом на дизельном прототипе, работающем на режиме с
n
= 2600
мин
−
1
и
N
е
= 154
кВт. Сравнение полученных значений температур позволяет отметить
следующее. Увеличение диаметра КС газового варианта, вызванное увеличением
мертвого объема для необходимого понижения степени сжатия
ε
с 16 до 11,3, пере-
носит область высоких температур на теплообменных поверхностях от центральной
части КС ближе к периферии и боковой поверхности поршня. В центральной части
КС за счет “срезания” выпуклости, имеющейся у дизельного прототипа, происхо-
122 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2006. № 3
