Повышение технического уровня формированных дизелей путем снижения тепломеханической напряженности распылителей форсунок : на примере дизелей типа ЧН 12/12

• Автор: Кондренко, Виталий Андреевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 178 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. ВОЗМОЖНОСТИ И ЗАДАЧИ ПОВЫШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ ФОРСИРОВАННЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДИЗЕЛЕЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ КОНСТРУКЦИИ ФОРСУНОК
1.1. Необходимость и последовательность совершенствования процессов преобразования энергии в рабочем цикле форсированных дизелей для повышения их технического уровня и эффективности
1.2. Причины, механизм и основные факторы повышения тепломеханической напряженности распылителей
1.3. Методы и средства снижения тепломеханической напряженности распылителей
1.4. Выводы. Цель и задачи исследования
2. ОСНОВЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ЦИКЛА И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ФОРСУНОК НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
2.1. Условия работоспособности форсунок по показателям тепломеханической напряженности
2.2. Возможности ограничения теплового потока в распылитель воздействием на показатели рабочего цикла
2.3. Возможности ограничения теплового потока в распылитель применением теплозащитного экранирования
2.4. Анализ выполнимости условий работоспособности форсунок, синтез рациональных параметров рабочего цикла и конструктивных параметров форсунок
2.5. Выводы
3. ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ И АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 Объект и предмет исследования, модернизированная форсунка с

узлом регулирования давления начала впрыскивания топлива и теплозащитным экранированием распылителя
3.2 Методика экспериментального исследования
3.3. Экспериментальные установки и измерительная аппаратура
3.4.Оценка погрешности измерений
3.5. Особенности методик определения основных показателей рабочего цикла дизеля и температуры распылителя
3.6. Выводы
4. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ДИЗЕЛЯ И ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ФОРСУНОК ПО ТЕПЛОМЕХАНИЧЕСКОЙ НАПРЯЖЕННОСТИ
4.1. Потенциальный уровень показателей рабочего цикла и ограничительных параметров форсунок исследуемых дизелей и его изменение
на начальных стадиях эксплуатации
4.2. Влияние изменения характеристик форсунок на показатели рабочего цикла дизеля
4.3. Влияние конструктивных, производственных и эксплуатационных факторов (возмущений) на показатели рабочего цикла и ограничительные параметры форсунок
4.4. Выводы
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ СНИЖЕНИЯ ТЕПЛОМЕХАНИЧЕСКОЙ НАПРЯЖЕННОСТИ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ
5.1. Эффективность теплозащитного экранирования распылителей
5.2. Эффективность охлаждения надувочного воздуха
5.3. Эффективность совершенствования форсунок применением узла регулирования давления начала впрыскивания топлива
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
N0 ' эффективная мощность двигателя, кВт;
От - часовой расход топлива, кг/ч;
- удельный эффективный расход топлива, г/(кВт-ч); ре - среднее эффективное давление, МПа; п - частота вращения коленчатого вала, мин р; - среднее индикаторное давление, МПа; gi - удельный индикаторный расход топлива, г/(кВт-ч); грсп- температура носка распылителя, °С;
1Г- температура отработавших газов,1“С;
Б - дымность отработавших газов, %;
Кт" критерий тепловой нагруженности (критерий Костина);
Ртах" максимальное давление цикла, МПа;
Уп - максимальная быстрота нарастания давления, МПа/град ГЖВ;
тах
Тщах- максимальная температура цикла, К; а - коэффициент избытка воздуха;
срп - продолжительность начального периода сгорания, град ГЖВ;
<ру - продолжительность процесса сгорания, град ПКВ; т„ - показатель характера сгорания для начального периода; т0 - показатель характера сгорания для основного периода;
- коэффициент эффективности сгорания;
Рф - давление начала впрыскивания топлива (давление начала подъема иглы), МПа;
рЕр - эффективное проходное сечение распылителя, мм2;
Ьн - подъем иглы распылителя, мм;
9ВПр - продолжительность впрыскивания топлива, град ГЖВ;
ГЖВ - поворот коленчатого вала двигателя.

тичности при первоначальной сборке, для компенсации неточностей изготовления деталей и возможными перекосами форсунок при монтаже на двигателе. В результате подвижность иглы распылителя резко уменьшается с соответствующим снижением скорости посадки иглы и ухудшением качества впрыскивания топлива, смесеобразования и сгорания и последующим увеличением тепловых потоков в распылитель. В исследуемых дизелях эти явления усугубляются при переборке форсунок с нарушением приработанных трибосопряжений для регулирования давления начала впрыскивания топлива или механического удаления нагаросмолистых отложений и последующем монтаже форсунок после их технического обслуживания [12, 30, 90]. Выходами из этого положения являются:
- простое изменение технологии сборки и введение операции контроля равномерности бокового зазора между головкой и распылителем [90];
- изменение конструкции форсунки и её приспособление к применению безразборных методов и средств поддержания работоспособности [24, 61, 64].
Современные безразборные методы и средства поддержания работоспособности форсунок без демонтажа с двигателя [95] позволяют выполнить в соответствии с регламентом технического обслуживания:
- диагностирование и, при необходимости, регулирование давления начала впрыскивания топлива;
- восстановление характеристик проточной части распылителей и форсунок в целом путем безразборной очистки проточной части от нагаро-смолистых отложений применением эффективных промывочных жидкостей, например МЛ-201 (ТУ 0258-001-4248991-99) [64, 95].
Однако форсунки современных форсированных дизелей в разной степени приспособлены к применению безразборных методов и средств технического обслуживания. Для определения путей их совершенствования необходим соответствующий анализ конструкции форсунок. Они различаются тремя способами регулирования давления начала впрыскивания топлива, из них первые два выполняются без разборки форсунки, а второй - с разборкой [10, 27, 58, 102]:
1) с помощью регулировочного винта или гайки;