Разработка и совершенствование дизельных топливных систем с гидравлическим и гидромеханическим запиранием форсунок

• Автор: Каракаев, Абылхан Космурзаевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Павлодар
• Количество страниц: 296 с. : ил. + Прил. (128 c. )

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ,УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ,СИМВОЛОВ

И ТЕРМИНОВ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР РАБОТ ПО ПРОБЛЕМЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Влияние процесса впрыскивания (ПВ) на рабочий процесс двигателя (РОД)

1.2. Анализ качества распыливания топлива (КРТ) по фазам ПВ и пути улучшения работы ТС в широком диапазоне нагрузок и частот вращения
1.3. Пути улучшения работы дизелей и ТС на режимах холостого хода (XX), малых нагрузок и частот вращения (МНЧ)

1.4. Топливные системы с гидрозапиранием форсунок (ТС с ФГ).

1.5. ТС с гидромеханическим запиранием форсунок (ФГМ)
1.6. ТС с форсунками с глухим колпаком (ТС с ФГК)
1.7. Развитие теории и методов расчёта ПВ топлива в дизелях.
1.8. Заключение и постановка задач исследований
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТОПЛИВНЫХ СИСТЕМ ДВС
2.1. Гидродинамические основы теории и методов расчёта ПВ
2.2. Уточнение составляющих потока, учитывающих трение при неуста-новившемся движении сплошной среды (НДСС) по каналам с переменными под:, / сечениями различной формы
2.3. Касательные напряжения трения на стенках труб с различными формами поперечных сечений
2.4. Разработка методов гидродинамического анализа и расчёта ПВ в ТС с форсунками разных типов (ФРТ)
2.4.1. Методика анализа и расчёта ПВ у ФГМ
2.4.2. Методика анализа и расчёта ПВ у ФГ

2.4.3. Процесе впрыскивания в ТС с ФГК
2.4.3.1. ПВ в ТС с ФГК и с перепуском топлива из ЛВД в ЛНД в периоды между циклами ПВ
2.5. Влияние положения иглы форсунки на ПВ
2.6. Энергетический баланс потока топлива в форсунках и баланс сил, действующих на иглы форсунок
2.7. Устойчивость работы форсунок (УРФ)
2.8. Анализ результатов расчёта ПВ на основе имитационного моделирования
2.9. Заключение (выводы, рекомендации и предложения)
3. РАЗРАБОТКА, СОЗДАНИЕ ТС С ФГ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПУТЕЙ
ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТС И ДИЗЕЛЕЙ
3.1. Методика безмоторных сравнительных исследований
З.І.І.Основньїе параметры ТС с ФП дизеля ЧН 26/26 (Д-49)
3.1.2. Безмоторная установка, объём исследований и измеренные пара метры ПВ
3.1.3. Контрольно-измерительная аппаратура (КИА)
3.1.4. Методика измерений и обработки
3.2. Методика экспериментального исследования на двухцилиндровом
отсеке ОД-49 (2ЧН 26/26)
3.2.1. Экспериментальная установка и измеренные параметры
3.2.2. КИА. Методика измерений и обработки
3.2.3. Оценка величин погрешностей измерений и обработки результатов экспериментальных исследований
3.3. Анализ результатов СЭИ ТС с ФГ и ФП на безмоторной установке
3.3.1. Влияние давления начала впрыскивания топлива (рФ0) на ПВ
3.3.2. Сравнение рдботы ТС с ФГ и ТС с ФП на режимах минимальноустойчивых частот XX дизеля Д-
3.3.3. Зоны и границы устойчивой работы ТС с ФГ и ФП
3.3.4. Обоснование повышения экономии топлива при ФГ
3.3.5. Выбор диапазона регулированиярф0 в зависимости от режима

работы ТС
3.4. Анализ эффективности работы двигателя ОД-49, оборудованного ТС с ФГ и ТС с ФП
3.5. Заключение (выводы, рекомендации и предложения)
4. РАЗРАБОТКА, СОЗДАНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЕ, ВНЕДРЕНИЕ В ХОЗЯЙСТВАХ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДИЗЕЛЬНЫХ ТС С ФГК
4.1. Методика СЭИ и рядовых эксплуатационных испытаний (РЭИ)
4.1.1. Объекты исследований и РЭИ
4.1.2. Методика безмоторных сравнительных исследований
4.1.3. Экспериментальные установки с дизелями А-41, Д-440 и комплексом измерительных приборов
4.1.4. Методика СЭИ на установках с дизелями А-41 и Д-
4.1.5. Устройство и способ для определения рфо при ФГК [84]
4.1.6. Способы определения углов опережения начала подачи топлива до ВМТ плунжера ТНВД с РНК (<рнп) и до ВМТ поршня (0ВПР) после установки ТНВД с РНК на дизель [107,133]
4.1.7. Программа, методика и организация РЭИ ТС с ФГК на
дизелях
4.2. Анализ результатов СЭИ ТС с ФП и ФГК на безмоторных
стендах
4.2.1. Влияние замкнутой надыгольной полости ФГК на ПВ
4.2.2. Стабильность работы топливных систем с ФП и ФГК
4.2.3. Влияние конструктивно-технологических и регулировочных параметров форсунок на ПВ
4.2.3.1. Влияние 8р на работу ТС с ФП и ТС с ФГК
4.2.3.2. Анализ результатов СЭИ ТС с ФП и ФГК с öP=8-9 мкм при разных объёмах надыгольной полости (Vr0)
4.2.3.3. ВлияниеРфоп на работу ТС с ФП и ФГК с Sр=8-9 мкм
4.3. Анализ результатов СЭИ ТС с ФП и ФГК на установке с А-
4.3.1. Влияние зазоров распылителей на работу дизеля А-
4.3.2. Гидрозаклинивание иглы ФГК и пути его устранения при эксплуатации и пуске дизеля

ФГМ на главном двигателе ПР "Буревестник", на 5Д50 ПР "Альбатрос" и "Саяны". В заключение отмечается, что применение ФГМ позволяет поднять стабильность регулировки ее, что в несколько раз увеличивается срок службы форсунок двигателя 5Д50 между контрольно-профилактическими переборками, что согласуется и с выводами [226].
О перспективности ФГМ свидетельствуют патенты Англии (1406216 НКИ FIB (МКИ F02M 47/02) от 1975 г и 1475702,НКИ FIB (МКИ F02M 47/00) от 1976 г), имеющие СГФ и ССТ с устройствами для регулирования рт- ТС с ФГМ присущи органические недостатки, свойственные ТС как с ФГ, так и с ФП, так как они усложнены из-за СГФ и ССТ с устройствами для регулирования рг и пружинного механизма запирания с большим количеством и МПД.
Стремление упростить, а следовательно, повысить надежность работы ТС привело к разработке и созданию ТС с ФГК, не имеющих ни ССТ, ни СГФ.
1.6. ТС с форсунками с глухим колпаком (ТС с ФГК)
ФГК от ФП отличается замкнутой НП. Отсутствие ССТ упрощает ТС и дизель, компоновку, монтаж и демонтаж ее с двигателя. При этом экономится значительное количество материала. Давление в НП дополнительно нагружает иглу и ускоряет тем самым посадку её на седло, сокращая ЭВ.
Отмечая возможность эксплуатации дизеля 64 12/14 с ФГК,у которой рФ0 не превышала бы рФ0П= 17,5 Мпа на 2-3 %,приходят к неверному выводу [227,228], что отсутствие циркуляции топлива по 5Р ухудшает условия эксплуатации.
Первые же исследования ФГК на АМЗ [149,150],а затем в ПИИ [9-11,24], проведенные под руководством автора по хід с АМЗ, показали работоспособность ФГК,причём из-за перетечек через 8Р повышается рг,а в ПМЦ топливо из НП подпитывает ЛВД, повышая ра и улучшая работу ТС и ДВС,что подтвердили и дальнейшие НИОКР [12-19,32-34,36-39,44-,47-52,54-57,59-69,72,73,75,76,78,80] и исследования других организаций [229-243],однако на режимах больших V/( и в особенности на режимах чрезмерно малых п и Уц (близких к 0) ухудшалась стабильность ПВ, вплоть до ГЗИ, впервые обнаруженное нами [11], когда резко увеличивалось Рг, приводящее к прекращению подачи топлива в цилиндры, хотя при изменении Vn от 20 до 105 мм3 (в диапазоне и=600-1890 мин''),т.е.на всех воз- можных в эксплуатации режимах дизелей А-41 и А-01М,ГЗИ обнаружено не было. При весьма