Улучшение эксплуатационных показателей автотракторных дизелей совершенствованием конструкции и технологии диагностирования топливоподающей системы

• Автор: Неговора, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 343 с. : ил.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ОБОСНОВАНИЕ КОНЦЕПЦИИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Совершенствование конструкций и особенности эксплуатации автотракторных дизелей
1.2 Организация смесеобразования и сгорания в малотоксичных и экономичных двигателях
1.3 Топливоподающая система как основа обеспечения высоких техникоэкономических и экологических показателей дизеля

1.4 Программные продукты для расчета и оптимизации рабочего процесса ДВС

1.5 Методы и средства диагностирования топливной аппаратуры

1.6 Обоснование концепции, цель и задачи исследования

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТОПЛИВОПОДАЮЩИХ СИСТЕМ

2.1. Разработка топливоподающих систем, реализующих перспективные требования

2.1.1. Топливоподающая система непосредственного действия с повышенным давлением впрыскивания и электронным управлением

2.1.2. Аккумуляторная ТПС с ЭГФ конструкции БГАУ

2.2. Математические модели для исследования и оптимизации параметров разработанной аккумуляторной топливоподающей системы
2.2.1. Математическая модель гидродинамического процесса в линии «аккумулятор-форсунка»
2.2.2. Математическое описание процесса работы аккумуляторной ТПС
в линии «ТНВД-аккумулятор»
2.3. Оптимизация и численное исследование параметров разработанной аккумуляторной ТПС с электронным управлением
2.3.1. Идентификация математической модели

2.3.2. Численное исследование влияния конструктивных параметров ЭГФ на процесс топливоподачи.
2.3.3. Расчет и практическая реализация схемотехнических решений конструкции топливного насоса высокого давления.
2.3.4. Расчетное обоснование параметров аккумулятора и нагнетательных трубопроводов разработанной топливоподающей системы.
2.3.5. Разработка электронного блока управления топливоподачей.
2.4. Экспериментальные безмоторные исследования разработанной топливоподающей системы.
2.4.1. Методика экспериментальных исследований, приборы, оборудование и точность измерений.
2.4.2. Результаты экспериментальных безмоторных исследований.
2.5. Анализ результатов исследований, выводы по 2 главе.
ГЛАВА 3. КОМПЛЕКСНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ
И ТОПЛИВОПОДАЧИ ДЛЯ ТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ.
3.1. Выбор объекта исследования и идентификация математической модели.
3.2. Оптимизация рабочего процесса дизеля 14 10,5x12 и формирование требований к перспективной топливной аппаратуре.
3.3. Конструктивная разработка экспериментальной неразделенной камеры сгорания.
3.4. Моторные испытания экспериментального дизеля с опытной топливоподающей системой.
3.5. Анализ результатов испытаний, выводы по 3 главе.
ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ И РАЗРАБОТКА
СРЕДСТВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ.
4.1. Метод функционального безразборного диагностирования топливной аппаратуры и методика распознавания неисправностей ТПС с учетом вероятностного характера возникновения отказов.

4.2. Разработка средств и систем оперативного диагностирования топливной аппаратуры
4.3. Экспериментальная оценка модели диагностирования топливной аппаратуры и эффективности информационно-измерительного диагностического комплекса
4.4. Технология диагностирования топливоподающих систем дизелей
4.5. Анализ результатов, выводы по 4 главе
ГЛАВА 5. УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЕЙ ПОВЫШЕНИЕМ СТАБИЛЬНОСТИ ТОПЛИВОПОДАЧИ
5.1. Методика определения межцикловой неравномерности топливоподачи
5.2. Оценка влияния нестабильности параметров топливоподачи на показатели работы дизеля
5.2.1. Влияние межцикловой неравномерности топливоподачи на технико-экономические показатели дизеля
5.2.2. Обоснование допусковых величин межцикловой неравномерности топливоподачи
5.3. Стабильность топливоподачи в разработанных топливных системах с электронным управлением
5.4. Анализ результатов, выводы по 4 главе
ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.1. Внедрение результатов исследования
6.2. Экономический ущерб от воздействия отработавших газов
6.3. Исследование эксплуатационных показателей топливоподающих систем зарубежных автотракторных дизелей
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ведет к увеличению габаритов и мощности ТНВД, так, например, для дизеля ОМ611 с топливным насосом VP-44 затраты мощности двигателя на привод ТНВД на номинальном режиме работы составляют 2,5 кВт, а этого же дизеля с аккумуляторной системой Common Rail - 3,8 кВт.
Применение аккумуляторных топливоподающих систем с электрогидро-управляемыми форсунками позволяет управлять параметрами топливоподачи в широких пределах, что обеспечивает улучшение технико-экономических показателей дизеля. Современные электронные схемы позволяют обеспечивать оптимальные для данного двигателя давление, продолжительность фазы и закон подачи топлива.
Система Common-Rail в сравнении с обычными системами обеспечивает, во-первых, свободу выбора давления впрыскивания при любых условиях работы двигателя и, во-вторых, конструктивно просто позволяет обеспечить управляемую (двойную и др.) подачу [155,172].
Разработчиками системы отмечается низкая скорость посадки иглы распылителя [194]. В то же время указывается, что этот недостаток компенсируется высоким давлением впрыскивания. Низкая скорость посадки иглы таких систем связана с изменением объема управляющей полости (в момент посадки иглы она увеличивается, снижая скорость нарастания давления), поэтому следует стремиться к уменьшению управляющей полости и хода иглы распылителя. Однако чрезмерное уменьшение хода иглы может привести к дросселированию топлива в зоне запирающего конуса, и, как следствие, к снижению давления у распыливающих отверстий.
Во-вторых, замедленная посадка иглы распылителя может объясняться значительными утечками топлива через шариковый запорный узел. Кроме того, в такой системе усилие запирания отверстия сливного дросселя зависит от давления в аккумуляторе: при увеличении давления усилие запирания и скорость посадки клапана соленоида уменьшаются.
В виду своей универсальности система может проектироваться и изготавливаться для тракторных дизелей различной мощности на одной произ-