Разработка топливоподающих систем дизеля нового поколения с целью выполнения перспективных нормативов, ограничивающих токсичность отработавших газов

• Автор: Богачёв, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Содержание

Сокращения и условные обозначения,

принятые в работе

Введение

1. Состояние проблемы, цель и задачи исследования

ф 1.1. Особенности рабочего процесса дизеля. Причины

возникновения вредных веществ в отработавших газах

1.2. Современные и перспективные нормативы, ограничивающие

вредное воздействие дизелей на окружающую среду

1.3. Основные способы снижения токсичности отработавших

газов дизелей
1.4. Устройство и основные функции системы электронного
управления топливоподачей дизеля
# 1.5. Обзор современных и перспективных топливоподающих
систем дизелей
1.5.1. Топливоподающие системы с механическим приводом плунжера и гидроуправлясмыми форсунками
1.5.2. Топливоподающие системы типа HEUI
и их модификации
1.5.3. Аккумуляторные топливоподающие системы
9 типа Common Rail
1.5.4. Аккумуляторные топливоподающие системы импульсного действия
1.6. Выводы
1.7. Цель и задачи работы
2. Методика построения математических моделей
* топливоподающих систем дизелей
2.1. Особенности рабочего процесса топливоподающих систем дизелей

2.2. Краткий обзор истории развития методов расчёта
рабочих процессов топливоподающих систем дизелей
2.3. Методика построения математических моделей
топливоподающих систем дизелей
2.4. Выбор внешнего управляющего фактора
2.4.1. Целесообразность применения эмпирических данных
при задании внешних управляющих воздействий
2.4.2. Некоторые конструктивные особенности электроуправляемых клапанов
2.4.3. Разработка эмпирических формул кинематики управляющего клапана
2.5. Выводы
3. Расчётное исследование характеристик
топливоподающих систем различных типов
3.1. Общие технические требования к перспективным
топливоподающим системам дизелей
3.1.1. Среднее за цикл давление впрыска топлива
3.1.2. Возможность независимого управления давлением впрыска топлива
3.1.3. Диапазон устойчиво дозируемых цикловых подач
3.1.4. Возможности управления фазовыми параметрами впрыскивания
3.2. Критерии сравнения топливоподающих систем
различных типов
3.3. Определение области исследований
3.4. Основные технические характеристики
теоретически исследуемых топливоподающих систем
3.5. Проведение расчётных исследований
3.6. Результаты расчётных исследований рассматриваемых
топливоподающих систем
3.7. Выводы

4. Экспериментальное исследование топливоподающих систем дизелей
с электронным управлением
4.1. Методика экспериментальных исследований
топливоподающих систем на безмоторном стенде
4.2. Основные технические характеристики экспериментально
исследуемой топливоподающей системы
4.3. Результаты экспериментальных исследований
4.4. Выводы
5. Анализ результатов
5.1. Оценка степени достоверности результатов
расчётных исследований
5.2. Характерные особенности рабочего процесса топливоподающих систем с гидроуправляемыми
форсунками
5.3. Характерные особенности рабочего процесса
топливоподающих систем с электроуправляемыми форсунками
5.4. Энергетические показатели топливоподачи
5.5. Возможности управления давлением впрыскивания
5.6. Показатели точности дозирования сверхмалых
объёмов топлива
5.7. Показатели быстродействия топливоподающих систем
5.8. Рекомендации
Общие выводы по работе
Литература
Приложения

Двухфазная характеристика впрыскивания топлива
С^предв., ммз
Рис. 1.
Параметры предварительного впрыскивания оказывают ощутимое влияние на протекание рабочего процесса дизеля. Действующими факторами здесь оказываются не только объём предварительной подачи, но и продолжительность интервала между ней и основной подачей [131, 145].
Влияние предварительного впрыскивания сверхмалого объема топлива на рабочий процесс дизеля объясняется тем, что непосредственно перед подачей основной порции топлива в цилиндре происходят предпламенные химические реакции (даже при отсутствии видимого сгорания). Их результатом являются нестабильные продукты частичного окисления топлива (альдегиды, гидроперекиси и пр.), распределённые в центре камеры сгорания вблизи носка распылителя. Основной объём топлива при попадании в такую химически активную среду воспламеняется быстрее по сравнению с процессом без предварительного впрыскивания.
Основное различие рабочих процессов с предварительным впрыскиванием и без него заключается в том, что при отсутствии предварительной подачи видимое сгорание в цилиндре происходит с большей задержкой после начала впрыскивания. При этом значительная часть цикловой подачи топлива распределена по объёму камеры сгорания и воспламеняется одновременно во многих местах. Течение начальной фазы рабочего процесса («быстрое» сгорание) в данном случае мало зависит от формы характеристики впрыскивания и характеризуется, как правило, высокой скоростью. Это является основной причиной гак называемого «жёсткого» рабочего процесса, характерного для дизелей с непосредственным впрыском. Как было отмечено выше, результатом «жёсткого» рабочего процесса дизеля является повышенное содержание ЫОх в отработавших газах, а также больший уровень шума. Снижение задержки воспламенения с помощью предварительного впрыскивания ведёт к тому, что тепловыделение в фазе «быстрого» сгорания происходит более плавно, по мерс поступления топлива в цилиндр.
Результаты отечественных и зарубежных исследований свидетельствуют о том, что подбором оптимальных параметров предварительного впрыскивания на большинстве режимов можно заметно снизить содержание токсичных веществ в отработавших газах (преимущественно ЫОх) и уровень шума дизеля, не ухудшив при этом его топливную экономичность (рис. 1.13) [2, 10, 11,86, 131, 145].