Повышение эффективности функционирования дизеля машинно-тракторного агрегата электронным регулированием топливоподачи

• Автор: Абраров, Марсель Альмирович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Особенности условий работы дизелей МТА
1.2 Влияние условий работы дизеля МТА на его
технико-экономические показатели
1.3 Технологические приемы улучшения процесса топливоподачи дизеля МТА
1.3. Двухимпульсное регулирование дизелей МТА
1.4 Цели и задачи исследований
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ МТА С ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМОЙ РЕГУЛИРОВАНИЯ
ТОПЛИВОПОДАЧИ 35 *
2.1 Информационная модель функционирования системы топливоподачи дизеля МТА
2.2 Математическое описание работы дизеля МТА
как объекта регулирования
2.3 Определение значений коэффициентов
дифференциальных уравнений движения двигателя
2.4 Показатели качества переходного процесса двигателя МТА
2.5 Разработка электронного регулятора частоты вращения дизельного двигателя
2.6 Требования к системе автоматического регулирования
по частоте вращения и нагрузке
3 ОБЩАЯ ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Программа экспериментальных исследований

3.2 Общая методика исследований
3.3 Стенд для безмоторных исследований
3.4 Стенд для моторных исследований
3.5. Измерительно-регистрирующая аппаратура
3.6 Обработка экспериментальных данных, оценка
погрешностей измерений
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И
ИХ АНАЛИЗ
4.1 Стендовые исследования системы топливоподачи
дизеля МТА
4.2 Моторные исследования дизеля МТА на
стационарных режимах
4.3 Моторные исследования дизеля МТА в
динамических режимах
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Машино - тракторные агрегаты (МТА) эксплуатируются в широких диапазонах изменения скоростных и нагрузочных режимов работы. В общем балансе рабочего времени почти 50% приходится на малоэнергоемкие работы и, как следствие, значительную часть времени двигатели МТА работают в режимах частичных нагрузок и низких частот вращения коленчатого вала, а 90% времени в режимах неустановившихся нагрузок.
Такие условия эксплуатации отрицательно влияют на работу двигателя, обуславливают снижение эффективности функционирования дизеля МТА и повышение расхода топлива из-за ухудшения качества работы топливных систем дизелей, связанное, прежде всего, с неспособностью механического регулятора топливного насоса своевременно реагировать на изменение внешних условий работы (они хорошо работают в условиях номинального и установившегося режима эксплуатации).
Дальнейшее повышение эффективности функционирования дизелей МТА можно достичь совершенствованием топливных систем с учетом условий их работы и режимов эксплуатации.
Одним из возможных направлений при этом, для дизеля с топливоподающей системой непосредственного действия, уже хорошо доведенных конструктивно и находящихся в эксплуатации, могут быть системы с электронным регулированием топливоподачи по частоте вращения и нагрузки.
В этой связи исследования направленные на повышение эффективности функционирования дизеля МТА, путем воздействия на орган управления являются весьма актуальными.
Работа выполнена в соответствии с научно-исследовательской и опытно-конструкторской программой на 2010 - 2012 гг. «Разработка систем

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ МТА С ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМОЙ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОПЛИВОПОДАЧИ
2Л Информационная модель функционирования дизеля МТА
Функционирование дизеля МТА на неустановившихся и частичных режимах рассматривается как элемент сложной динамической системы, в которой динамические характеристики рабочих процессов двигателя должны быть согласованы с характером нагружения и может быть представлено в виде соответствующих моделей, построенных по принципу «вход-выход» (рисунок 1). Функционирование агрегата - это его реакция на входные воздействия, которые заданы многомерным вектором Х(1:)={хі(1;); х2(0; х;(1);

...ХпО)}. Результат его работы - выходной вектор - функция У(ф={уі((;); у2(ф; ; УіОО; ут(0}, характеризующая состояние МТА и его технологического процесса при управлении ІДХМиїД); и2(0; иД);...ик0:)} и фиксированных
значениях конструктивных параметров К={кі; к2; к...кД. Модель функ-
ционирования представляет собой динамическую систему, состоящую из совокупности моделей технологических и рабочих процессов узлов, систем и механизмов машины, объединенных причинно-следственными связями [22,23].
Подсистемой в дизеле МТА является топливная аппаратура (ТА), входной связью (координатой) которой будет положение рейки топливного насоса Ир), а выходной координатой - цикловая подача топлива gIJ, зависящая также от частоты вращения коленчатого вала двигателя (п) и, следовательно, от входной координаты п„(1:) - частоты вращения кулачкового вала насоса.
Преобразование входной координаты пн(1;) в выходную осуществляет в
широких пределах оператор (водитель через коробку переменных передач), а
в относительно узких - регулятор через ТА (воздействуя на рейку ТНВД) и