Улучшение показателей процесса топливоподачи в дизеле путем скоростного форсирования насоса высокого давления

• Автор: Салыкин, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 264 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Основные условные обозначения

1. АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПОКАЗАТЕЛИ

ТРАНСПОРТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ

1Л Параметры процессов впрыскивания, смесеобразования

и тепловыделения

1.2. Интенсификация процесса подачи топлива.

Задачи исследования

1.3 Общая методика исследований

1.4 Заключение

2. РАСЧЕТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ВПРЫСКИВАНИЯ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЕ
2.1. Общие положения. Математическая модель
2.1.1 Граничные условия
2.1.1.1 Уравнения граничных условий у насоса высокого давления
2.1.1.2 Уравнения граничных условий у форсунки
2.1.2 Начальные условия
2.1.3 Уточнения и дополнения
2.1.3.1 Характеристики топлива
2.1.3.2 Декремент затухания
2.1.3.3 Коэффициент сжимаемости топлива
' 2.1.3.4 Упругость привода и топливопровода высокого давления .
2.1.3.5 Эффективное проходное сечение распылителя форсунки
2.2. Алгоритм и программа расчета
2.2.1 Исходные данные и результаты расчета
2.3 Верификация математической модели
3. ВЛИЯНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА НАСОСА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА
ПОДАЧИ ТОПЛИВА
3 Л Методика исследований
3.2 Механизм подачи топлива в дизеле
3.3 Цикловая подача топлива
3.4 Продолжительность подачи топлива
3.5 Общее уравнение топливоподачи
3.6 Формирование начальных условий в нагнетательной магистрали
3.5 Заключение
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ УЛУЧШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЦЕССА ПОДАЧИ ТОПЛИВА ПРИ СКОРОСТНОМ ФОРСИРОВАНИИ НАСОСА
ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
4.1. Уменьшение диаметра отсечного отверстия
4.2. Уменьшение объема штуцера насоса
4.3. Изменение закона движения нагнетательного клапана
и объема штуцера насоса
4.4 Изменение профиля кулачка топливного насоса
4.4.1 Методы профилирования кулачков привода
плунжера и другого назначения
4.4.2. Постановка задачи
4.4.3 Расчет характеристик профиля
4.4.4 Опытные профили кулачков топливного насоса УТН-
4.5. Сравнительный анализ методов улучшения показателей
процесса подачи топлива
4.6. Заключение
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
При скоростном форсировании транспортных дизелей особая роль отводится системе топливоподачи. Наше отставание в области дизелестроения в значительной мере объясняется отсутствием отечественных систем топливоподачи, обеспечивающих небольшую продолжительность впрыскивания топлива. Это особенно важно для быстроходных дизелей с наддувом, где за короткий промежуток времени в цилиндр подается значительная порция топлива.
Основная задача создателей систем топливоподачи в наше время - это интенсификация процесса впрыскивания. В ряде зарубежных стран отдается предпочтение аккумуляторным системам, например, система “Common Rail” с давлением впрыскивания более 120 МПа. Однако, по мнению многих отечественных специалистов, традиционные системы обладают большими потенциальными возможностями.
Анализ методов интенсификации процесса подачи топлива показал, что наиболее эффективным методом является скоростное форсирование насоса высокого давления. Для 4-х тактного дизеля приемлемым оказалось удвоение скорости вращения вала топливного насоса.
На кафедре “Автотракторные двигатели” ВолгГТУ, где выполнялась данная работа, разработан и запатентован способ подачи топлива, реализованный в виде системы. Система сочетает в себе два способа интенсификации процесса подачи: скоростное форсирование насоса высокого давления и регулирование начальных условий в нагнетательной магистрали.
При повышении скорости вращения вала топливного насоса наряду с повышением давления впрыскивания увеличивается продолжительность подачи и уменьшается цикловая подача топлива. Повышаются контактные напряжения в сопряжении кулачок - толкатель. Если продолжительность подачи, измеренная углом поворота вала насоса, увеличивается менее чем в

1.4 Заключение
Основываясь на результатах исследований, полученных другим автором, в том числе и на кафедре «Автотракторные двигатели» ВолгГТУ, где выполнялась данная работа, выделены параметры процесса топливоподачи, оказывающие определяющее влияние на показатели дизеля. В качестве основных параметров обсуждаются цикловая подача топлива и продолжительность процесса впрыскивания. С продолжительностью подачи топлива связывается важнейший параметр - продолжительность выделения теплоты в цилиндре дизеля. Показано, что степень влияния длительности выделения теплоты на показатели цикла зависит от характера выделения теплоты. Отмечается, что при наиболее благоприятном законе тепловыделения увеличение продолжительности этого процесса приводит к существенному снижению степени использования теплоты. Поэтому весьма важным является сокращение продолжительности процесса выделения теплоты путем воздействия на продолжительность и другие параметры процесса впрыскивания и распыливания топлива. Другие параметры процесса впрыскивания влияют на показатели дизеля через условия смесеобразования. Цикловая подача топлива и продолжительность процесса впрыскивания совместно определяют среднюю объемную скорость подачи топлива в цидиндр, а вместе с числом и размерами сопловых отверстий - среднюю линейную скорость истечения топлива, а следовательно, условия смесеобразования.
Наибольшее увеличение объема топливных струй наблюдается при сокращении продолжительности процесса топливоподачи, путем повышения давления впрыскивания. Такой способ интенсификации процесса впрыскивания мало влияет на суммарную поверхность капель.
В результате анализа выяснено, что интенсификация процесса подачи топлива, т.е. повышение давления и сокращение продолжительности впрыскивания существенно неодинаково влияют на показатели дизеля при