Система топливоподачи дизеля с регулируемым начальным давлением в нагнетательной магистрали

• Автор: Черныш, Алексей Геннадиевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 123 с. : ил.

1. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА
ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ТРАНСПОРТНОМ ДИЗЕЛЕ
1.1. Параметры, определяющие эффективность процесса впрыскивания топлива
1.2. Формирование начальных условий в нагнетательной магистрали
1.2.1. Эффективность регулирования начальных условий
1.2.2. Конструктивные особенности систем топливоподачи
' с регулируемыми начальными условиями
1.3. Предлагаемый метод формирования начальных условий.
Цель и задачи исследования
1.4. Заключение
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ. РАСЧЕТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА
ВПРЫСКИВАНИЯ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЕ
2.1. Особенности протекания процесса топливоподачи
2.2. Математическая модель
2.3. Гидравлические потери
2.4. Граничные условия
2.4.1. Уравнения граничных условий у насоса высокого давления
2.4.2. Уравнения граничных условий у форсунки
2.5. Начальные условия
2.6. Принятые допущения и уточнения
2.6.1. Характеристики топлива
2.6.2. Декремент затухания
2.6.3. Коэффициент сжимаемости топлива
2.6.4. Упругость привода и трубопровода высокого давления

2.6.5. Эффективное проходное сечение распылителя форсунки
2.7. Программа и методика расчета
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОДАЧИ ТОПЛИВА СИСТЕМОЙ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ФОРМИРОВАНИЯ НАЧАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ В НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ МАГИСТРАЛИ
3.1. Общие положения. Регулировочные параметры системы
3.2. Особенности механизма подачи топлива в дизеле
при скоростном форсировании насоса высокого давления
3.3. Влияние регулировочных параметров системы на
основные показатели процесса впрыскивания
3.4. Особенности формирования начального давления
в нагнетательной магистрали
3.5. «Подвпрыскивания» и выяснение причин, вызывающих их
3.6. Показатели впрыскивания топлива
3.7. Обоснование возможности реализации ступенчатого
закона подачи топлива
3.8. Заключение
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Общая методика проведения эксперимента
4.2. Экспериментальная установка
4.3. Результаты эксперимента
4.4. Оценка воспроизводимости эксперимента
и адекватности математической модели
4.5. Заключение
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Создание быстроходных и экономичных транспортных дизелей сдерживается отсутствием систем топливоподачи, обеспечивающих
интенсивное впрыскивание топлива.
Зарубежный опыт показывает, что традиционные системы, в том числе и с насосом распределительного типа, позволяют достичь быстроходности дизеля 4000-4800 мин'1, но с раздельной камерой сгорания. Такой способ смесеобразования вынуждает чрезмерно увеличивать степень сжатия и не обеспечивает высокой экономичности.
Аккумуляторные системы типа «Common Rail», развивающие давление впрыскивания свыше 150 МПа, позволяют выдержать скоростной режим 4500-5000 мин'1 и что очень важно, при неразделенной камере сгорания. Такие зарубежные двигатели отличает высокая экономичность и хорошие пусковые качества.
В нашей стране практически нет опыта создания подобных систем. Между тем, накоплен огромный научный, конструкторский и технологический опыт создания традиционных дизельных систем топливоподачи. В этих условиях, по мнению многих специалистов, актуальным направлением является модернизация именно топливных систем традиционных конструкций, целью которой должна быть интенсификация процесса подачи, т.е. повышение давления и сокращение продолжительности впрыскивания топлива.
Проведенные исследования, в том числе и на кафедре «Автотракторные двигатели» ВолгГТУ, указывают на целесообразность повышения объемной скорости подачи как метода интенсификации. Достигается это, в нашем случае, скоростным форсированием топливного насоса. Эффективно и регулирование начального давления в нагнетательной магистрали топливной системы, что доказано в работах О.Б. Леонова, H.H. Патрахальцева, И.В. Астахова, Л.Н. Голубкова, Л.В. Грехова, В.И. Трусова, A.C. Хачияна и др. Все известные методы регулирования начальных условий предусматривают обычно автономный источник (насос или гидроаккумулятор), сообщающийся с нагнетательной магистралью в межцикловый период.
где - абсолютная шероховатость трубопровода.
В настоящее время закономерности течения жидкости в трубах малого диаметра, каковыми являются нагнетательные трубопроводы, изучены мало. Поэтому при расчетах систем подачи топлива используют данные о трубах большого диаметра.
Будем считать поток турбулентным, если скорость его течения выше критической скр:
2320 V
сКр=-^—• (2-24)
Автомодельная область течения начинается при с > с' [25]:
, 560 V
с' = —- • (2.25)
При переходе от формулы Блазиуса к формуле Идельчика во многих случаях (когда впрыскивается вязкое топливо) даже большая ошибка в определении с1 не оказывает заметного влияния на величину фактора к [70]. Следовательно, в случае течения вязкого топлива расчет по формулам (2.20) и (2.22) дает небольшое расхождение в значениях к в широком диапазоне изменения скоростных режимов.
При больших скоростях течения усиливается влияние шероховатости внутренней поверхности трубопровода высокого давления, что в области переходных режимов течения жидкости отображается соответствующим изменением коэффициента трения X.
Исследовалось влияние шероховатости на коэффициент трения [25, 68]. Показано относительное изменение величины Х/Хт-т для разной шероховатости внутренней поверхности трубопровода высокого давления и скорости