Обоснование перспективных способов и разработка средств регулирования частоты вращения автомобильных дизелей

• Автор: Хрящев, Юрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 372 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Основные условные обозначения
Введение
1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования
1.1 Современный уровень качества автомобильных дизелей и его обес
печение с помощью систем автоматического регулирования и управления
1.2. Современные системы топливоподачи АД как средство осуществ
ления управляющих воздействий
1.3 История и проблемы развития систем автоматического регулирова
ния частоты вращения автомобильных дизелей
1.3.1 Обзор развития САР тепловых двигателей
1.3.2. Классификация САР автомобильных дизелей
1.4. Электронное управление автомобильными двигателями
1.4.1. Принципы построения ЭСУ бензиновых двигателей
1.4.2. Анализ современных ЭСУ автомобильных дизелей
1.5. Цель и задачи исследования
2. Исследование динамики системы «регулятор-дизель-авгомобиль»
2.1. Обоснование методов исследования
2.2. Моделирование системы «РЕГУЛЯТОР - ДИЗЕЛЬ - 84 АВТОМОБИЛЬ»
2.3.Определение параметров САР двигателя КамАЗ
2.4. Определение параметров крутильной системы автомобиля 99 КамАЗ-5320
2.5. Исследование динамических свойств САР частоты вращения авто- 104 мобильного дизеля частотным методом
2.5.1. Комплекс измерительной и регистрирующей аппаратуры
2.5.2. Условия проведения эксперимента
2.5.3. Экспериментальные частотные характерно гики
2.5.4. Параметрический анализ системы «регулятор-дизель
автомобиль»
2.5.5. Оптимизация параметров системы «регулятор-дизель
автомобиль»
2.5.6. Частотные характеристики системы «регулятор-дизель

2.5.7. Частотные характеристики системы «дизель-трансмиссия- 131 автомобиль»
2.5.8. Гармонический анализ частоты вращения АД
2.6. Исследование динамики САР частоты вращения АД статистиче- 139 скими методами
2.6.1. Методика статистических исследований
2.6.2. Вычисление статистических параметров
2.6.3. Анализ результатов статистических исследований
2.6.4. Влияние способа регулирования на тепловое состояние авто- 160 мобильного дизеля
2.7. Влияние способа регулирования частоты вращения автомобильного 162 дизеля на экономические показатели автомобиля
2.7.1. Сравнение топливно-скоростных качеств
2.7.2. Влияние способа регулирования на управляемость автомобиля
3. Обобщенный критерий функционирования САР частоты вращения ди- 169 зелей
3.1. Критерий качества регулирования частоты вращения дизеля
3.2. Обоснование задач квалиметрической оценки
3.2.1 Выявление ситуации оценки
3.2.2. Номенклатура показателей качества
3.2.3. Определение показателей качества системы
3.2.4. Определение коэффициентов весомости
3.2.5. Комплексная оценка качества САР АД
4. Разработка новых способов регулирования частоты вращения автомо- 203 бильных дизелей и кинематических схем для их осуществления.
4.1 Развитие вида регуляторных характеристик АТС как алгоритма 206 управления нагрузочно-скоростными режимами дизеля
4.2 Перенастраиваемые регуляторы частоты вращения
4.3. Формирование внешней скоростной характеристики дизеля с по- 234 мощью механических регуляторов
4.4. Управление пусковой подачей топлива
4.5. Обеспечение некоторых частных случаев регулирования частоты 255 вращения дизелей с помощью механических регуляторов

5.Микропроцессорные системы как средство достижения оптимального
регулирования и управления
5.1. Формирование регуляторных характеристик АД с помощью элек- -тронных средств
5.1.1. Обоснование алгоритма экономичного управления
5.1.2. Обоснование необходимого закона функционального регулято- 268 ра положения
5.2. Разработка электронных систем регулирования частоты вращения и 274 управления топливоподачей дизелей
5.2.1. Типовая структурная схема ЭС регулирования частоты враще- -ния и управления подачей топлива
5.2.2. Методика отладки управляющих программ
5.2.3. Устройства согласования микроконтроллера с датчиками и ИМ
5.3. Разработка электромагнитного привода для управления 293 положением рейки ТНВД в составе МП системы управления
5.4. Управление топливоподачей с помощью быстродействующих элек- 298 тромагнитных клапанов
5.4.1. Особенности ЭСУ, оснащенной электроуправляемыми быстродействующими клапанами в линии нагнетания топлива
5.4.2. Разработка электромагнитного привода для быстродействую- 308 щего гидравлического клапана
5.4.3. Доводка быстродействующего электромагнитного клапана
5.4.4. Устройство согласования для управления электромагнитным 320 клапаном
5.5. Разработка ЭСУ газодизеля
5.5.1. Оптимизация конструкции электроуправляемого газового кла- -пана для газодизеля
5.5.2. Управление газодизелем
Выводы
Литература
Приложения

тивного каталитического уменьшения ЫОх и др.)- Это предъявляет дополнительные требования и к системе управления впрыскиванием топлива и к системе управления двигателем [96].
Таким образом, поскольку особенностью перспективных автомобильных дизелей, имеющих высокие показатели топливной экономичности при низком уровне токсичных составляющих в ОГ, являются высокие значения Ре, обеспечиваемые наддувом, то актуальной стала задача по модернизации топливной аппаратуры с целью повышения объемной скорости и давления впрыскивания, т.е. для дизелей размерностью 120x120 мм и 130x140 мм обеспечение цикловых подач в диапазоне 20-450 мм3 продолжительностью 8-14 град, поворота кулачкового вала, впрыскиваемых в цилиндр с давлением 35-120 МПа при одновременном повышении ресурса работы с оптимизацией массогабаритных показателей [84,97].
Осуществление этапов конкретной реализации, например, на Ярославском заводе дизельной аппаратуры выглядит следующим образом [97,98,99]. Здесь были разработаны меры по модернизации существующей ТА и по разработке типоразмерного ряда топливных насосов, включающих в себя несколько семейств однотипных топливных насосов с одинаковым межсекционным расстоянием, состоящих из унифицированных сборочных единиц и деталей, отличающихся внутри семейства числом секций, диаметром плунжера, направлением и номинальной частотой вращения и т.п. Семейства внутри типоразмерного ряда унифицированы между собой по принципу конструктивного и технологического подобия и имеют друг от друга одно основное отличие - различное межсекционное расстояние.
Гидродинамический метод расчета процесса впрыскивания [81], ставший традиционным при проектировании и исследованиях ТА, по существу является методом анализа, так как позволяет по заданным геометрическим и регулировочным параметрам ТА определить параметры впрыскивания.
На ОАО ЯЗДА для выполнения норм токсичности Еиго-2 на модернизированных двигателях КамАЗ предусматривается выполнение следующих мер:
- разработка распылителей с малым проходным сечением;
- разработка нагнетательных клапанов специальной конструкции для обеспечения возможности работы распылителей с малыми эффективными проходными сечениями без «подвпрысков»;