Диссертация (1024783), страница 17
Текст из файла (страница 17)
2.22. Изолинии параметров Pвпр.max (МПа) и D32 (мкм) в зависимости отдлины Ltr и внутреннего диаметра Dtr нагнетательного трубопровода120Данные Рис. 2.22 показывают, что оптимальной является областьзначений параметров Dtr около 3 мм и длины нагнетательного трубопроводаLtr менее 1540 мм. Однако на практике длина нагнетательного трубопроводаопределяется, как правило, компоновочными соображениями и с трудомподдаетсяизменению.Поэтомурассмотримвариантыизменениявнутреннего диаметра при неизменной длине. При значении Dtr=2,5 ммимеется локальный минимум функции D32, при этом максимальное давлениевпрыскивания оказывается выше, чем при Dtr=3,5мм. На Рис.
2.23представлены зависимости параметров Pвпр.max и D32 от внутреннего диаметранагнетательного трубопровода в расширенном диапазоне изменения этогопараметра.Рис. 2.23. Зависимости параметров Pвпр.max и D32 от внутреннего диаметра Dtrнагнетательного трубопровода121С одной стороны при больших диаметрах нагнетательного трубопроводаувеличивается мертвый объем всей ЛВД и, как следствие, снижаетсядавление впрыскивания.
С другой стороны при слишком малом диаметретрубопровода силы граничного трения будут сильно уменьшать давлениевпрыскивания. Из данных Рис. 2.22 и Рис. 2.23 видно, что наилучшеекачество распыливания топлива (минимальный средний диаметр капли поЗаутеру D32) достигается при значении Dtr, равном около 2,5 мм.На Рис. 2.24 представлена зависимость среднего диаметра капель поЗаутеру D32 от максимального хода клапана Hкл, полученная при Dtr=2,5 мм.При значении Hкл=0,2 мм имеется минимум функции D32.
При этомсодержание газов в плунжерной полости остается равным нулю во всемисследуемом диапазоне изменения параметра Hкл.На следующем этапе расчетных исследований был проведен поископтимального момента начала закрытия электроуправляемого клапанасистемы ЭСУВТ.01 (оптимального участка профиля кулачка, на которомпроисходит впрыск) для заданного номинального режима. На Рис. 2.25изображены зависимости параметров Pвпр.max и D32 от угла начала закрытияклапана, в соответствии с которыми выбран оптимальный угол началазакрытия клапана для данного режима, равный 21,6 град. п.к.в.
Основныепоказателивпрыскиванияираспыливаниядляразличныхсистемтопливоподачи дизеля Д-50 сведены в Таблице 2.3. Расчетные интегральныепоказатели процесса топливоподачи опытной системы ЭСУВТ.01 дизеля Д50(клапан диаметром 12 мм после оптимизации) c использованием ПК«ВПРЫСК» представлены в Приложении 4.122Рис. 2.24. Зависимость среднего диаметра капель по Заутеру D32 отмаксимального хода затвора клапана HклРис. 2.25. Зависимости параметров Pвпр.max и D32 от угла начала закрытияэлектроуправляемого клапана системы ЭСУВТ.01123Таблица 2.3.Основные показатели впрыскивания и распыливания для различных системтопливоподачи дизеля типа Д-50ПараметрМаксимальноедавлениевпрыскиванияPвпр.max, МПаСредний диаметркапель поЗаутеру D32, мкмНаличиеподвпрыскиванияШтатная системабез электронногоуправленияСистемаЭСУВТ.01,клапандиаметром10 ммСистемаЭСУВТ.01,клапандиаметром12 мм92,5115,9116,4СистемаЭСУВТ.01,клапандиаметром 12 ммпослеоптимизации124,925,923,123,219,4ЕстьнетнетнетОтметим что наиболее значительный вклад в прирост максимальногодавления впрыскивания и уменьшение среднего диаметра капли по Заутерупри варьировании параметров Dкл, Hкл, Dtr, Ltr даёт уменьшение внутреннегодиаметра нагнетательного трубопровода.
Влияние же остальных параметровв данном случае гораздо менее значительно. Большое влияние на давлениевпрыскивания оказывает также выбор оптимального момента началазакрытия клапана, т.е. выбор участка профиля кулачка, на которомпроисходит топливоподача. Следует принимать во внимание, что вэлектронной системе ЭСУВТ.01 изменение угла начала закрытия клапана(изменение рабочего участка профиля кулачка) сопровождается смещениемдействительного УОВТ, что может привести к ухудшению рабочегопроцесса. Изменение участка профиля кулачка, на котором происходиттопливоподача, без изменения действительных УОВТ возможно приизменении установочного положения вала ТНВД относительно коленчатоговала двигателя.На заключительном этапе расчетных исследований были определенызависимости времени открытия дозирующего клапана и геометрической124продолжительности подачи от частоты вращения кулачкового вала ТНВД итребуемой массовой цикловой подачи топлива.
Указанные зависимостипредставлены в Таблице 2.4, на Рис. 2.26 и Рис. 2.27. Эти данныесвидетельствуют о том, что продолжительность открытия дозирующегоклапана изменяется с изменение частоты вращения кулачкового вала ТНВД итребуемой массовой цикловой подачи от τ=1,40 мс при nтн=375 мин-1 иgц=0,15 г до τ=11,38 мс при nтн=150 мин-1 и gц=1,5 г.Таблица 2.4.Зависимость времени открытия дозирующего клапана и геометрическойпродолжительности подачи от частоты вращения кулачкового вала ТНВД итребуемой массовой цикловой подачи топливаМассовая цикловая подача топлива, гПараметры топливоподачи0,150,500,851,201,50nтн=150 мин-1 (по двигателю n=300 мин-1)Время открытия клапана τ, мсПродолжительность подачи φ,град.
поворота кулачкового вала2,715,207,439,6111,382,444,686,698,6510,24nтн=285 мин-1 (по двигателю n=570 мин-1)Время открытия клапана τ, мсПродолжительность подачи φ,град. поворота кулачкового вала1,683,425,106,617,852,885,858,7211,3013,42nтн=375 мин-1 (по двигателю n=750 мин-1)Время открытия клапана τ, мсПродолжительность подачи φ,град. поворота кулачкового валаПроведенныебезмоторныеисследованиясистемытепловозногодизеля1,402,904,415,746,793,166,539,9212,9115,28имоторныеэлектронноготипаД50,управленияразработаннойэкспериментальныетопливоподачейпроизводственно-125промышленным предприятием ООО «ППП Дизельавтоматика» (г. Саратов),подтвердили полученные расчетным путем зависимости продолжительностиоткрытия дозирующего клапана τ от частоты вращения кулачкового валаТНВД nтн и требуемой массовой цикловой подачи топлива gц.Рис.
2.26. Зависимость продолжительности открытия дозирующего клапана τот частоты вращения кулачкового вала ТНВД nтн при различных требуемыхмассовых цикловых подачах топлива: а – gц=0,15 г; б – gц=0,50 г; в – gц=0,85г; г – gц=1,2 г; д – gц=1,5 г.126Рис. 2.27. Зависимость продолжительности открытия дозирующего клапана τот частоты вращения кулачкового вала ТНВД nтн и требуемой массовойцикловой подачи топлива gц2.4. Выводы по второй главе1. Разработаны системы электронного управления топливоподачей симпульснымуправлениемэлектрогидравлическимклапаном,обеспечивающие реализацию целесообразных законов подачи топлива ихарактеристик изменения угла опережения впрыскивания топлива в дизеляхтранспортного назначения.2.
В соответствии с принятой схемой в ООО «ППП Дизельавтоматика»(г. Саратов) изготовлены опытные секции ТНВД с электроуправляемымиклапанами с системой управления ЭСУВТ.01 для тепловозного дизеля типаД50.3. Отмечено, что система управления ЭСУВТ.01 имеет лучшиестатические и динамические качества и позволяет целенаправленноуправлять УОВТ, что существенно улучшает показатели топливнойэкономичности и токсичности отработавших газов.4.Показананеобходимостьрасчетныхисследованийпроцесса127топливоподачи тепловозного дизеля типа Д50 со штатной и опытнойсистемами топливоподачи с системой управления ЭСУВТ.01.5.
Проведенный анализ методик расчета процесса топливоподачидизелейподтвердил необходимость использованияметодикирасчетанеустановившегося движении (с учетов волновых явлений) сжимаемойжидкости в линии высокого давления системы топливоподачи.6. Для проведения расчетных исследований параметров процессатопливоподачи тепловозного дизеля типа Д50 со штатной системойтопливоподачиитопливоподачейразработанатопливоподачисопытнойдизеля,системойуточненнаяоснованнаянаэлектронногометодикауправлениярасчетаиспользованиипроцессапрограммногокомплекса ВПРЫСК и позволяющая оценить особенности этого процесса вдизелях, оснащенных системами электронного управления топливоподачей.7.
Проведенные расчетные исследования процесса топливоподачидизеля типа Д50 со штатной и опытной системами топливоподачи наноминальном режиме работы при частоте вращения кулачкового вала ТНВДnтн=375 мин-1 и цикловой подаче топлива gц=1,54 г показали, чтоиспользование системы ЭСУВТ.01 позволяет целенаправленно изменятьзакон подачи топлива и значительно повысить давление впрыскивания, а,следовательно, и качество распыливания топлива. При замене штатнойсистемы топливоподачи на опытную максимальное давление впрыскиваниявозросло от 92,5 до 116,4 МПа, средний диаметр капель по Заутерууменьшился с 25,9 до 23,2 мкм. При этом исключается возможностьподвпрыскивания топлива.8.Показанацелесообразностьиспользованиянагнетательноготрубопровода с уменьшенным до 2,5 мм диаметром, что позволяет повыситьдавлениевпрыскивания.Уменьшениемаксимальногоходазатвораэлектронно-управляемого клапана системы ЭСУВТ.01 до 0,2 мм позволяетнемного улучшить качество распыливания топлива.1289.
Расчеты подтвердили, что система ЭСУВТ.01 позволяет осуществлятьуправление УОВТ на каждом контрольном режиме работы двигателя.Показана необходимость определения оптимальных геометрических угловопережения впрыскивания топлива для каждого контрольного режиматепловозной характеристики дизельного двигателя.129ГЛАВА 3. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССАДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМТОПЛИВОПОДАЧЕЙ3.1. Обоснование необходимости расчетных исследований рабочегопроцесса дизеля, оснащенного системой топливоподачис электронным управлениемВо второй главе диссертации исследованы процессы топливоподачитепловозногодизельногодвигателя,оборудованногоразличнымитопливоподающими системами. Показано, что замена штатной системытопливоподачи дизеля типа Д50 (6 ЧН 31,8/33) опытной системой ЭСУВТ.01сэлектроннымуправлениемтопливоподачей,производственно-промышленнымпредприятиемразработаннойООО«ПППДизельавтоматика» (г.
Саратов), заметно изменяет закон подачи –характеристику цикловой подачи топлива по углу поворота кулачкового валаТНВД двигателя). Это обусловлено тем, что использование в указаннойсистеме топливных насосов типа 4ЭТН.03 (см. Рис. 2.9 второй главы) сэлектромагнитными клапанами, управляющими процессом топливоподачи,приводит к трансформации характеристики давления впрыскивания –характеристики давления топлива перед распыливающими отверстиямифорсунок.Расчетным(гидромеханической)путемиполученыопытнойхарактеристики(электронно-управляемой)штатнойсистемтопливоподачи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
