Автореферат (Анализ влияния конструкции и режима работы электрогидравлической форсунки на процесс топливоподачи автотракторного дизеля)

На правах рукописиГорбачевский Евгений ВикторовичАНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКЦИИ И РЕЖИМА РАБОТЫЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ФОРСУНКИ НА ПРОЦЕССТОПЛИВОПОДАЧИ АВТОТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ05.04.02 – Тепловые двигателиАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква - 20192Работа выполнена в федеральном государственном бюджетномобразовательномучреждениивысшегообразования«Московскийавтомобильно-дорожныйгосударственныйтехническийуниверситет(МАДИ)».Научныйруководитель:кандидат технических наук, доцентДунин Андрей ЮрьевичФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожныйгосударственный технический университет (МАДИ)»,доцент кафедры «Теплотехника и автотракторныедвигатели»Официальныеоппоненты:Кузнецов Александр Гаврииловичдоктор технических наук, профессор ФГБОУ ВО«Московский государственный технический университетимени Н.Э. Баумана (национальный исследовательскийуниверситет)», профессор кафедры «Теплофизика»Шабанов Александр Викторовичкандидат технических наук,Научно-исследовательский центр по испытаниям и доводкеавтомототехникифедеральногогосударственногоунитарногопредприятия«Центральныйнаучноисследовательский автомобильный и автомоторныйинститут «НАМИ», эксперт ЭОВедущаяорганизация:Федеральное государственное бюджетноеобразовательное учреждение высшего образования«Российский государственный аграрный университет –МСХА имени К.А.

Тимирязева» (ФГБОУ ВО РГАУМСХА имени К.А. Тимирязева)Защита состоится «18» февраля 2020 г. в 10 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.126.04 на базе федерального государственногобюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московскийавтомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)»по адресу: 125319, г.

Москва, Ленинградский проспект, д. 64, зал заседанийУченого Совета, ауд. 42С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на официальномсайте http://www.madi.ruАвтореферат разослан «___» декабря 2019 г.Отзывы на автореферат, заверенные печатью организации, направлять вдиссертационный совет по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспект,д. 64, ауд. 42. Телефон для справок: 8 499 346 01 68 доб.1324Ученый секретарьдиссертационного совета,доктор технических наук, доцентГаевскийВиталий Валентинович3Актуальность работы. Целесообразность повышения точностиуправления подачей топлива аккумуляторной топливной системой (АТС)обусловлена необходимостью выполнения современных строгих нормтоксичности.

Однако это усложняет рабочий процесс аккумуляторнойтопливной системы, повышает требования к электрогидравлическим форсункам,точности управления ими и качеству их изготовления. Многократныевпрыскивания вызывают дополнительные колебания давления в каналах АТС,которые зависят от его величины, количества впрыскиваемого топлива и егофизических свойств, а также от конструкции форсунки.В этой связи работа, направленная на анализ влияния конструкции ирежима работы АТС с электрогидравлическими форсунками на процесстопливоподачи автотракторного дизеля, является актуальной.Цель работы.

Анализ влияния конструктивных параметров и режимовработы электрогидравлической форсунки аккумуляторной топливной системына рабочие процессы автотракторного дизеля и его топливной системы.Для достижения поставленной цели необходимо решить следующиезадачи: анализ влияния конструкции электрогидравлической форсунки ифизических свойств подаваемого топлива на характеристики топливоподачи; оценка зависимости топливоподачи от волновых явлений в линиивысокого давления, возникающих при многократном впрыскивании; оценка влияния физических свойств топлива на колебания давлениятоплива в аккумуляторной топливной системе; анализ совместного воздействия конструктивных параметровэлектрогидравлической форсунки на процесс топливоподачи и формудифференциальной характеристики однократного и двукратного впрыскивания; оценка влияния параметров двукратного впрыскивания на показателиработы дизеля.Методы исследования.

Задачи диссертационного исследования решеныприменением расчетных и экспериментальных методов.Экспериментальноеисследованиерабочегопроцессаэлектрогидравлической форсунки проведено с использованием разработанного вМАДИ экспериментального комплекса, включающего: безмоторный стенд,систему управления и устройство для определения малых подач.Расчетное исследование по оценке влияния многократного впрыскивания напоказатели дизеля проведены в программном комплексе Дизель-РК.

Для проверкиадекватности расчетного эксперимента использовались полученные в МАДИэкспериментальные данные.Научная новизна. Проведенные исследования позволили получитьновые научные результаты:4 оценка совместного влияния физических свойств впрыскиваемоготоплива и конструкции электрогидравлической форсунки на цикловую подачуи расход топлива на управление процессом впрыскивания; анализ волновых эффектов, возникающих при двукратном впрыскиваниидля случаев подачи предварительной, основной и последующей порциймногократного впрыскивания топлива; исследованосовокупноевлияниедопусковпараметровизготавливаемой электрогидравлической форсунки на процесс топливоподачи(цикловую подачу и форму характеристики впрыскивания).Достоверность и обоснованность научных положений определяетсяследующим: эксперименты проведены в соответствии с общепринятыми методиками; точность применяемого оборудования и представленных результатовсоответствует поставленным задачам; расчетные исследования дизеля 1ЧН12/13 проверены сопоставлением сэкспериментальными данными и обеспечивают удовлетворительную сходимость.Практическая ценность работы состоит в следующем: показана возможность управления характеристикой впрыскивания сучетом волновых явлений в линии высокого давления аккумуляторнойтопливной системы; дана оценка влияния волновых явлений в линии высокого давления иизменения величин параметров электрогидравлической форсунки напоказатели процесса впрыскивания; разработана методика анализа влияния допусков параметровэлектрогидравлической форсунки на процесс топливоподачи; проведен анализ влияния параметров двукратного впрыскивания напоказатели работы дизеля.Реализация работы.

Ряд результатов работы внедрен в учебный процессМАДИ и в перспективные работы АО «НЗТА».Личный вклад автора. Проведен анализ современной литературы понаправлениям: рабочий процесс топливной аппаратуры при высоком давлениивпрыскивания, конструкция современных образцов электрогидравлическихфорсунок, влияние параметров топливоподачи на показатели дизеля,альтернативные топлива на основе масел растительного происхождения.Для проведения экспериментальных исследований подготовленбезмоторный стенд и устройство измерения многократных подач.Проведеныисследованияхарактеристиктопливоподачиэлектрогидравлических форсунок и волновых явлений при многократномвпрыскивании.5Выполнен анализ влияния допусков параметров электрогидравлическойфорсунки на процесс топливоподачи.Проведенырасчетныеисследованиявлияниямногократноговпрыскивания на показатели рабочего процесса дизеля 1ЧН12/13Основные положения, выносимые на защиту.1.

Описание экспериментальной установки и объектов исследования.2. Анализ влияния конструкции электрогидравлической форсунки ифизических свойств подаваемого топлива на расходные характеристики игидравлические затраты на реализацию процесса впрыскивания.3. Зависимость топливоподачи от волновых явлений в линии высокогодавления, возникающих при многократном впрыскивании.4. Влияние физических свойств топлива на колебания давления топлива вАТС.5.

Результаты исследования совместного влияния параметров ЭГФ напроцесс топливоподачи и форму дифференциальной характеристикивпрыскивания.6. Результаты исследования влияния волновых явлений в линии высокогодавления, а также изменения параметров ЭГФ на показатели работы дизеля.Апробация работы. Диссертационная работа заслушана и одобрена назаседании кафедры «Теплотехника и автотракторные двигатели» ФГБОУ ВОМАДИ в 2019 г.Основные положения диссертационной работы доложены на научнотехнических конференциях и семинарах: в МГТУ им. Н.Э. Баумана(Всероссийский научно-технический семинар им. профессора В.И.

Крутова),2016, 2019 гг.; в Волгоградском ГТУ (6-я Международная конференция «Прогресстранспортных средств и систем»), 2018 г.; в МАДИ (2 доклада в соавторстве намеждународной научно-технической конференции «Луканинские чтения»), 2019г.; в Донецком национальном техническом университете (5-я Международнаянаучно-практическая конференция «Научно-технические аспекты развитияавтотранспортного комплекса»), 2019 г.; в НИЦ Вестник науки (1-яМеждународная научно-техническая конференция «Приоритетные направленияразвития науки в современном мире»), г.

Уфа, 2019 г.Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей, из них: 3 – вроссийских изданиях из перечня ВАК по специальности. Получено 2 патента наполезную модель РФ.Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав,заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка литературы и 13приложений. Содержит 168 страниц машинописного текста, в том числе, 61рисунок, 19 таблиц.

Список литературы содержит 113 наименований, в том числе38 на иностранных языках.6Содержание работыВовведенииобоснованаактуальностьвыбраннойтемы,сформулированы цель и задачи работы.В первой главе дан анализ литературных источников информации повыбранной теме.

Рассмотрены вопросы: перспективы развития АТС, анализприменимости альтернативных топлив на основе масел растительногопроисхождения в дизелях.Установлено, что для выполнения перспективных экологических нормавтотракторными дизелями и достижения высоких экономических показателейцелесообразно использовать АТС с максимальным давлением впрыскивания до300 МПа.Обоснована целесообразность применения топлив на основе маселрастительного происхождения и необходимость коррекции топливоподачи припереходе на них с дизельного топлива (ДТ).Анализ литературных источников и результатов исследований, проведенныхотечественными и зарубежными исследователями, демонстрирует тенденцию кувеличению давления впрыскивания ведущими производителями топливнойаппаратуры автотракторных дизелей.