Диссертация (Анализ влияния конструкции и режима работы электрогидравлической форсунки на процесс топливоподачи автотракторного дизеля), страница 8

Это относительноновое требование к АТС, особенно в реализации многократного впрыскивания.Сегодня уже обсуждается не просто важность этой задачи, а строгоколичественные характеристики процесса. Изменение отношения к этому вызванокак ужесточением требований по соображениям экологии, так и появлениемреальных возможностей формирования характеристик впрыскивания.Для создания АТС типа CR с высокими давлениями подачи (до 300 МПа)необходимо эффективное решение ряда задач. Ввиду отсутствия опыта таких работ55возможно появление неожидаемых трудностей.

Среди ожидаемых трудностейследующие: создание агрегатов ТНВД и ЭГФ, допускающих функционирование иминимизирующие нежелательные деформации под действием высоких давлений(отсутствие заклинивания подвижных деталей, нераскрытие стыков, допустимоеувеличение зазоров в прецизионных сопряжениях, допустимые изменения ходовклапанов и др.); создание работоспособных приводов плунжеров ТНВД (подшипники,кулачковыеилиэксцентриковыеприводысдопустимымиконтактныминагрузками, минимизация боковых сил и др.); обеспечение работоспособности автоматических клапанов ТНВД; проектирование гидравлически разгруженных управляющих клапанов; герметичные сопряжения агрегатов и трубопроводов; измерительные средства на давлениях до 300 МПа; создание средств обеспечения безопасной работы АТС типа CR; создание средств диагностики, в том числе аварийной (обнаружениеутечек и паров, дублирование датчиков и средств поддержания заданного давленияв аккумуляторе, использование страховочных устройств и др.); нахождение изготовителя или поставщика прецизионных деталей,электроприводов, высоконапорной арматуры и др.Наличиеспособностисмешиватьсявразличныхпропорцияхсорганическими растворителями (бензин, ДТ) – особенность растительных масел.Следующая особенность заключается в образовании стабильных смесейблагодаря хорошей совместимости растительных масел друг с другом, в результатечего, смешивая компоненты в необходимых пропорциях, можно получатьмоторные топлива с требуемыми физико-химическими свойствами.Себестоимостьмасла–важнейшийцелесообразность производства биотоплив.фактор,отображающий56Цикловая подача, часовой расход биотоплив, подаваемых штатной системойтопливоподачи дизеля в КС, увеличивается из-за их высокой вязкости и плотности.Струя распыливаемого биотоплива и доля пленочного смесеобразования (79%МЭРМ попадает на стенки КС, у ДТ – 59%) увеличивается из-за повышенной ихплотности [21].Наоснованиианализалитературныхисточниковирезультатовисследований, сформулированы цель работы и ее основные характеристики,приведенные во введении.Цель работы.

Анализ влияния конструктивных параметров и режимов работыэлектрогидравлической форсунки аккумуляторной топливной системы на рабочиепроцессы автотракторного дизеля и его топливной системы.Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: анализвлиянияконструкцииэлектрогидравлическойфорсункиифизических 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; анализсовместногоэлектрогидравлическойвоздействияфорсункинаконструктивныхпроцесстопливоподачипараметровиформудифференциальной характеристики однократного и двукратного впрыскивания; оценка влияния параметров двукратного впрыскивания на показатели работыдизеля.57ГЛАВА 2.

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА СМЕСЕВОГО БИОТОПЛИВАНА РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫАККУМУЛЯТОРНОГО ТИПА2.1 Методика исследования влияния состава смесевого биотоплива нарабочий процесс топливной системы аккумуляторного типаИспользуя высокое давление впрыскивания до 300 МПа, анализ волновыхэффектовпримногократномвпрыскивании,учетэффективностиэлектрогидравлической форсунки (ЭГФ) и энергетических затрат на привод ТНВД,оценивается влияние состава смесевого топлива по давлению в аккумуляторе (pак),продолжительности управляющего импульса () и многократного впрыскивания нарабочий процесс аккумуляторной топливной системы (АТС).Выбор указанных факторов связан со следующими особенностями рабочегопроцесса АТС, отмеченными ранее.Повышение давления в аккумуляторе pак способствует снижению угла струи[6, 7, 42], включая пограничный слой струи, содержащий смесь воздуха и капельтоплива, с 22…27° при 50 МПа до 17…18° при 250 МПа.

При увеличении давлениявпрыскивания pвпр растет угол конуса ядра струи с 3…6° до 9…10°, которая состоитиз распадающихся на капли микрообъемов топлива. Усиление волнового процесса,его влияние на подачу топлива зависит от увеличения существующего ваккумуляторе давления pак [34, 38, 68,72].При осуществлении нескольких впрыскиваний амплитуда предварительногоэтапа характеристики впрыскивания меняется в зависимости от длительностипроцесса предварительного импульса, а также амплитуда между предварительными основным этапом может колебаться в зависимости от характеристикивпрыскивания [50, 64, 77]. Формируя управляющие импульсы тока, можнополучить ступенчатую характеристику впрыскивания [77, 87, 112].Эффективность ЭГФ можно оценить путем учета энергетических затраттопливной аппаратуры, в том числе на привод ТНВД, что оказывает влияние на58экономические показатели двигателя [6, 90].Для реализации исследований по этим направлениям был проведен рядэкспериментов со смесевым биотопливом по определению: массовых расходных характеристик ЭГФ CRI 2.2 (ЭГФ №1) и CRI 2.6 (ЭГФ№2) при давлениях в топливном аккумуляторе до 300 МПа; волновых эффектов, возникающих на входе в ЭГФ при многократныхвпрыскиваниях с давлением в топливном аккумуляторе до 300 МПа; гидравлических характеристик распылителей ЭГФ CRI 2.2 (ЭГФ №1) иCRI 2.6 (ЭГФ №2).2.2 Экспериментальная установкаИспытания топливных систем аккумуляторного типа, имеющих электронноеуправление подачей топлива, где давление впрыскивания составляет до 300 МПа,непосредственного действия проводились на разработанной в МАДИ установке,представленной на рисунке 2.1.Рисунок 2.1 - Экспериментальная установка для испытаний топливных систем:1 – электродвигатель; 2 – опора электродвигателя; 3 – креплениеэлектродвигателя; 4 – рама; 5 – кнопка аварийной остановки; 6 – муфта;7 – топливный аккумулятор; 8 – ТНВД59Состав установки - безмоторный стенд, обладающий инструментальнымисредствами испытаний топливоподающей аппаратуры аккумуляторного типа сэлектронным управлением: при наличии инверторного частотного преобразователя (регулированиечастоты вращения электродвигателя) в асинхронном электродвигателе, состоящемиз 3-х фаз, мощность которого составляет 11 кВт (n=1445 мин−1); при подкачке фильтром тонкой очистки топлива, клапаном ограничениядавления; при ТНВД, обладающим в каркасе топливным аккумулятором с цельюусиления резьбовых соединений (рис.

2.2); датчика высокого давления, датчика частоты вращения вала ТНВД.Безмоторный стенд содержит линию высокого давления (рис. 2.2)топливоподающейаппаратурыдляиспытанийтопливныхсистем.Дляисследования особенностей рабочего процесса АТС при повышенных (до300…400 МПа) давлениях топлива серийный аккумулятор дооборудованкаркасом из шпилек и пластин (рис. 2.2).Технические характеристики ТНВД: тип радиально-плунжерный, с эксцентриковым приводом, толкателямиплунжеров, цилиндрической нажимной втулкой; количество нагнетательных секций - 3 шт.; ход плунжера - 0,7 см; диаметр плунжера - 0,7 см; номинальная частота вращения вала ТНВД - 2400 мин-1; геометрическая подача топлива за один оборот - 808 мм3; производительность при частоте вращения вала ТНВД 2400 мин-1 1,63 л/мин; тип наполнительного клапана - грибковый; тип нагнетательного клапана - шариковый; способ смазки - маслом, централизованный;60 максимальная пусковая частота вращения вала ТНВД - 200 мин-1; номинальное рабочее давление нагнетания в аккумулятор топлива - свыше300 МПа; производительность и уровень давления в аккумуляторе контролируетсяэлектронно-управляемым дросселированием на всасывании; давление топлива на входе в ТНВД - 0,5 МПа; противодавление в сливноймагистрали: 0,005 МПа.Рисунок 2.2 - Линия высокого давления исследовательской установки дляиспытаний топливных систем:1 – ТНВД; 2 – топливный аккумулятор; 3 – ЭГФ; 4, 5 – топливопроводы;6, 7 – основание для крепления; 8, 9, 10, 13 – прижимные пластины;11 – стремянка; 12 – шпилька крепления аккумулятора; 14 – пластина креплениядатчика давления; 15 – шпильки крепления датчика давления;16 – датчик давления [16]Все системы стенда закреплены на станине 1 (рис.