Диссертация (Анализ влияния конструкции и режима работы электрогидравлической форсунки на процесс топливоподачи автотракторного дизеля), страница 9

2.1).Благодаря данной конструкции стенда на нем можно проводить испытаниякомплекта или части АТС, мотора для анализа функционирования дизелей,61топливных их систем при электронном управлении непосредственного действия,аккумуляторного типа.Для верной и точной работы АТС требуется экспериментальная электроннаясистема управления [16], анализирующая по специально разработанным для этоготест-планам стенды, предназначенные для испытания АТС. Эти тест-планы былиразработаны для тех моделей топливной аппаратуры, которые выпускаютсясерийно. Сигналы данного тест-плана отличаются от сигналов блока управления надвигателе.Кулачковый вал ТНВД через муфту связан с асинхронным электрическимдвигателем мощностью 11 кВт и n =1500 мин-1.Управление электрическим двигателем осуществляется через векторныйпреобразователь частоты, который работает в двух режимах: управление векторомтока или отношением напряжения к частоте (U/f).Управление топливной системой во время испытаний может осуществлятьсяв 3-х режимах: полного управления оператором с компьютера (режим 1); частичного управления оператором, когда момент топливоподачиопределяется датчиками угловой синхронизации в соответствии с заданным угломопережения впрыскивания (режим 2); полностью автоматизированного управления по калибровкам, заложеннымв память микроконтроллера (режим 3).Регистрация формы и числа управляющих сигналов осуществляется поизменению напряжения управления Uф с применением цифрового осциллографаАКИП-4116/2.Для подкачки топлива к ТНВД стенд оборудован электрическим насосом,питающимся постоянным током с напряжением 12 В.

Топливо, поступающее навход в ТНВД, проходит через фильтр тонкой очистки.В таблице 2.1 приведены определяемые параметры и используемые средстваиспытаний, контроля и измерений.62Таблица 2.1 - Параметры, определяемые при испытанияхОцениваемый параметрЧастота вращениякулачкового валаТНВД nкНапряжение сигналауправления электромагнитомфорсунки UфСила тока сигнала управленияэлектромагнитом форсунки IфАтмосферное давление B0Размерностьмин-1ВАмм рт. ст.Температура воздуха впомещении с испытательнымстендом tвоВлажность воздуха впомещении с испытательнымстендом%Масса мерной порциивпрыскиваемого форсункойтоплива МтгТемпература топлива tтСоСДинамическая вязкостьтоплива тсПзПлотность топлива ткг/м3Измеряющее устройствоВекторный преобразовательчастоты Е2-8300Блок питания конструкции МАДИЦифровой осциллограф АКИП4116/2, соединенный сшунтирующим резисторомБеспружинный барометр-анероидБАММИзмерительный преобразовательтемпературы и влажности НПП«Элемер» ИПТВ-056,соединенный с измерителемрегулятором «Элемер» ИРТВ 5215Измерительный преобразовательтемпературы и влажности НПП«Элемер» ИПТВ-056,соединенный с измерителемрегулятором температуры ивлажности НПП «Элемер» ИРТВ5215Лабораторные весы производстваОКБ «ВЕСТА» ВМ153Термопара хромель-алюмелиеваяпроизводства НПП «Элемер»,соединенная с технологическимизмерителем-регулятором НПП«Элемер» ИРТ5323НРотационный вискозиметрFungilab Expert [96]ДенсиметрДиапазоны величин и погрешности их измерения приборами, указаннымив таблице 2.1, приведены в таблице 2.2.63Таблица 2.2 - Диапазоны измерений параметров и погрешности измеренийОцениваемый параметрУправление частотой вращениякулачкового вала ТНВД nкДиапазонПогрешность0 … 2860 мин-1 0,5 %Управление напряжением сигналауправления электромагнитом форсунки Uф0 … 350 В 2,5 ВСила тока сигнала управленияэлектромагнитом форсунки Iф0 … 40 А5%Атмосферное давление B0600 … 800мм рт.

ст.0,05 мм рт. ст.Температура воздуха в помещении сиспытательным стендом tв0 … 100 оС 0,4 оС5 … 98 %3%0,02 … 150 г 0,001 г-40 … +375 оС 1,5 оСДинамическая вязкость топлива т0,9…6000000 сПз1%Плотность топлива т700 … 1000 кг/м3 2,5 кг/м3Влажность воздуха в помещении сиспытательным стендомМасса мерной порции впрыскиваемогофорсункой топлива МтТемпература топлива tт2.3 Объекты исследованияЦель подключения ЭГФ - изучение уровня влияния конструкции ЭГФ напроцесс подачи смесевого топлива (рис. 2.2) к топливному аккумулятору 2 настенде, с помощью метрового топливопровода 5 с внутренним диаметром 2,2 мм.Схема ЭГФ отображена на рисунке 2.3Форсунка фирмы Bosch CRI2.2 (ЭГФ № 1, рис.

2.3 а). Особенности:электромагнитный привод управляющего клапана, дросселирование жиклераверхним торцом поршня во время подъема иглы, мультипликатор давления –основные конструктивные особенности ЭГФ.Форсунка фирмы Bosch CRI2.6 (ЭГФ № 2, рис. 2.3 б). Характеристики:аккумулятор, расположенный в корпусе ЭГФ, отсутствие бокового канала для64подвода топлива к распылителю, наличие силы, возникающей в результатедавления топлива на закрытый клапан [16, 21, 22, 24].Рисунок 2.3 – Схемы ЭГФ, участвующих в исследованиях:а - электрогидравлическая форсунка CRI 2.2 (ЭГФ №1),б - электрогидравлическая форсунка CRI 2.6 (ЭГФ №2):1 – электромагнит; 2 – канал слива; 3 – управляющий клапан; 4 – корпус;5 – управляющая камера; 6 – поршень мультипликатора; 7 – внутренний объем;8 – игла распылителя; 9 – объем перед распыливающими отверстиями;10 – пружина иглы; 11 – распиливающие отверстия; 12 – наполнительныйжиклер; 13 – выпускной жиклер; 14 – канал; 15 – пружина управляющегоклапана; 16 – жиклер на входе в объем распылителя [16]Параметры ЭГФ, влияющие на впрыскивание топлива приведены в таблице2.3 [16, 21, 22, 24].65Таблица 2.3 - Параметры ЭГФ, участвующих в исследованиях2.4 Анализ массовых расходных характеристик электрогидравлическихфорсунок различных конструкций при давлении впрыскивания до 300 МПа2.4.1 Объем испытаний, условия и порядок их проведенияПри испытании АТС оцениваются ее возможности по обеспечению: давления впрыскивания до 300 МПа; управления характеристикой впрыскивания; управления углом опережения и давлением впрыскивания; многократного впрыскивания.Испытания проводятся при температуре окружающего воздуха tв от 10 до40oС и атмосферном давлении B0 от 600 до 825 мм рт.

ст. При выходе из указанныхпределов значения температуры и давления заносятся в протокол испытаний.Во время испытаний АТС работает на ДТ марки Л по ГОСТ 305-2013.Во время испытаний ЭГФ АТС были установлены нагрузочные иххарактеристики - влияние длительности управляющего импульса на степеньзависимости цикловой подачи.Поиск нагрузочных характеристик осуществляется при постоянной частотеподачи управляющего импульса с помощью последовательного увеличениядлительности управляющего импульса, не превышая пределы изменения величиныцикловой подачи от нулевой до соответствующей максимальной подачи.Показатели, зарегистрированные на каждом режиме работы топливнойсистемы: напряжение сигнала управления ЭМФ Uф;66 уровень тока сигнала управления ЭМФ Iф; частота вращения кулачкового вала ТНВД nк; численность, форма управляющих сигналов; масса впрыскиваемой форсункой порции топлива Мт за определенноеколичество циклов.Во время испытаний мелкие дефекты устраняются без остановки работытопливной системы.

Если устранение дефектов требует ее остановки, то испытанияпрерываются,испытательныйтопливныйстендостанавливаетсяидефектыустраняются.После устранения дефектов проводятся повторные испытания.2.4.2 Расходные характеристики ЭГФ №1 и ЭГФ №2Графики расходных характеристик массовых цикловых подач (Gц) и расходатоплива на управление (Gу) ЭГФ №1, при давлении впрыскивания 50…180 МПаДТ, РМ и их смесей в зависимости от длительности управляющего импульса τ,отображены на рисунках 2.4…2.7 [16].67абРисунок 2.4 - Массовые расходные характеристики ЭГФ №1 при работе на ДТпри давлениях в аккумуляторе 50, 100, 150, 180 МПа:а - цикловая подача; б - расход топлива на управлениеабРисунок 2.5 Массовые расходные характеристики ЭГФ №1 при работе на смеси«80 % ДТ + 20 % РМ» при давлениях в аккумуляторе 50, 100, 150, 180 МПа:а - цикловая подача; б - расход топлива на управление68абРисунок 2.6 - Массовые расходные характеристики ЭГФ №1 при работе на смеси«20 % ДТ +80 % РМ» при давлениях в аккумуляторе 50, 100, 150, 180 МПа:а - цикловая подача; б - расход топлива на управлениеабРисунок 2.7 - Массовые расходные характеристики ЭГФ №1 при работе на РМпри давлениях в аккумуляторе 50, 100, 150, 180 МПа:а - цикловая подача; б - расход топлива на управлениеГрафики расходных характеристик массовых цикловых подач (Gц) и расходатоплива на управление (Gу) ЭГФ №2, при давлении впрыскивания 50…300 МПаДТ, ПМ и их смесей в зависимости от управляющего импульса τ, отображены нарисунках 2.8…2.10 [16].69абРисунок 2.8 - Массовые расходные характеристики ЭГФ №2 приработе на ДТ при давлениях в аккумуляторе 50, 100, 150, 200, 250,300 МПа: а - цикловая подача; б - расход топлива на управлениеабРисунок 2.9 - Массовые расходные характеристики ЭГФ №2 при работе насмеси «80 % ДТ +20 % ПМ» при давлениях в аккумуляторе 50, 100, 150, 200,250, 300 МПа: а - цикловая подача; б - расход топлива на управление70абРисунок 2.10 - Массовые расходные характеристики ЭГФ №2 при работе насмеси «20 % ДТ +80 % ПМ» при давлениях в аккумуляторе 50, 100, 150, 200,250, 300 МПа: а - цикловая подача; б - расход топлива на управлениеабРисунок 2.11 - Массовые расходные характеристики ЭГФ №2 при работе наПМ при давлениях в аккумуляторе 50, 100, 150, 200, 250, 300 МПа:а - цикловая подача; б - расход топлива на управлениеДлятогочтобыэкспериментсчиталсяточным,осуществляласьтроекратная регистрация режимной точки, а также проверка воспроизводимости,которая заключается в регистрации одной режимной точки, расположеннойвозле центра плана эксперимента.712.4.3 Анализ эффективности режимов работы электрогидравлическихфорсунокДля анализа режима работы исследуемых ЭГФ, работающих на топливахразличного состава, был введен коэффициент δ для оценки относительныхгидравлических затрат на реализацию процесса впрыскивания, определяющийотношение цикловой подачи к общему количеству топлива за цикл:δ = Gц / (Gц +Gу),(2.1)где Gу – масса топлива на управление (слив).