Введение к работе
Актуальность работы. В условиях ограниченности запасов нефти и глобального ухудшения экологической обстановки, проблема повышения эффективных показателей дизелей и снижения токсичности выбросов является актуальной.
Работы по улучшению показателей поршневых двигателей ведутся как по пути совершенствования конструкции, так и в направлении оптимизации их рабочих процессов, связанных с подготовкой топлива к процессу сгорания. Однако, несмотря на достигнутые успехи, имеются еще большие возможности для развития поршневых двигателей, главным образом потому, что процессы сгорания изучены еще недостаточно и содержат резервы для их усовершенствования.
Прогрессивным путем решения как экологических, так и энергетических проблем, связанных с работой дизелей, является применение двухстадиинои топливоподачи. Двухстадийная топливоподача позволяет объединить в себе наиболее существенные достоинства как дизеля, так и карбюраторного двигателя и отличается такой организацией рабочего процесса, при котором происходит более полное сгорание топлива, позволяющее получить более высокие эффективные показатели и в то же время снизить токсичность отработавших газов (ОТ). Наиболее эффективным является подача дополнительного топлива в паровой фазе.
Для организации рациональной работы дизеля с двухстадиинои системой топливоподачи необходимо знать характер функциональных зависимостей технико-экологических показателей дизеля с указанной системой от основных эксплуатационных факторов, при этом существенным моментом является правильный выбор факторов, влияющих на показатели дизеля с двухстадиинои системой топливоподачи.
В данной работе с помощью методов математической статистики получены зависимости технико-экологических показателей дизеля с двухстадиинои системой топливоподачи от основных эксплуатационных факторов, проведено исследование этой модели и приведены результаты ее применения, что позволяет осуществить эффективное управление работой тракторного дизеля с двухстадиинои топливоподачей.
Цель работы заключается в улучшении технико-экологических показателей дизеля путем использования двухстадиинои системы топливоподачи.
Объект исследования. Тракторный дизель Д-21А-2: 4-х тактный с непосредственным впрыском, воздушного охлаждения.
Методика исследования. Расчетно-экспериментальные исследования выполнены путем моделирования работы тракторного дизеля и основываются на современных методах идентификации многомерных закономерностей и положениях математической статистики. Экспериментальные исследования проводились на стенде, оборудованном контрольно-измерительными устройствами в соответствии с системой стандартов на испытания ДВС. Теоретические исследования и обработка экспериментальных данных выполнялась с помощью ЭВМ, для чого были разработаны оригинальные программы, приведенные в приложении к диссертации.
Научная новизна. Экспериментально установлены основные зависимости величины удельного эффективного расхода топлива и содержания оксидов азота в ОГ дизеля от эксплуатационных факторов: расходов топлива основного GT, добавочного Сдт и суммарного IGT; режимные факторы: установочный угол опережения впрыскивания основного топлива 8, отношение GAT/ZGT, частота вращения коленчатого вала дизеля и температуры воздуха на впуске t0. Разработана методика полиномиальной апроксимации и регрессионного анализа многомерных зависимостей технико-экологических показателей от названных эксплуатационных факторов.
Практическая ценность работы. Полученные математические зависимости позволяют дать рекомендации по организации оптимальной эксплуатации дизеля с двухстадийной топливоподачей в зависимости от условий эксплуатации.
Разработанная методика получения математических зависимостей и полученные аналитико-имитационные модели позволяют прогнозировать технико-экологические показатели для любого тракторного дизеля в зависимости от указанных выше эксплуатационных факторов, что позволяет сократить объем экспериментальных исследований в 3...5 раз.
Пути реализации работы. Полученные научные и практические результаты могут быть использованы научно-исследовательскими и проектными организациями тракторного и с/х машиностроения и моторными заводами для доводки ДВС, а также в процессе эксплуатации дизелей.
Материалы исследований приняты для реализации в государственный научный центр РФ - научно-исследовательский автомобильный и
автомоторный институт ГНЦ "НАМИ".
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МГАУ им. В. П. Горячкина в 1979...1981 гг; на II всесоюзной научной конференции по токсичности, (ИПМАШ АН УССР). г.Харьков. 1981 г. ; на научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Московской области. (ВСХИЗО), г.Балашиха. 1984г.; на международной научно-практической конференции посвященной 130-летию со дня рождения В.П.Горячкина (МГАУ), январь 1998 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций, списка литературы и приложения. Работа изложена на 106 страницах машинописного текста, включает 7 таблиц и 46 рисунков.
