Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Системы впрыскивания топлива в дизелях 12
1.1. Тенденции развития автомобильных дизелей и экология 12
1.2. Аккумуляторная система топливоподачи дизелей 26
1.3. Форсунки аккумуляторных топливных систем 40
1.4. Выводы 56
Глава 2. Математические модели гидравлических процессов течения топлива в электрогидравлических форсунках 57
2.1. Необходимость построения математической модели 57
2.2. Анализ существующих программных средств, применяемых в расчетах ДВС 57
2.3. Методы построения квазистационарных математических моделей гидродинамических процессов в элементах топливной аппаратуры дизелей 59
2.3.1. Выбор конструкции ЭГФ и требования к ней 59
2.3.2. Влияние волновых явлений в трубопроводе на характеристики подъема клапана, подъема иглы, давление в управляющей полости и в аккумуляторе 64
2.3.3. Квазистационарная математическая модель ЭГФ 67
2.4. Математическая модель ЭГФ без учета изменения проходного сечения управляющего электромагнитного клапана 69
2.4.1. Изменение давления в подыгольном пространстве 71
2.4.2. Изменение давления в управляющей полости 73
2.4.3. Уравнение движения иглы форсунки 7.4
2.4.4. Система уравнений 75
2.5. Математическая модель ЭГФ с учетом изменения проходного сечения управляющего электромагнитного клапана 76
Уравнение изменения давления в полости управляющего клапана 77
Перемещение управляющего клапана 81
Система уравнений 81
Математическая модель ЭГФ с дополнительным клапаном 83
Изменение давления в верхней полости дополнительного клапана 85
Изменение давления в нижней полости дополнительного клапана 86
Изменение давления топлива в дополнительном объеме 87
Уравнение движения дополнительного клапана 87
Система уравнений, описывающая процессы в ЭГФ без учета управляющего клапана 88
Система уравнений, описывающая процессы в ЭГФ с учетом управляющего клапана 89
Выводы 90
3. Расчетные исследования и определение параметров модели ЭГФ 91
Проведение численного эксперимента 91
Определение параметров ЭГФ с дискретным изменением про ходного сечения управляющего клапана 92
Определение характера влияния управляющего электромагнитного клапана на процессы в ЭГФ 103
Влияние дополнительного клапана на быстродействие ЭГФ . 116
Влияние утечек на процессы подачи топлива ЭГФ 121
Расчетные исследования ЭГФ при Р=60 МПа 123
Выводы 126
Глава 4. Методика и результаты экспериментальных исследований 127
4.1. Методика исследований 127
4.1.1. Общие положения 127
4.1.2. Объект исследования 129
4.1.3. Оборудование и приборы 129
4.1.4. Программа проведения работ 130
4.1.5. Методика исследований 131
4.1.6. Методика обработки осциллограмм перемещений якоря ЭМК и иглы распылителя ЭГФ 133
4.1.6.1. Методика обработки осциллограмм перемещений якоря ЭМК.. 133
4.1.6.2. Методика обработки осциллограмм перемещений иглы распылителя ЭГФ 135
4.2. Описание экспериментальной установки 139
4.2.1. Приборный комплекс для исследования ЭГФ 140
4.2.2. Безмоторный стендовый комплекс для отработки конструкций ЭГФ и других агрегатов аккумуляторной топливной системы 146
4.3. Результаты экспериментальных исследований 151
4.3.1. Определение цикловых подач, расходов на управление и утечек ЭГФ 151
4.3.2. Определение параметров гидравлических трактов ЭГФ. Результаты экспериментальных исследований 152
4.3.2.1. Определение параметров ЭМК-146 и ЭГФ № 4 153
4.3.2.2. Сравнение результатов расчетных и экспериментальных исследований 159
4.3.2.3. Выводы по главе 4 162
Основные результаты и выводы 163
Список использованных источников
- Аккумуляторная система топливоподачи дизелей
- Анализ существующих программных средств, применяемых в расчетах ДВС
- Система уравнений, описывающая процессы в ЭГФ без учета управляющего клапана
- Методика обработки осциллограмм перемещений якоря ЭМК и иглы распылителя ЭГФ
Введение к работе
Актуальность. Эволюция дизелей легковых автомобилей прошла несколько этапов [1]. Для первого этапа характерны дизели с разделенными камерами сгорания [2-8].
Второй этап отмечен разработкой и постановкой на производство более экономичных дизелей с неразделенной камерой сгорания.
Новый этап развития дизелестроения характеризуется разработкой и применением аккумуляторных систем топливоподачи с электронным управлением. Этому предшествовала разработка фирмой Fiat аккумуляторной системы «Common Rail» (общая магистраль) под названием Unijet [9-13]. В качестве отправной точки была принята концепция электрогидравлической форсунки Швейцарского федерального института технологии ЕТН с учетом результатов исследований, проведенных на автомобильных дизелях компанией Iveko Motorenforschung [13].
Начиная с 1997 года аккумуляторная система «Common Rail» устанавливается на серийные легковые автомобили фирмы Daimler-Benz практически всех классов [14]. Помимо фирмы Daimler-Benz, аккумуляторные системы топливоподачи устанавливаются на дизели фирм BMW. Audi и др [15].
Основными компонентами аккумуляторной системы являются топливный насос высокого давления с регулятором давления, общий распределитель (аккумулятор) с датчиком давления, электрогидравлические форсунки, электронный блок управления, функционально необходимые датчики, датчики систем регулирования и диагностирования [9]. Система «Common Rail» осуществляет электронное управление цикловой подачей, углом опережения впрыска топлива и давлением впрыскивания (давлением в аккумуляторе). Например, система Unijet обеспечивает работу дизеля в диапазоне частот вращения от 100 до 6000 мин" при максимальной подаче топлива, равной 100 мм7ход поршня. Давление впрыскивания может изменяться в любом рабочем режиме двигателя в диапазоне от 15 до 130 МПа. Осуществляется поцилиндровое и потактовое управление топливоподачей и моментом впрыскивания. Возможно предварительное
впрыскивание очень небольшого количества топлива в широком диапазоне рабочих режимов дизеля с целью улучшения показателей шума. Отмеченные возможности аккумуляторной системы топлнвоподачи являются залогом достижения автомобилем с дизелем действующих и перспективных экологических норм в сочетании с высокими экономическими и ездовыми показателями.
В нашей стране работы по созданию аккумуляторных систем топлнвоподачи и электрогидравлических форсунок начались в семидесятые годы. Они проводились в Коломенском филиале Всесоюзного заочного политехнического института (ВЗПИ) под руководством проф. Пинского Ф.И., в ЦНИДИ и в других организациях применительно к дизелям большой размерности (дизель-генераторы, тепловозные, тракторные дизели и т.п.).
Прежде всего, следует отметить работы, посвященные исследованиям конструктивных элементов электрогидравлических форсунок и определению их параметров [16], исследованиям электромагнитных клапанов к ним [17].
Несмотря на большую на\чную и практическую ценность отечественных разработок по аккумуляторным системам топливоподачи дизелей, следует отметить, что эти разработки не были доведены до промышленного производства.
На основе анализа тенденций развития зарубежного и отечественного ди-зелестроения в рамках проекта «Заволжский дизель» ФГУП НИКТИД с привлечением ГНЦ ФГУП НАМИ приступил к разработке отечественной аккумуляторной системы топливоподачи типа «Common Rail» для высокооборотного дизеля ЗМЗ-514.10, предназначенного для легковых и малотоннажных грузовых автомобилей Ульяновского и Горьковского автомобильных заводов [18-20].
Создание отечественной аккумуляторной системы топливоподачи для высокооборотных дизелей легковых автомобилей связано с рядом объективных трудностей. Прежде всего, это относится к созданию конструкции электрогидравлической форсунки (ЭГФ), которая является наиболее сложным элементом, непосредственно влияющим на протекание рабочего процесса в дизеле.
Для реализации одного из главных преимуществ аккумуляторной системи топливоподачи - многофазного впрыскивания необходимо достижение такого
уровня быстродействия ЭГФ, при котором возможно осуществления малых цикловых подач топлива 1... 3 мм3, что составляет 1,5...5 % от цикловой подачи.
Цель исследований - разработка метода проектирования электрогидравлической форсунки для аккумуляторной топливной системы быстроходного автомобильного дизеля, обеспечивающей возможность выполнения заданных требований к экономическим и экологическим показателям.
Достижение указанной цели потребовало решения следующих задач:
• создания математических моделей гидродинамических процессов и комплексов программ для различных вариантов конструкций ЭГФ;
• разработки методик расчетного исследования гидродинамических процессов в гидравлических трактах форсунки, обеспечивающих наибольшее быстродействие ЭГФ;
• разработки методики экспериментального исследования ЭГФ;
• экспериментальной оценки результатов расчетных исследований ЭГФ.
Объектом исследования являлась ЭГФ аккумуляторной топливной системы высокооборотного автомобильного дизеля ЗМЗ -514.10 (размерность d/s = 87/94 мм).
Научная новизна работы:
• разработаны модели для уточненного описания гидродинамических процессов в ЭГФ;
• получены зависимости для определения параметров ЭГФ;
• разработана методика экспериментальных исследований ЭГФ;
• получены экспериментальные зависимости перемещений подвижных элементов ЭГФ, цикловых подач, суммарных утечек и расходов топлива на управление от уровня давления топлива в аккумуляторе и параметров управляющего электрического сигнала. Практическая ценность работы заключается в созданном на основе математических моделей комплексе программ, применение которого позволило определить параметры ЭГФ. Разработанная методика проведения экспериментальных исследований и полученные с ее помощью результаты использованы для создания макетного образца аккумуляторной системы топливоподачи (АСТП) дизеля ЗМЗ-514.10.
На защиту выносятся:
1. математические модели гидродинамических процессов в ЭГФ;
2. результаты расчетных исследований процессов в ЭГФ;
3. методики экспериментальных исследований ЭГФ;
4. результаты экспериментальных исследований и оценка расчетных значений основных параметров ЭГФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, общих выводов, 7-ми приложений и списка использованных источников, включающего 103 наименования. В работе приведено 78 рисунков, 21 таблица. Общий объем диссертации 198 стр., в т. ч. 174 стр. основного текста, 24 стр. приложений.
Аккумуляторная система топливоподачи дизелей
Современные требования к дизелям и к их топливной аппаратуре противоречивы. С одной стороны введены ограничения на содержание частиц и выбросов оксидов углерода СО:. С другой стороны требуется ограничить содержание NOx в отработавших газах и снизить уровень шумности дизеля. С помощью регулировок эти противоречия не удается устранить. Например, при уменьшении угла опережения впрыскивания снижается содержание NOx в отработавших газах и уровень шумности дизеля, однако это приводит к повышению содержания частиц и выбросов оксидов углерода СОг, одновременно ухудшается экономичность дизеля и растет тепловая нагруженность выпускной системы [26].
Для разрешения этого противоречия применяется топливная аппаратура, способная создавать высокое давление впрыскивания. Здесь также важное значение имеет тонкость управления процессами топливоподачи, газообмена и т.п.
В связи с жесткими экологическими нормами для автомобильных дизелей топливная аппаратура традиционного типа с механическим приводом насосных секций и механическим дозированием топлива постепенно вытесняется топливными системами нового поколения с высокой энергией впрыскивания и с электронным управлением самим процессом топливоподачи с помощью быстродействующих электромагнитных или пьезоэлектрических клапанов.
Эти системы подразделяются на системы с механическим приводом насосных секций и электронным управлением топливоподачей (индивидуальные насосы высокого давления типа PDE и насос-форсунки типа DDEC, MEUI и EUI) и аккумуляторные системы с насосами высокого давления. Наибольшие потенциальные возможности обеспечения требуемых характеристик впрыскивания при давлениях до 150...180 МПа с гибким их управлением имеют аккумуляторные системы.
Главным достоинством аккумуляторных систем является разделение во времени процессов создания энергии впрыскивания и дозирования топлива, вследствие чего эти процессы не оказывают неблагоприятного воздействия друг на друга. Сочетание аккумуляторной системы с электроуправляемыми форсунками позволяет регулировать давление впрыскивания на любом ре жиме и управлять самой характеристикой впрыскивания топлива, что расширяет возможности управления двигателем.
Основная идея аккумуляторной системы топливоподачи была известна еще Рудольфу Дизелю, который испытывал систему впрыскивания непосредственно из топливопровода при постоянном давлении. Современное воплощение этой идеи сопровождается использованием технических решений, апробированных и доказавших свою эффективность в конструкциях дизелей. К ним относятся применение неразделенных камер сгорания (непосредственное впрыскивание), объемное смесеобразование за счет высоких давлений впрыскивания ( 100 МПа и более), применение четырех клапанов на цилиндр при центральном расположении форсунки, регулируемый турбонад-дув, электронное управление и т.п.
Аккумуляторные топливные системы давно применяются в судовых дизелях. В типичном варианте такой установки топливный насос высокого давления подает топливо в аккумулятор, откуда оно поступает по трубопроводам к дозаторам цилиндров. Клапаны дозатора управляются кулачковым механизмом. Изменение цикловой подачи осуществляется переменным время-сечением клапанов за счет различной величины их подъема. Фирма «Докс-форд», применявшая такие системы более 65 лет, провела сравнительные испытания традиционной топливной аппаратуры и аккумуляторного типа и высказалась в пользу последней [35].
Возрождение аккумуляторных дизельных топливных систем в современных условиях происходит на новейшей технической базе и, прежде всего, с использованием электронного управления, опыт массового применения которого накоплен при производстве легковых автомобилей с бензиновыми двигателями с распределенным впрыскиванием.
Анализ существующих программных средств, применяемых в расчетах ДВС
В настоящее время на российском рынке программных средств, применяемых для расчетов элементов конструкций и гидравлических трактов, существует ряд универсальных систем автоматического проектирования.
На основе проведенного анализа функциональных возможностей наиболее известных на сегодня программных пакетов, которые могут быть применены для расчетов и проектирования ДВС, можно сделать следующие выводы:
- как правило, универсальные пакеты имеют намного больше возможностей для расчетов и проектирования конструкций, гидравлических трактов, многофазных жидкостей, сверхзвуковых течений и т.д., что заведомо превышает необходимые требования к расчетам ДВС вообще, и, в частности, к расчету гидродинамических течений в отдельных узлах или каналах двигателя. Такая универсальность и определяет значительную стоимость рассматриваемых программных средств;
- математические методы, лежащие в основе гидродинамических расчетов, достаточно сложны, и по существующим описаниям практически невозможно оценить адекватность выбранной модели. По этой причине применение данных пакетов может вызывать проблемы, аналогичные тем, которые возникают для пользователей стандартных математических пакетов (Mathcad, Mathlab, Mathematica и т.д.) когда возникает необходимость составления узкой специализированной программы (например, для численного интегрирования, «плохой» функции, численного решения дифференциального уравнения и т.д.).
Учитывая вышесказанное, актуальной является задача разработки узкоспециализированных программных систем для математического моделирования и оптимизации конструкции отдельных узлов и систем двигателей. В настоящей работе выбрана электрогидравлическая форсунка аккумуляторной системы топливоподачи для дизеля.
Проблемам создания топливоподающей аппаратуры современных двигателей и методам исследования процессов топливоподачи посвящены работы [65-78] И.В. Астахова, Л.Н. Голубкова, Л.В. Грехова, М.В. Мазинга, Ф.И. Пинского, А.С. Хачияна, Б.Н. Файнлейба, Ю.Я. Фомина и др. отечественных и зарубежных исследователей.
Традиционные подходы практически неприменимы при исследовании систем топливоподачи аккумуляторного типа (АСТП), предназначенных для использования на автотракторных дизелях, так как предусматривают расчет процессов топливоподачи всей системы целиком (топливной насос, топливопровод и форсунка), что затрудняет определение параметров отдельных ее элементов.
Постоянство давления в аккумуляторе позволяет провести выделение ЭГФ из состава АСТП для построения математических моделей и определение их геометрических параметров.
В качестве основы для построения математической модели ЭГФ была выбрана конструктивная схема электрогидравлической форсунки типа Common Rail [44], предназначенной для применения в составе аккумуляторных систем впрыскивания топлива в высокооборотных автомобильных дизелях (рис. 2.1).
Эта модель была выбрана по следующим соображениям: сравнительная простота конструкции; большие диапазоны рабочих давлений; элементы конструкции этой форсунки - наиболее общие. Разработанная математическая модель этой форсунки может служить основой для создания моделей других типов электрогидравлических форсунок; результаты, полученные при расчетах по этой модели, могут быть применены при проектировании гидравлических трактов других ЭГФ. Отличительными особенностями этой ЭГФ являются: - применение распылителя без колодца или с колодцем минимального объема, сопла распылителя при этом выходят непосредственно под конус иглы; - применение шарикового управляющего клапана, обеспечивающего надежное разъединение управляющей полости и полости электромагнитного клапана; - применение плунжера, перекрывающего при максимальном подъеме иглы отсечной дроссель.
Система уравнений, описывающая процессы в ЭГФ без учета управляющего клапана
Математические модели процессов в ЭГФ, полученные в главе 2, описываются системой обыкновенных дифференциальных уравнений [86-91] первого порядка с переменными коэффициентами и начальными условиями, определяющими значения давления и координат в начале процесса. Коэффициенты при искомых функциях моделей содержат ступенчатые функции з{-а4, моделирующие управляющий сигнал и накладывающие ограничения на перемещения иглы форсунки и клапанов. «Переключение» этих функций происходит при определенных значениях координат иглы форсунки и клапанов и определенных направлениях векторов сумм сил, действующих на них, так, что момент «переключения» и сама возможность изменения значений этих функций определяется в процессе решения задачи.
Поэтому эту задачу решают численными методами [92-94]. Для реализации программ численного решения математических моделей использован язык Си. Выбран он по следующим причинам: - это самый доступный язык низкого уровня с самой быстрой математикой; - он более распространен и достаточно удобен для написания приложений, . к тому же, есть свободно распространяемые компиляторы этого языка; - совместим с пакетами программ CAD/CAM/CAE (что для инженера го раздо важнее, чем совместимость с офисными приложениями).
Программа (см. прил. 2 и 3) расчета процессов в ЭГФ высокооборотных транспортных дизелей написана на языке Си -ь. Выбор этого языка программирования позволяет модифицировать программу не только для оболочки Dos и Windows, но и для других операционных систем, таких как Unix, BeOS, MacOS и т.д. Кроме того, эти программы расчета могут быть встроены в САПР, такие как Autocad, Pro/Engineer. SolidWorks, Unigraphics и др., что по зволит в значительной степени автоматизировать процесс проектирования и оптимизации конструкции ЭГФ.
Для удобства работы и придания современного вида программа переписана в виде приложения Windows и имеет удобный оконный графический интерфейс, а также предусматривает функции ввода исходных данных непосредственно пользователем или из файла данных, визуализацию рассчитанных данных в виде таблицы и в виде графиков, сохранение исходных данных и результатов расчета в текстовом и графическом формате.
Для решения задачи нахождения значений параметров ЭГФ, обеспечивающих работоспособность конструкции при возможно большем быстродействии был использован метод математического планирования эксперимента [95]. С его помощью получены следующие зависимости: РІ = У\(J7,Г:,tf„,dx: /d„,dA,dz) P .V:V fJ .-,d„,dxjdn,dA,dz), -) где фп - относительное время подъема иглы; ф0 - относительное время посадки иглы; Уі, уз - полиномы, представляющие функции отклика для фп и ф0 в кодированном виде.
При этом определение параметров ЭГФ, необходимых для достижения максимального быстродействия, сведется к решению системы уравнений: (vl(r,.J\.d„.d,Jdn,dJ,d7) = -L ! v.0 ..Г:.dit.dv: Idn,d.,dz) = -\. {JJ) Значение функции отклика, равное -1, соответствует мгновенному подъему и посадке иглы форсунки (в кодированном виде). За центр плана примем следующие значения: - объем подыгольной полости, Vf = 90 мм3; - объем управляющей полости, Vz = 90 мм3; - диаметр плунжера, dn = 5,5 мм; - отношение диаметра хвостовика к диаметру плунжера, cWcln = 0,5; - диаметр наполнительного жиклера, dA = 0,65 мм; - диаметр отсечного жиклера, dz = 0,65 мм; масса иглы 0,0165 кг; максимальный подъем иглы распылителя 0,00025 м; максимальное проходное сечение распылителя 10"7 м 2; объем подыгольной полости 6 10" м 3; диаметр направляющей части иглы распылителя 0,0045 м диаметр иглы распылителя 0,002 м; частота вращения коленчатого вала 4000 мин"1. В силу известных конструктивных ограничений, присущих компоновке элементов топливной аппаратуры на дизеле (высота головки цилиндров, объем межклапанного пространства и др.), был принят следующий диапазон изменения факторов: - объем подыгольной полости, Vf = 36 ... 143 мм3; - объем управляющей полости, Vz = 36 ... 143 мм"; - диаметр плунжера, dn = 4,6 ... 6,4 мм; - отношение диаметра хвостовика к диаметру плунжера, dX2/dn=0,25 ... 0,95; - диаметр наполнительного жиклера, dA = 0,026 ... 1,27 мм; - диаметр отсечного жиклера, dz = 0,026 ... 1,27 мм.
Так как поверхности отклика для целевой функции нелинейные в силу сложного характера зависимости времени подъема и посадки иглы от сочетания факторов, воспользуемся планированием эксперимента второго порядка. Выберем ортогональный план типа 2" со звездными точками. План эксперимента (с представлением фактором в натуральном виде) представлен в табл. 3.1.
Методика обработки осциллограмм перемещений якоря ЭМК и иглы распылителя ЭГФ
На рис. 4.1 в качестве примера приведены осциллограммы тока и перемещения якоря ЭМК-110 по сигналу генератора Г5-82. На осциллограмме перемещения якоря показаны два уровня, соответствующие 10 и 90% значениям максимальной ординаты подъема якоря. Этим уровням соответствуют характерные точки, координаты которых используются для экспериментального определения с помощью электронных таблиц Excel выходных параметров электромагнитного клапана ЭГФ в соответствии с табл. 4.4. Для случая применения формирователя временных интервалов соответствующий рисунок приведен в следующем разделе.
Примечание. Обозначения X;, Yj по рис. 4.1 (точки Хг, Y2, Хз, Y3, Хб, Уб, Х7, Y7 - соответствуют 10 % -му уровню сигнала, точки Х20, Y2o, Х30, Y30, Хбо, Yeo, Х7о, Y7o - соответствуют 90 % -му уровню сигнала, Хо = 0 (момент подачи управляющего сигнала для предварительного впрыскивания), Х40 - момент подачи управляющего сигнала для основного впрыскивания). Ro - опорное сопротивление, включенное последовательно обмотке ЭМК и по падению напряжения на котором определяется максимальная сила тока в этой обмотке; kut -коэффициент усиления, установленный для канала силы тока на блоке усилителей УСД-09; ко, - коэффициент усиления, установленный для канала силы тока в программе «Осциллограф»; Hjmax - максимальная величина подъема якоря (устанавливается при сборке ЭГФ Hj = 0,1 +0, 05 мм, измеряется с помощью индикаторной головки часового типа в специальном приспособлении); Ау]тах - ордината максимального значения подъема якоря на осциллограмме, условных единиц, rtij - масса якоря.
На рис. 4.2 приведены осциллограммы тока в обмотке электромагнита, перемещения якоря ЭМК и иглы распылителя по сигналу формирователя временных интервалов.
На осциллограммы нанесены характерные точки, координаты которых используются для экспериментального определения с помощью электронных таблиц Excel параметров перемещения иглы распылителя ЭГФ в соответствии с табл. 4.5.
Примечание к табл. 4.5. Обозначения Хц, Yy- по рис. 4.2 (точки Хц, Y-a, Xj3, Yj3, Х\б, Yi6, ХІТ, Yi7 - соответствуют 10 % -му уровню сигнала, точки Х;;о, Yi2o, Х;3о, Yi3o, Х;6о, Yi6o, Xj7o, Y,7o - соответствуют 90 % -му уровню сигнала); Хо = 0 (момент подачи управляющего сигнала для предварительного впрыскивания), Хад - момент подачи управляющего сигнала для основного впрыскивания. Ro - опорное сопротивление, включенное последовательно обмотке ЭМК и по падению напряжения на котором определяется максимальная сила тока в этой обмотке; kut - коэффициент усиления, установленный для канала силы тока на блоке усилителей УСД-09; kot - коэффициент усиления, установленный для канала силы тока в программе «Осциллограф»; Himax - максимальная величина подъема иглы (определяется по тарировочному графику ЭГФ, полученному по показанию индикаторной головки часового типа в специальном приспособлении); Ay; тах - ордината максимального значения подъема иглы на осциллограмме в условных единицах.
Требования к применяемому испытательному оборудованию и приборам для исследования ЭГФ соответствуют требованиям ГОСТ 10578-95. Насосы топливные дизелей. Общие технические условия, ГОСТ 18509-88. Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний, ГОСТ 14846-81. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний.
При проведении исследований применялась контрольно-измерительная аппаратура, прошедшая метрологическую поверку. Измеряемые параметры, единицы измерений и погрешности измерений представлены в табл. 4.6.
Погрешность измерения амплитудных параметров не превышает ±3%. Погрешность измерения фазовых параметров не превышает ±1,5%. Основная погрешность примененных средств измерения находится в пределах ±(0,5...2,5%).
В процессе работ по проекту «Заволжский дизель» в НИКТИД были созданы программные и аппаратные средства для исследования и отработки ЭГФ и других агрегатов аккумуляторной топливной системы. К аппаратным средствам относятся приборный и безмоторный стендовый комплексы.
Комплекс разработан, изготовлен и укомплектован приборами в соответствии с техническим заданием (прил. 5).
Комплекс состоит из приборной стойки (рис. 4.3), содержащей регулируемый источник питания, силовые блоки, аппаратные средства управления ЭМК ЭГФ, регистрации перемещения якоря ЭМК, иглы распылителя ЭГФ и температуры магнитопровода. Для испытаний ЭМК закрепляется в специальном устройстве или устанавливается на свое место в ЭГФ. Для исследований также используется измерительно-вычислительный комплекс ИВК «ДВС» на базе ПК с блоком усилителей УСД-09, а также приборы управления и регистрации: генератор импульсов Г5-82 (на первом этапе работ), формирователь временных интервалов (на втором этапе работ), осциллограф С1-79, потенциометр А-5, вольтметры.
Фотография блока системы управления электромагнитным клапаном ЭГФ с подсистемами форсирующего и удерживающего импульсов приведена на рис. 4.4, а фотографии злектрогидравлігческих форсунок после испытаний - на рис. 4.5.
На рис. 4.6 представлена конструкция ЭГФ и в увеличенном масштабе показаны конструкции емкостных датчиков перемещений якоря ЭМК (А) и иглы распылителя форсунки (Б). ЭМК оснащен емкостным датчиком перемещения якоря, одной из обкладок которого служит сам якорь 3 электромагнита 1 с обмоткой 2, причем якорь связан с массой. Второй обкладкой служит слой меди, нанесенный на коническую поверхность кольца 4 из текстолита.
Похожие диссертации на Разработка и исследование электрогидравлической форсунки для аккумуляторной системы топливоподачи автомобильных быстроходных дизелей
