Введение к работе
Актуальными проблемами современного дизелестроения являются дальнейшее повышение эксплуатационных мощностных, экономических и экологических качеств. Для многих условий эксплуатации характерны длительная работа на холостом ходу, на режимах малых нагрузок, на переходных режимах, при относительно низких коэффициентах использования мощности, доходящих до 0,6 - 0,4. Это приводит к повышенному удельному расходу топлива, снижению экологических качеств двигателя, ухудшению свойств смазочного масла, вероятностям лакообразований и отложений сажи, вероятности коксования распылителей форсунок и т.д., т.е. снижению надёжности и долговечности двигателя. Свидетельством важности проблемы является то, что режимы холостого хода составляют более 30% времени в Европейском ездовом цикле, характерном для условий движения автотранспорта в современных крупных городах. Важной задачей является повышение динамических качеств двигателя и установки с ним.
Все перечисленные проблемы могут в различной степени решаться с помощью нетрадиционных методов регулирования дизеля, например, изменением числа работающих цилиндров или циклов работы двигателя.
Для реализации рассматриваемого метода созданы различные средства отключения - включения подачи топлива и управления фазами газообмена. Последние требуют изменений конструкции дизеля, усложняют реализацию такого метода регулирования, особенно в условиях существующих конструкций двигателей. Большинство известных средств реализуют отключение - включение одних и тех же цилиндров дизеля. Это существенно снижает их эффективность. По-существу, только системы топливоподачи типа Common Rail с электронным регулированием позволяют применить регулирование дизеля отключением - включением отдельных циклов. Для большинства существующих дизелей, оснащённых системами топливоподачи разделённого типа, возможности достижения подобных эффектов проблематичны.
Целью данной работы является повышение эффективности, экономичности эксплуатации, повышение динамических качеств дизеля методом изменения числа работающих цилиндров или циклов.
Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи:
выбор элементов модернизации дизельной топливной аппаратуры (разделённого типа), обеспечивающей отключение - включение отдельных цилиндров на короткое время, в том числе время одного цикла, при одновременном регулировании начального давления топлива перед циклами топливоподачи после включения цилиндров;
создание математической модели режима работы дизеля с потребителем, реализующего как поддержание установившихся режимов пониженных нагрузок, так и ряда типичных для автотракторного дизеля неустановившихся режимов;
разработка методики оценки возможностей повышения экономичности дизеля отключением цилиндров или циклов по универсальным (комбинированным) характеристикам дизеля;
получение численных значений возможных выигрышей во временах выполнения операций, выигрышей в расходах топлива при применении рассматриваемого метода.
Научная новизна работы заключается в том, что в ней разработаны и исследованы метод и средства совершенствования показателей работы автотракторного дизеля с системой топливоподачи разделённого типа на режимах малых нагрузок, холостых ходов и ряда неустановившихся режимов, путём регулирования дизеля выключением - включением цилиндров или циклов при сохранении полной нагрузки на остающиеся в работе (активные) цилиндры, а также путём регулирования начального давления топлива. Разработана методика предварительной оценки эффективности метода регулирования дизеля отключением цилиндров или циклов по много-
параметровым характеристикам дизеля. Предложена математическая модель реализации установившихся режимов частичной нагрузки и неустановившихся характерных режимов работы дизеля методом изменения числа работающих цилиндров или циклов, новизна которой заключается в том, что в ней учитываются переходные процессы в системе топливопода-чи дизеля, либо устраняются эти переходные процессы, благодаря регулированию начального давления топлива в топливных системах работающих цилиндров. Применительно к дизелю типа 6 Ч 11/12,5 получены количественные показатели эффективности метода по показателям экономии топлива и повышения динамических качеств дизеля.
Практическая значимость результатов исследования заключается в подтверждении работоспособности элементов модернизации топливной аппаратуры разделённого типа для регулирования дизеля изменением числа работающих цилиндров или циклов, что позволяет начинать проведение соответствующих опытно - конструкторских работ, с целью перехода от опытных образцов систем топливоподачи к серийным. Математические модели позволяют ускорить анализ возможностей получения положительных эффектов от применения метода. Применение предложенного метода и реализующей его системы позволит повысить динамические качества дизеля типа 6 Ч 11/12,5 при реализации ряда неустановившихся режимов работы, снизить расходы топлива при работе дизеля в диапазоне малых нагрузок и холостых ходов.
Методы исследования. В работе применены экспериментальные и расчётно - экспериментальные методы исследования, в том числе математическое моделирование ряда эксплуатационных режимов работы дизеля.
Достоверность результатов экспериментальных исследований и результатов математического моделирования определяется достаточной точностью применявшегося оборудования и стендов, сходимостью с результатами опубликованных экспериментальных исследований, обработанных с применением методов математической статистики.
Реализация результатов работы. Материалы исследования применяются при выполнении госбюджетной научно - исследовательской работы кафедры, в учебном процессе и при подготовке магистерских и кандидатских диссертаций.
Апробация работы. Результаты работы доложены на научно -технических конференциях инженерного факультета РУДН в 2009, 2010 и 2011 г.г., на Всероссийском семинаре в МГТУ им. Н.Э. Баумана (2010 г.), на юбилейной конференции в МАДИ - ГТУ в 2011 г.
Публикации. По результатам исследований, вошедших в диссертацию, опубликованы 6 работ, из которых 4 - статьи и 2 - тезисы докладов, причём все 6 работ опубликованы в изданиях по списку ВАК РФ.
Структура и объём работы. Диссертация содержит 131 страницу, в том числе 58 рисунков и 2 таблицы и состоит из введения, четырёх глав,
выводов и списка использованной литературы в количестве 102 наименований. Основное содержание диссертации изложено на 100 страницах машинописного текста.
Похожие диссертации на Регулирование дизеля 6 ч 11/12,5 изменением числа работающих цилиндров или циклов
