Введение к работе
Актуальность проблемы. Двигатели транспортного назначения практически 95 % времени эксплуатируются при-неустановившихся режимах работы (НУР). В «условиях эксплуатации двигатели существенно снижают показатели экономичности, эффективности по сравнению с показателями,- полученными при установившихся режимах работы (УР). В этих условиях растёт токсичность и дымность выбросов. Поэтому задачи совершенствования протекания НУР дизелей являются актуальными задачами современного двигателестроения.
Борьба за увеличение эффективности работы дизеля при НУР идёт по пути повышения быстродействия регулятора, сокращения переходных процессов (п.п.) в системе воздухоснабжения, интенсификации процессов смесеобразования, поддержания теплового состояния, а также сокращения п.п. в ТА. С ростом форсирования дизелей, расширением диапазона потребных режимов их работы, возникает ряд новых научно-технических проблем, связанных с необходимостью высококачественной организации рабочего процесса при НУР в условиях переменности во времени частоты вращения, нагрузки, теплового состояния, в условиях рассогласования в работе различных систем двигателя. Поэтому актуальной научной и практической задачей является разработка методов и средств, обеспечивающих согласование во времени, сокращение п.п. в системах регулирования, воздухоснабжения,' топливоподачи.
При значительной степени изученности п.п. в системах регулятора и воздухоснабжения, в настоящее время ещё далеко не раскрыты закономерности протекания п.п. в ТА дизеля при НУР,' в связи с переменностью во времени, быстротечностью и сложностью гидродинамических процессов. Для осуществления указанных задач необходимо дальнейшее изучение особенностей п.п. в ТА, создание адекватных реальному процессу моделей п.п. в ТА, разработка средств и методов воздействия на процессы в ТА при НУР, изучение п.п. в системах смесеобразования, воздействия на них разными путями.
Одним из путей совершенствования ТА дизелей является включение В НИХ Элементов ВОЗДеЙСТВИЯ На пярям<»трм грріпьі в ПНД д ЛВД
перед очередными циклами впрыскивания nyHWA№!4fiMWfeHft&l3a*
БИБЛИОТЕКА {
данных начальных давлений, подачи в ЛВД различных присадок, добавок к топливу, то есть создание заданных физико-химических свойств топлива (метод "физико-химического регулирования" процесса). Такая топливная аппаратура получила название ТА с РНД. Для оперативного исследования и сравнения работы при НУР систем с РНД и без РНД целесообразно применять математическое моделирование НУР дизеля с учётом переходных процессов в ТА.
Целью работы является совершенствование показателей работы транспортного дизеля при наиболее важных для них НУР - режимах разгона, путём учёта и устранения п.п. в ТА Для достижения указанной цели необходимо решение следующих задач.
-
Систематизировать информацию о п.п. в ЛВД и ЛНД ТА при НУР дизеля. Проанализировать их влияние на характеристики работы ТА и дизеля в целом при НУР.
-
Разработать математическую модель процессов разгона транспортного дизеля с учётом особенностей топливоподачи при НУР.
-
Исследовать количественные показатели влияния п.п. в ТА на характеристики НУР дизеля.
-
Разработать рекомендации на создание систем топливоподачи с РНД топлива для дизелей, с целью повышения эффективности их работы при НУР.
Методы исследования. В работе применены методы расчётного и экспериментального исследования, в том числе с использованием результатов экспериментальных исследований, выполненных в МПУ им. Н. Э. Баумана, РУДН, С. Петербургском техническом университете и др.
Достоверность результатов, обоснована подтверждена сходимостью с опубликованными результатами экспериментальных исследований, обработанных с применением разработанных, в том числе статистических методов.
Научная новизна. Разработана методика математического моделирования разгона дизеля 6ЧН15/18 с учётом п.п. в ТА, отличающаяся применением итерационного приближения к величине действительного возмущения по начальному давлению. Предложена методика статистической обработки экспериментальных данных, в том числе для получения аппроксимирующих зависимостей. Исследовано влияние п.п. в ЛВД ТА на эффективность работы перспективных дизелей при НУР, проанализирована возможность совершенствования показателей работы дизеля при использовании системы топливоподачи с РНД. Разработаны показатели динамического качества дизеля. Предложены методы позволяющие учесть или исключить влияние особен-
ностей п п в ТА на результаты.
Практическая значимость работы заключается в следующем. Применение системы топливоподачи с РИД по разным законам регулирования позволяет повысить динамические качества дизеля, сохраняя рациональные уровни нагрузок, уровни экономичности. Применение разработанной математической модели разгона дизеля позволяет ускорить процессы исследования и выбора рационального технического решения задачи повышения динамических качеств дизеля. Разработанная методика исследования позволяет повысить точность и достоверность результатов Предложенные показатели динамического качества дизеля могут применяться при сравнении разных технических решений.
Реализация работы. Результаты работы применяются в учебном процессе Российского университета дружбы народов, включены в отчеты по проведению госбюджетной НИР.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на научно - технических конференциях инженерного факультета Российского университета дружбы народов в 2002 и 2003 годах.
Публикации. По результатам исследований, вошедших в диссертацию, опубликованы четыре работы.
Структура и объём работы. Диссертация изложена на 104 страницах, 46 рисунках и 4 таблицах и содержит введение, четыре главы основного содержания, выводы, заключение и рекомендации, приложение и список использованной литературы из 114 наименований. Приложение имеет 14 страниц рисунков и таблиц