Введение к работе
Актуальность. Возрастающие требования к снижению токсичности, шумности и улучшению экономичности автомобилей в условиях расширяющейся дизелизации автомобильного парка делают задачу улучшения показателей автомобильных дизелей весьма актуальной. Одним из самых существенных факторов, определяющих токсичность, экономичность ;: шумность дизеля, является совершенство его рабочего процесса. Непременным условием достижения высокой эффективности рабочего процесса при малой токсичности и пумности является оптимизация параметров тсплнзспсдачи. Оптимальные значения параметров тспллзоподачи зависят от ряда факторов, характеризующих конструкцию, состояние дизеля и окружапцей среды. Автомобильные дизели работают при частой и резкой смене"рабочих режимов, з различных климатических условиях, что приводит к необходимости быстродействующего регулирования параметров топлизопо-дачи в широких диапазонах и по сложным законам. Наиболее эффективным для решения зтой задачи является использование микропроцессорного управления. Оскоеной проблемой, стоящей на пути внедрения систем микропроцессорного управления топливоподачей, является создание исполнительных механизмов, осуществлянцих подачу топлива з строгом соответствии с управлянцими воздействиями микропроцессорной системы. Особенные трудности возникают при необходимости достижения еысоких дазлекий впрыскивания, например, в системах топливоподачи дизелей с наддузом. Настоящая работа посвящена поиску путей решения этих проблем.
Цель узботи. Улучпекие показателей автомобильного дизеля путем разработки и применения электроуггравляемой топливной системы, поззолякв;ей оптимизировать процесс впрыскивания топлива в дизель з широком диапазоне режимов его работы.
Методы исследований. Исследования топливной системы выполнялись рзсчьтко-теотетическим и экспериментальным путем и были направлены на выявление управляющих факторов и степени их влияния на показатели ТО. Экспериментальные исследования проводились на безмоторном стенде и на одноцилиндровом отсеке дизеля КамАЗ с имитацией газотурбинного наддува и промежуточного охлаждения наддувочного зоздуха.
Научная новизна. Впервые в нашей стране проведено экспериментальное исследование работы одноцилиндрового отсека дизеля с наддувом и аккумуляторной топливной системой (АТС) с электроуп-равляемой гидроприводной насос-форсункой (ЭГНФ), имеющей нормально открытый клапан гидравлического управления. Установлена возможность улучшевня индикаторной экономичности и снижения дымности ОГ дизеля КамАЗ с наддувом, а также предпочтительность уменьшения выбросов окислов азота запаздыванием начала впрыскивания при повышенных максимальных давлениях впрыскивания.
В результате расчетно-теоретического исследования особенностей работы АТС с ЭГНФ установлены факторы, оказывающие определяющее влияние на показатели ЭГНФ, и направления их изменения для улучшения показателей. Выявлены количественные взаимосвязи между некоторыми конструктивными и эксплуатационными параметрами ЭГНФ. Разработавы рекомендации по рациональному конструированию ЭГНФ.
Проведено расчетное прогнозирование межсекционной неравномерности цикловой подачи топлива Дц и угла опережения впрыскивания Д<» разработанной ЭГНФ. Выявлены основные факторы, оказывающие влияние на Д* и Д? , и определена степень этого влияния. Выполнена расчетная.оценка максимально возможных Дц и Д^ комплекта ЭГНФ.'. ...— -.
Практическая ценность. Экспериментально доказана возможность улучшения показателей автомобильного дизеля с наддувом применением АТС с ЭГНФ. Обоснована необходимость увеличения максимальных давлении впрыскивания для уменьшения содержания в отработавших газах дама и окислов азота. Разработаны методика, математическая модель и программы расчета процессов впрыскивания АТС с ЭГНФ,. используемые для исследования и совершенствования электрогидравлической схемы и конструкции ЭГНФ.
Разработаны рекомендации по рациональному конструированию ЭГНФ с целью достижения высокой энергетической эффективности топливоподачи, благоприятной формы- характеристики впрыскивания, сокращения межцикловой и межсекционной неравномерности подачи топлива, ослабления тенденции к увеличению межсекционной неравномерности подачи в процессе эксплуатации дизеля, уменьшения габаритов ЭГНФ. На основе этих рекомендаций разработана усовершенствованная электрогидравлическая схема ЭГНФ, защищенная
Авторским свидетельством СССР № I67I938.
Выведены расчетные формулы для определения максимальных проходных сечений гвдроуправляемого и электромагнитного клапанов на этапе проектирования ЭГКФ.
Реализация работы. Методика и программа расчета процесса впрыскивания АТС с ЭГНФ, результаты расчетно-теоретического анализа особенностей работы ЭГНФ и разработанная злектрогидрав-лическая схема использованы при конструировании варианта насос-форсунки для дизеля городского автобуса, создаваемого в соответствие с Государственной научно-технической программой "Высокоскоростной экологически чистый транспорт", а также для дизеля легкового автомобиля АЗЛК, разрабатываемого в НАМИ.
Апробация работы. Диссертационная работа рассмотрена на заседании кафедры "Автотракторные двигатели" МАДИ. Основные ее разделы обсуждались на научно-технической конференции в г.Ярославле, ЯЗТА, в 1988 г, на Всесоюзной конференции "Научно-практические проблемы энергетики транспорта", проводившейся в МАДИ в 1989 г, на научно-технической конференции с международным участием в г.Варна, Болгария, в 1989 г, на 49-й научно-технической :конференции МАДИ в 1991 г.
Публикации.-Результаты исследований изложены в трех статьях, трех научно-технических отчетах. Имеется одно Авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы. Она содержит 141 страницу основного текста, 55 страниц иллюстраций, а также список литературы, содержащий 77 наименований.