Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Тепловые двигатели

Диссертационная работа:

Пигарина Анастасия Алексеевна. Разработка и исследование электрогидравлической форсунки для аккумуляторной системы топливоподачи автомобильных быстроходных дизелей : диссертация ... кандидата технических наук : 05.04.02.- Владимир, 2003.- 198 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/3771-7

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Общая характеристика работы 5

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 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 1

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 165

Приложение 1. Соглашение НЗТА 175 Приложение 2. Патенты на программу Injector 177

Приложение 3. Иллюстрации к программе Injector 179

Приложение 4. Техническое задание АС-100 184

Приложение 5. Техническое задание на приборный комплекс для исследования ЭМК для ЭГФ 190

Приложение б. Техническое задание на безмоторный стенд для отработки

аккумулятора, ЭГФ, ТНВД, регулятор давления 194

Приложение 7. Методика обработки и результаты испытаний ЭГФ 197  

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. 

Подобные работы
Олисевич Олег Вячеславович
Разработка математических моделей и расчетно-экспериментальное исследование дизельных аккумуляторных топливных систем с электрогидравлическими форсунками
Ефимов Кирилл Викторович
Оптимизация параметров электрогидравлической форсунки для дизеля с микропроцессорной системой управления
Дунин Андрей Юрьевич
Совершенствование системы совместной подачи двух топлив в камеру сгорания дизеля через одну форсунку
Богачев Сергей Александрович
Разработка топливоподающих систем дизеля нового поколения с целью выполнения перспективных нормативов, ограничивающих токсичность отработавших газов
Богачёв Сергей Александрович
Разработка топливоподающих систем дизеля нового поколения с целью выполнения перспективных нормативов, ограничивающих токсичность отработавших газов
Грачев Александр Юрьевич
Разработка системы питания дизеля для автомобиля, использующего в качестве основного топлива диметиловый эфир
Бритик Сергей Алексеевич
Разработка системы технического диагностирования судового дизель-генератора по термогазодинамическим параметрам
Эсмаилзаде Эбрахим
Разработка методов организации рабочего процесса топливной системы дизеля при использовании в качестве топлива диметилового эфира
Лазарев Василий Михайлович
Разработка метода расчета и оценки эффективности системы жидкостного охлаждения тракторного дизеля
Шутков Евгений Алексеевич
Разработка методов гидравлического расчета внешних систем смазки и фильтров масла форсированных дизелей

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net