автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Совершенствование характеристик разгона транспортного дизеля воздействием на процессы топливоподачи

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

На правах рукописи УДК621.436.038. 8

ПОНОМАРЁВ МАКСИМ НИКОЛАЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РАЗГОНА ТРАНСПОРТНОГО ДИЗЕЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ПРОЦЕССЫ ТОПЛИВОПОДАЧИ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации

на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05. 04. 02 - ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Москва- 2004

Работа выполнена на кафедре комбинированных двигателей внутреннего сгорания Российского университета дружбы народов.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Патрахальцев Николай Николаевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Голубков Леонид Николаевич, кандидат технических наук Пономарев Евгений Григорьевич.

Ведущая организация:

Московский государственный технический университет «МАМИ» (МГТУ «МАМИ»)

Защита диссертации состоится "_"_2004 г. в_часов

на заседании диссертационного совета К 212. 203. 12 в Российском университете дружбы народов по адресу: 117302, г. Москва, ул. Орджоникидзе, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо - Маклая, д. 6.

Автореферат разослан "_"_2004 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета К 212.203.12

профессор Л. В. Виноградов.

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ УР, НУР - установившийся и неустановившийся режимы работы, П.п. - переходный процесс, ТА - топливная аппаратура,

ЛНД, ЛВД - линии низкого и высокого давления топливной системы, РНД - регулирование начального давления (топлива) в ЛВД,;

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 перед очередными циклами

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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.

1. 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.

2. Разработать математическую модель процессов разгона транспортного дизеля с учётом особенностей топливоподачи при НУР.

3. Исследовать количественные показатели влияния п.п. в ТА на характеристики НУР дизеля.

4. 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 МГТУ 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

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы разработки и усовершенствования методов и средств повышения динамических качеств дизелей, в том числе автотракторного назначения.

В первой главе проведен анализ работ, посвященных проблемам повышения качества дизелей, эксплуатирующихся в условиях неустановившихся режимов работы, а прежде всего режимах разгонов, как наиболее важных для двигателей транспортного назначения

При НУР дизеля п п. в его системах существенно влияют на показатели работы двигателя. Напичие п п в системах автоматического регулирования, воздухоснабжения, топливоподачи, в целом системе смесеобразования снижают экономические, экологические и эффективные показатели двигателя, показатели надежности и долговечности по сравнению с УР. Устранение указанных п п, совершенствование системы регулирования, интенсификация воздухоснабжения, топли-

воподачи позволяют улучшить динамические качества дизеля и установки в целом.

Одними из наименее изученных являются п.п. в ТА, как в линиях высокого, так и в линиях низкого давления. Сложность экспериментального исследования этих процессов, а также задача интенсификации исследований приводит к необходимости создания математических моделей исследуемых явлений и применения их для численного эксперимента. По-прежнему актуальным является создание систем то-пливоподачи, устраняющих п.п. в ТА дизеля при НУР.

Исследования особенностей работы дизелей при НУР, а также разработка и усовершенствование методов и средств повышения эффективности работы дизеля при НУР, в том числе воздействием на процессы топливоподачи, ведётся как в России, так и за рубежом. Известны выполненные в этом направлении работы таких специализированных организаций, как Ml ТУ им. Н.Э. Баумана, МАДИ, С - Петербургский технический университет, НАМИ, ЦНИДИ и многих других. Большой вклад в решение данной проблемы внесли такие авторы, как Астанский Ю.Л., Багиров Д.Д., Белостоцкий A.M., Болтинский В.Н., Болховитинов А.В., Брук МА, Вершинин А.С., Виксман А.С, Голубков Л.Н., Грехов Л.В., Грунауэр А.А., Добровольский В.В., Долганов К.С., Дьяченко Н.Х., Ждановский Н.С., Касьянов А.В.; Костин А.П., Крепе Л.И., Кругов В.И., Левин М.И., Леонов И.В., Леонов О.Б., Ма-гидович Л.Е., Марков ВА, Могедович Е.М.; Мурашов О.Д., Никола-енко А.В., Патрахальцев Н.Н., Пинский Ф.И., Погодин СИ., Симеон А.Э., Толшин В.И., Эпштейн С.С., Clark CA, Ekkert К., Hanson R.E., Scott W.K. и др. По результатам анализа поставлена цель работы и сформулированы задачи, решение которых необходимо для достижения цели.

В главе 2 разработаны основные положения теории неустановившихся режимов работы дизеля, используемые в дальнейшем для методического обоснования условий протекания НУР.

Принято, что неустановившимся режимом работы двигателя в данном промежутке времени является режим, при котором параметры и показатели его рабочего процесса не являются "практически постоянными". То есть они в своём изменении выходят за установленные для данных условий пределы при монотонном их изменении или изменении по закону периодической функции времени (угла поворота вала). Переходным процессом назван процесс монотонного, то есть без колебаний, изменения данного параметра, показателя работы системы двигателя. Для существования НУР необходимо, чтобы момент двигателя и (или) потребителя и (или) частота вращения вала изменялись бы, выходя за пределы, свойственные УР двигателя, и достаточ-

но, чтобы тепловое состояние двигателя (ТсооО изменялось, выходя за пределы, свойственные УР. Самым инерционным является процесс изменения теплового состояния. Однако, часто для ряда типов и назначений двигателей, например, автомобильных, за конец НУР принимают выход на заданный скоростной режим, выход оборотов двигателя на новый режим, точнее, на режим с частотой, равной 0,95 - 0,98 от п нового УР. Если в НУР разделить весь диапазон изменения параметров на ряд участков, в которых изменение параметра не выходит за пределы, свойственные сходственному УР, то получим как бы ряд УР, последовательность УР, с монотонным изменением параметров и показателей в заданных пределах, свойственных УР данного двигателя. (Для такого НУР расчёт, например, разгона, можно проводить, используя параметры и показатели дизеля при сходственных УР).

Систематизированы положения об основах п.п. в ТА дизеля, необходимые для обоснования алгоритмов расчета НУР дизеля. В наиболее общем случае процессы топливоподачи в сходственных циклах или режимах НУР и УР отличаются из-за возможной неидентичности ряда параметров и показателей, например, температуры топлива, давления газов в цилиндре двигателя и следовательно противодавления впрыскиванию, неидентичности частоты вращения кулачкового вала (наличия углового ускорения при НУР), особенностей крутильных колебаний в приводе топливного насоса, неидентичности условий на всасывании (впуске в ТНВД), связанной, например, с резким изменением положения рейки топливного насоса, что приводит к резкому увеличению расхода топлива из линии низкого давления в надплун-жерные пространства ТНВД, а также неидентичностью начального давления топлива, то есть давления топлива в ЛВД перед очередным циклом топливоподачи. Как показал анализ проведённых ранее исследований, одним из важнейших параметров, определяющих отличия в процессах топливоподачи (в топливных системах разделённого типа, автотракторной размерности) в сходственных циклах или режимах УР и НУР, является начальное давление Ргач в ЛВД перед очередным циклом впрыскивания, каждой топливной аппаратуре при работе на установившемся режиме свойственна определённая зависимость в функции от скоростного и нагрузочного режимов работы, т. е.

Рим р=А[п; ИР). При УР дизеля (и его топливной аппаратуры) Рцич,р=РосгМ' с некоторой нестабильностью ЗР,^', свойственной данному двигателю при установившемся режиме. Отсюда видна возможность появления п. п. изменения Рпри изменении частоты вращения вала п и/или соответственно, положения рейки ,

Таким образом, в НУР в этом случае процессы топливоподачи, а также процессы изменения выходных показателей двигателя (напри-

мер, крутящего момента), будут изменяться в соответствии с функциональными зависимостями: gl| =/(.п,Ьр,Р,,ач), (цикловая подача топлива), М, = /(».Ар.ЛюД (крутящий момент двигателя), причем, Рмач =А".Ьр)-

Предложены математические модели неустановившихся режимов работы дизеля с учётом и без учета п. п. в топливной аппаратуре дизеля. Предложенные модели не включают в себя переходные процессы в системе автоматического регулирования, т. е. применимы лишь при задаваемом перемещении рейки ТНВД или при Ър = аяы

Математическое моделирование переходных процессов дизеля может быть проведено с использованием метода малых отклонений, если диапазон изменения частоты вращения или изменения положения рейки достаточно мал. При условии, что положение регулирующего органа потребителя неизменно, а НУР начинается и протекает после перевода Ьр в положение Ьр=со1Ш, уравнение движения системы

принимает

Его

решение имеет вид

1-, т'

I дет • — ■ М0

. Здесь обозначено- Т„ =-——

— постоянная

времени двигателя, Кг = •

Л - «о

•коэффициент самовыравнивания,

_ сМ, 5М. , _ „ ,, сМ, Дм

=—---- - фактор устойчивости, Км А =—<р = —

•" сИр н0

"рО

С учётом переходного процесса в топливной аппаратуре имеем

<Р = -

К„

1-е *

Здесь

7.е =

30

А. + КМ,1\анН.

Р.

Г»

"динамическая постоянная времени двигателя",

I

/•„ "о

¡^ _ I_\

"динамический коэффициент са-

мовыравнивания" ^м.р^а. =

дР»

сЪ„

При необходимости моделирования разгонов в широком диапа-

зоне изменения частоты вращения используется следующая модель.

Используя экспериментальные внешние скоростные характеристики двигателя и потребителя, снятые при УР, зададим их в виде полиномов третьей и второй степени: Мг = А-и3+Д-»г+('•« +А>, Мс = Е-и2+Ф-н + Г. Тогда уравнение динамического равновесия установки двигатель - потребитель имеет вид

А его решение с целью определения времени приёмистости имеет

1. =/,_! +ДЛ-1 = (.-1 +(1,ст,-(Л730)-Д//)/((А-н3 + В-И2+Г-#1 + 0)-

вид:

ГДе "д» -ФвЫбраЙный шаг приращения частоты вращения, а следовательно II, =11,-1 +¿41.

Для моделирования НУР с учётом п.п. в ТА в качестве характеристик используются не только стандартные скоростные характеристики дизеля и потребителя, но и специально снятые при испытаниях характеристики изменения начального давления топлива в ТА данного дизеля и характеристики влияния начального давления на выходные мощность или момент дизеля при постоянных положениях рейки и постоянных частотах вращения. Т. е. в этом случае необходимо экспериментальное определение характеристик при n=const и hp=const. Очевидно, что при использовании системы топливоподачи с регулированием начального давления (РНД) необходимо иметь скоростные характеристики дизеля, работающего с указанной системой, т. е. по существу скоростные характеристики дизеля, но уже с влиянием на крутящий момент, хотя всё - на установившихся режимах работы.

На основании проведённого анализа функциональных схем дизеля с учётом и без учета п. п. в ТА разработан алгоритм моделирования п. п. дизеля. В результате теоретического исследования предложены ряд показателей, отражающих качество переходных процессов дизеля при НУР, а также позволяющих количественно сравнить степень влияния указанных переходных процессов в ТА на выходные показатели дизеля при НУР.

В главе 3 изложены методические положения экспериментального и расчётного исследований.

1. Стенд и его измерительная и регистрирующая аппаратура обеспечивают решение поставленных задач, благодаря возможности получения результатов с высокой точностью, что подтверждено проведёнными расчётами.

2. Разработанные методики обработки результатов исследований позволяют повысить достоверность полученных результатов, их надёжность при достаточно малом доверительном интервале.

3. Нестабильность и неравномерность работы дизеля, как машины циклического действия, неидентичности протекания характеристик в последовательности испытаний приводят к необходимости статистической обработки результатов исследований, а также к необходимости аппроксимации полученных и обработанных характеристик с помощью полиномиальных зависимостей, что обеспечивает возможность обработки результатов исследований на основании предложенных моделей разгонов двигателя и потребителя.

4. Заимствованные из публикаций МГТУ им Н. Э. Баумана результаты регулирования внешних характеристик дизеля 6ЧН15/18 изменением начального давления топлива обработаны на основании разработанной методики. Они обеспечивают повышение коэффициентов приспособляемости и, возможно, приемистости дизеля при сохранении или повышении экономичности работы двигателя на установившихся режимах.

5. Таким образом, заимствованная и обработанная по предложенной методике информация может быть использована в дальнейшем для исследования динамических качеств дизеля.

В главе 4 приведены результаты расчётно-экспериментального исследования.

Применение метода малых отклонений для моделирования разгонов в узком диапазоне частот вращения (1300 - 1500 мин-1) при допущении квазистатического представления процесса разгона даёт хорошую сходимость с результатами моделирования тех же режимов методом аппроксимации характеристик (принятым условно за истину). Так, отклонения времени приёмистости (разгон до 1470 мин-1) для разных регулировок дизеля составляют от 3,7 до 5,6%. Максимальные отклонения частоты вращения в тот же момент времени составляют +0,9 - (-0,6)%. То есть отклонения частоты при применении разных методов моделирования оказываются меньше погрешности измерения параметров при УР, лежат внутри доверительного интервала. В этих условиях говорить о предпочтительности того или иного метода не представляется возможным.

Можно отметить закономерность, что при применении метода малых отклонений происходят отклонения частоты вращения "в минус" в начале разгона и "в плюс" - в конце. Очевидно, что это связано с тем, что в этом методе реальные характеристики двигателя и нагрузки заменены линеаризованными.

При моделировании разгонов в широком диапазоне изменения

частот вращения метод малых отклонений не может быть применён, так как линеаризация характеристик дизеля и потребителя приводит к большим, достигающим 20% и более, погрешностям определения времени приёмистости.

Разгон дизеля с потребителем и полной нагрузкой, смоделированный при квазистатическом представлении процесса с использованием метода малых отклонений, даёт погрешность определения времени приёмистости от 3,7 до 5,6% (по сравнению с методом аппроксимации характеристик).

Максимально возможная форсировка дизеля путём повышения и регулирования начального давления повышает динамические качества дизеля почти вдвое. Однако дизель в этом режиме претерпевает значительные механические и динамические перегрузки.

Без допущения перегрузок по максимальному давлению и скорости нарастания давления в цилиндре регулированием начального давления можно повысить динамические качества дизеля на 20%, а при сохранении исходных динамических качеств повысить экономичность реализации режима разгона дизеля с потребителем и полной нагрузкой на 20%.

Специальной "экономической" регулировкой начального давления топлива в ЛВД ТА можно снизить расход топлива на реализацию длительного разгона дизеля с полной нагрузкой на 20% при повышении времени приёмистости на 10-14%.

Уменьшение нагрузки на дизель сокращает время приёмистости и расход топлива на разгон и при этом возрастает доля потерь, связанных с переходными процессами в топливной аппаратуре.

На основании результатов экспериментальных исследований, проведённых в МГТУ им. Н. Э. Баумана, получены факторы влияния Кмр И Кр„, которые достигают значений 100 и более Нм/МПа и 0,0075МПамин соответственно. Проведена аппроксимация полученных сглаженных характеристик изменения факторов влияния полиномами, которые затем применены при моделировании разгонов с учётом переходных процессов в топливной аппаратуре.

В кратковременных разгонах влияние п. п. в ТА приводит к возрастанию времени приёмистости на 6,8% (разгон до 1470 мин"1) и на 10% (разгон до 1500

Снижение инерционности (1-момент инерции, приведённый к оси коленчатого вала) установки с (послед-

ний - для дизеля без потребителя, но с маховиком) сопровождается увеличением времени приемистости из-за влияния п.п. в ТА на 11% (до 1470 мин-1). Переходный процесс в топливной аппаратуре при разгоне дизеля 6ЧН15/18 без потребителя и нагрузки приводит к возрас-

танию времени приемистости на величину до 40%.

Показано существенное влияние факторов влияния начального давления на крутящий момент дизеля. Получено, что удвоение фактора влияния приводит к росту времени приёмистости на 4,7%, а увеличение его в 4 раза - к увеличению времени приёмистости на 13,6% (для дизеля 6ЧН15/18 с потребителем и полной нагрузкой) (рис. 1). В длительном разгоне дизеля 6ЧН15/18 без нагрузки, но с потребителем, потеря приёмистости под влиянием переходного процесса в топливной аппаратуре составляет 5,3% (рис. 2).

Уменьшение инерционности установки с 65 до 23,5 Нмс2 и следовательно повышение интенсивности разгона с нагрузкой приводит к повышению времени приёмистости из-за переходных процессов в топливной аппаратуре на 15,3%. Под влиянием п.п. в ТА длительный разгон дизеля 6ЧН15/18 без потребителя увеличивается на 12%. В зависимости от исходного положения рейки ТНВД отличия во времени разгона могут составлять 3,4 - 5,3%.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Анализ опубликованных работ показывает, что при неустановившемся режиме работы (НУР) дизеля в его топливной аппаратуре (ТА) происходят переходные процессы (п.п.), которые снижают динамические качества двигателя, его экономичность, повышают токсичность и дымность выбросов. Переходные процессы в топливной системе могут протекать как в линиях низкого, так и в линиях высокого давления (ЛНД и ЛВД) топлива. Устранить отрицательное влияние этих переходных процессов совершенствованием системы автоматического регулирования частоты вращения дизеля не представляется возможным. П.п. в ЛНД устраняются повышением производительности и давления системы подкачки топлива, а также применением дополнительного объёма топлива в ЛНД перед ТНВД - компенсатора расхода топлива на входе в ТНВД. П.п. в ЛВД могут быть устранены применением систем топливоподачи типа насос - форсунки, систем со стабилизацией остаточного давления с помощью двойного нагнетательного клапана, а также систем с регулированием начального давления (РНД). Последние могут быть выполнены со стабилизацией уровня остаточного (начального) давления в ЛВД, с повышением этого уровня либо с регулированием величины и уровня начального давления в ЛВД. Системы с РНД могут быть также применены для подачи в дизель добавок, присадок, альтернативных топлив, что дополнительно повышает возможности воздействия как на динамические качества дизеля, так и на его экономические и экологические характеристики (регулирование дизеля изменением физико - химических свойств топли-ва-ФХР).

Диаграмма! 9

Рис.1. Изменение характеристики разгона при возрастании фактора влияния К мр до 2К мр и до 4 К мр

Page 1

Диаграммам

X S

s

1700 1500 1300 1100 900 700 500

Ме1; Мс1=0; 1 = 65 Нмсс.

• — « п' аппр. 1470 1/ми 1 ——? yv *

- - п'1,сПП У/ • / 1-

г* У ^ 5, 7 с. 5,97

5 3% от 5,7 <

t, С

1

Рис. 2. Сравнение разгонов двигателя (6ЧН15/18) с потребителем (1=65 Нмсс), но без нагрузки без учёта ПП в ТА (п'.аппр) и с учётом ПП в ТА (п'1 с ПП).

Page 1

2. Экспериментальные исследования быстротечных процессов

в дизеле при неустановившихся режимах его работы представляют значительные трудности. Расширение диапазона исследований НУР, их глубины возможно с использованием математического моделирования НУР дизеля. В настоящее время накопилось значительное количество фактического экспериментального материала, который может быть использован для создания математических моделей неустановившихся режимов, в том числе с учётом переходных процессов в топливной аппаратуре дизеля. Однако важным моментом подготовки таких моделей является оценка достоверности, надёжности результатов, интерпретация результатов в удобный для моделирования вид. Анализ показал возможность применения метода малых отклонений, широко применяемого в теории автоматического регулирования дизелей, для моделирования разгонов дизеля и дизеля с потребителем в сравнительно узком диапазоне изменения частоты вращения. Для моделирования разгонов в широком диапазоне изменения частот вращения может быть применена модель, основанная на использовании аппроксимирующих зависимостей вида с последующим итерационным приближением к действительной характеристике разгона на основе учёта переходных процессов в топливной аппаратуре. Применимость экспериментального материала для целей создания математической модели и проверки её адекватности реальным условиям определяется идентичностью начальных условий в экспериментах, допустимостью применения принципа квазистационарности, идентичностью условий протекания переходных процессов. Наличие случайных колебаний параметров и показателей работы дизеля, сам принцип работы дизеля, как машины циклического действия, и проч. определяют необходимость статистической обработки результатов и определения не только точности измерений и регистрации параметров и показателей, но и их надёжности и достоверности.

3. Разработана методика математического моделирования разгонов дизеля разной инерционности и при разных нагружениях, учитывающая переходные процессы в линиях высокого давления топлива и основанная на итерационном приближении результатов к действительным.

4. Степень влияния переходных процессов в топливной аппаратуре на динамические качества дизеля существенно зависит от факторов влияния изменения начального давления топлива на момент дизеля изменения частоты вращения и положения рейки на начальное давление а также от исходного режима работа дизеля, интенсивности изменения скоростного и нагрузочного режимов.

5. Для дизеля типа Д6 (6ЧН15/18) под влиянием п. п. в ТА

в режиме разгона время приёмистости может возрастать на величину от 3 - 4% до 12 - 15 % , в зависимости от интенсивности разгона, диапазона изменения частот вращения в разгоне. Т. е. проигрыш во времени выполнения операции разгона составляет 0,03 - 0,15.

6. Применение топливных систем с регулированием начального давления обеспечивает сокращение времени приёмистости при разгоне дизеля 6ЧН15/18 в 1,5 - 2 раза, сокращение расхода топлива на операцию разгона на величину до 30 - 40%.

7. Моделированием разгонов малоинерционных установок,

установок с повышенным отношением объема ЛВД к объёмной цикловой подаче, то есть достаточно перспективных, показано, что потеря динамических качеств из-за переходного процесса в топливной аппаратуре может достигать 20 - 40%.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Пономарёв М. Н., Синицын А. К., Соловьёв Д. Е. Переходные процессы в линиях высокого давления топливной аппаратуры дизе-ля//Вестник РУДН.-2003, № 1.- С. 39-42.

2. Патрахальцев Н. Н., Пономарёв М. Н., Савастенко А. А. Влияние переходных процессов в топливной аппаратуре дизеля на его динамические качества//Вестник РУДН. - 2003, № 1.- С. 15-19.

3. Горбунов В. В., Пономарёв М. Н., Шкаликова В. П. О целесообразности и возможностях применения в существующих дизелях димети-лэфира, как добавки к основному топливу/ЛЗестник РУДН. 2003, № 1. С.-26 - 29.

4. Виноградский В. Л., Патрахальцев Н. Н., Пономарёв М. Н Повышение динамических и экологических качеств дизеля при его регулировании изменением физико - химических свойств топлива/ЛЗестник РУДН. 2003, №1. - С- 22 - 26.

Пономарёв Максим Николаевич (Россия)

"Совершенствование характеристик разгона транспортного дизеля воздействием на процессы топливоподачи"

В диссертации проведён анализ влияния переходных процессов в топливной аппаратуре дизеля на динамические качества установки. Проведено математическое моделирование режимов разгонов дизеля с потребителем. Предложены и исследованы методы устранения отрицательного влияния переходных процессов в топливной аппаратуре на показатели разгона транспортного дизеля.

Ponomaryev Maksim Nikolayevich

"Improvement of characteristics of acceleration of transport's diesel by influence on processes of injection of fuel"

In the thesis has developed analysis of influence of transient processes in a diesel fuel system on dynamic's qualities of installation. Developed mathematical simulation of regimes of acceleration of diesel with consumer. Proposed and investigated means of elimination of negative influence of transient regimes of fuel system on acceleration of diesel.

Подписано в печать¿9.г. Формат 60x84/16. Тираж 100 экз Усл. -печ. л. 1,0. Уч. -изд. л. 1,0. Усл. кр. - отт. 1,0. Заказ..

Издательство Российского университета дружбы народов

117923, ГСП-1, г. Москва, ул Орджоникидзе, д. 3._

Типография ИПК РУДН 117923, ГСП-1, г. Москва, ул. Орджоникидзе, д. 3.