автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Улучшение эксплуатационных показателей автотракторных дизелей совершенствованием конструкции и технологии диагностирования топливоподающей системы

На правах.рукописи

Неговора Андрей Владимирович

Р

УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОТРАКТОРНЫХ ДИЗЕЛЕЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОПЛИВОПОДАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ

Специальность: 05.04.02 -Тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург-Пушкин 2004

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете.

Научный консультант: Заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Николаенко Анатолий Владимирович

доктор технических наук, профессор Петриченко Михаил Романович

доктор технических наук, профессор Ложкин Владимир Николаевич

доктор технических наук, профессор Марков Владимир Анатольевич

Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский дизельный институт» (ЦНИДИ)

Защита диссертации состоится «, » декабря 2004 г. в 14 ч. на заседании диссертационного совета Д220.060.05 в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: 196605, Санкт-Петербург-Пушкин, Академический проспект, д.23, ауд. 529/2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан «_/£» ноября 2004 г.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Ученый секретарь диссертационного

совета д.т.н., профессор ФХ-эрс^^ Соминич A.B.

¿Ш4ГЗ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Улучшение эксплуатационных показателей дизелей в современных условиях достигается путем повышения их литровой и удельной мощности, экономичности и надежности. В последнее время все большее внимание уделяется снижению выбросов вредных веществ с отработавшими газами двигателей.

Наиболее эффективным средством воздействия на рабочий процесс дизеля с целью улучшения эксплуатационных, в том числе экологических показателей, является совершенствование процесса топливоподачи (ТП) и управление этим процессом в соответствии с режимом работы двигателя. Используемые в автотракторных дизелях топливоподающие системы (ТПС) с кулачковым приводом и механическим и или электронным и регуляторам и практически исчерпали резервы оптимизации параметров впрыскивания и не позволяют в полной мере выполнить требования, предъявляемые к топливной аппаратуре (ТА) на современном этапе. Разработка новых ТПС продиктована необходимостью гибкого управления параметрами процесса ТП. Наибольшие возможности для осуществления многофакторного управления процессом подачи топлива предоставляют аккумуляторные системы типа Common Rail (CR). Актуальность исследования ТПС с электронным управлением в направлении дальнейшего совершенствования их конструкции и методов оптимизации обусловлена также отсутствием достаточного опыта в этой области. Достаточно остро стоят вопросы исследования взаимного влияния процессов ТП, смесеобразования и сгорания на экономичность и токсичность автотракторных дизелей.

Эксплуатационные показатели дизелей в существенной мере зависят от стабильности конструктивно-регулировочных параметров ТА, определяющих процесс ТП. Существующие технологические процессы, методы диагностирования, оценки и контроля технического состояния элементов ТА и параметров ТП не учитывают в достаточной мере особенностей функционирования современных ТПС, перспективы их развития и совершенствования. В этой связи, весьма актуальным является улучшение эксплуатационных показателей автотракторных дизелей путем совершенствования технологических процессов, методов и средств диагностирования за счет обеспечения их высокой точности, быстродействия и снижения трудоемкости.

Цель работы: научное обоснование и разработка методов и средств улучшения топливно-экономических и экологических показателей работы автотракторных дизелей путем совершенствования процессов топливоподачи и смесеобразования и их оперативного диагностирования.

На защиту выносятся:

- концепция комплексного подхода к оптимизации смесеобразования, топливоподачи и диагностированию топливоподающей системы в процессе эксплуатации;

- математическая модель аккумуляторной системы типа Common Rail; -технология диагностирования современной и перспективной топливной аппаратуры;

- комплекс конструктивных разработок, заключающийся в разработке оригинальных топливоподающих систем с электронным управлением, инф ормационно-измерительных диагностических систем.

- методика оценки межцикловой неравномерности топливоподачи и ее влияния наэксплуатационнь|йСШ^ЩШЩ^^да5еля-

Научную новизну диссегтацй^н^^^р^^ составляют:

I €ЗПстс?Сург $

I ^Э РК J

- концепция улучшения топливно-экономических и экологических показателей автотракторных дизелей, основанная на комплексном подходе к оптимизации смесеобразования, топливоподачи и методологии диагностирования топливоподающей системы в процессе эксплуатации;

- комплекс новых научных и технических решений по совершенствованию конструкций и совместной оптимизации топливоподающей системы и камеры сгорания, при реализации которых обеспечивается улучшение эксплуатационных показателей автотракторных дизелей;

- математическая модель аккумуляторной топливоподающей системы типа Common Rail для расчета и оптим изации ее элементов;

- технология диагностирования топливоподающей системы дизелей, разработанная на основе использования предложенных информационно-измерительных диагностических систем, обеспечивающая повышение достоверности диагноза;

- методики определения межцикловой неравномерности топливоподачи и оценки ее влияния на эксплуатационные показатели работы дизеля, позволяющие обосновать величину допустимой нестабильности подачи топлива от цикла к циклу.

Новизна предложенных технических и технологических разработок подтверждена пятью патентами РФ и четырьмя свидетельствами о регистрации программ для ЭВМ.

Практическую ценность работы представляют:

- конструкции электронно-управляемых топливоподающих систем, обеспечивающих повышение эксплуатационных показателей работы дизеля;

- рекомендации по снижению эмиссии твердых частиц и оксидов азота в отработавших газах дизеля Д-120, включающие обоснованные результатами расчетных и экспериментальных исследований предложения по модернизации конструкции топливоподающей системы иформы камеры сгорания;

- разработанные и усовершенствованные современные средства диагностирования и экспериментального исследования процессов топливоподачи с регистрацией и автоматизированной обработкой данных на ЭВМ, выполненные на уровне изобретений и патентов;

- алгоритмы, базы данных и пакеты прикладных программ, доведенные до практического использования, позволяющие обеспечить автоматизацию процессов расчетов и диагностирования ТА;

- рекомендации по допустимым значениям межцикловой неравномерности топливоподачи.

Связь с планами научных исследований и производством. Отдельные разделы диссертационной работы выполнены в соответствии с федеральной целевой программой «Повышение эксплуатационных показателей топливоподающих систем тракторных дизелей» (№281 -З-ЗМ МСХиП РФ 1995...97 гг), республиканской программой «Научные основы создания ресурсосберегающих конструкций, методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники» (№ 164/АН РБ, 1993...2000 г .г), на основе научно-исследовательских работ с ОАО «Ногинский завод топливной аппаратуры», ЗАО «Алтайский завод прецизионных изделий», ЗАО «Зирган-скаяМТС», ЗАО «Башдизельпрецизион», ГУ СП МТС «Башкирская».

Реализация результатов исследований. Результаты исследований используются на ОАО «Ногинский завод топливной аппаратуры», ЗАО «Алтайский завод прецизионных изделий» и их Уральском филиале ЗАО «Баш-дизельпрецизион».

Технологии диагностирования ТА с использованием разработанного информационно-измерительного диагностического комплекса внедрены в БошАвтоСервисе «Башдизель», на 487 Центральном авторемонтном заводе РВСН МО РФ, ГУСП МТС «Башкирская», ЗАО МТС «Нива», ЗАО «Зир-ганскаяМТС», ОАО «Башсельхозтехника».

Материалы исследований включены: в учебное пособие «Топливная аппаратура автотракторных двигателей», рекомендованное УМО ВУЗов по агроинженерному образованию для обучения студентов; в монографию «Технологические приемы обеспечения эксплуатационной надежности автотракторных дизелей». Результаты исследований внедрены в учебный процесс МГТУ им.Н.Э. Баумана,Санкт-Петербургского и Башкирского ГАУ.

Методы исследования и достоверность полученных результатов. В основу методов исследования положено сочетание фундаментальных положений теории ДВС,терм о- и гидродинамики с результатамиэксперименгов. Достоверность опытов подтверждается соблюдением требований ГОСТ, использованием современных методов и сертифицированных средств измерений, а так же внедрением разработок автора в производство.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на научно-технических конференциях Башкирского ГАУ (1994...2004 г.г.), ОренбургскогоСХИ (1994 г.), Костромской ГСХА (2002 г.), Челябинского ГАУ (1997,2002,2003 г.г.), Ижевской ГСХА (2003 г.); на региональных конференциях в Башкирском ГУ (1997 г.), Уфимском ГА ТУ (1999 г.); на научно-технических сем инарах стран СНГ «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей» в Санкт-Петербургском ГАУ (1997,2000,2002...2004 г.г), «Проблемы экономичности и эксплуатации ДВС в АПК СНГ» в Саратовском ГУ (Саратов, 2001, 2002 г.г) и «Автоматическое управление и регулирование теплоэнергетических установок» в МГТУ им.НЗ.Баумана (Москва, 2001,2003 г.); на международных конференциях «Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС» во Владимирском ГУ (Владимир, 2001 г.), «Актуальные вопросы создания топливоподающих систем транспортных дизелей», посвященной 30-летию Ярославского завода дизельной аппаратуры (Ярославль, 2002 г.), «Повышение экологической безопасности автотракторной техники» в Алтайском ГТУ (Барнаул, 2002 г.), «Актуальные проблемы теории и практики современного двигателестроения» в Южно-Уральском ГУ (Челябинск, 2003 г.) и «Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем» в Мордовском ГУ (Саранск, 2004 г.).

Отдельные результаты докладывались на Научно-технических советах ОАО «Ногинский завод топливной аппаратуры (1994-2004 гхД ЗАО «Алтайский завод прецизионных изделий (2001-2004 г.г.), АО «Алтайский завод топливных насосов (2001, 2004 г), в Отелах главного конструктора ОАО «Барнаулгрансмаш» (2001 г.), АО «Алтайдизель» (2001 г.), АО «Владимирский тракторный завод» (2001 г.), Проблемной лаборатории Владимирского НИК ТИД (2001 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 1 монография, 2 учебных пособия, 59 статей, получено 5 патентов РФ и 4 свидетельства о регистрации программ дня ЭВМ, 10 актов внедрения.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 разделов, общих выводов, библиографического списка и приложений. Диссертация изложена на 340 страницах, в том числе 305 страниц машинописного текста, 114 рисунков, 28 таблиц, 15 страниц приложений, списка литературы из 230 названий.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены научная новизна и практическая значимость работы, основные положения и результаты исследований, выносимые на защиту.

В первой главе систематизированы, обобщены и проанализированы работы, посвященные совершенствованию способов организации смесеобразования и сгорания в малотоксичных и экономичных двигателях; проблемам создания ТПС с электронным управлением и разработки методов и средств диагностирования ТА.

Краткий обзор и анализ состоянии проблемы показал, что к настоящему времени созданы научные и технические основы проектирования ТПС: разработаны методики расчетов, модели и опытные образцы электронно-управляемых ТПС. Указанным вопросам посвящены работы И.В.Астахова, РМ .Баширова, J1 Б.Грехова, JI.Н.Голубкова, А.И.Исаева, А.А.Зуева,

A.СХулешова, В.А.Кутового, А.СЛышевского, В.А.Маркова, МВМа-зинга, Н.Н.Патрахальцева, Ф.И.Пинского, М.Р.Петриченко, Р.В.Русинова,

B.И.Трусова, ЛВ.Тузова, А.С.Хачияна, Ю.Е.Хрящева, Б.Н.Файнпейба, ЮЛ .Фомина и др.

Над разработкой методов и средств оценки показателей качества работы и диагностирования ТА успешно работали В.А.Аллилуев, В.Г.Аляпышев, И.В.Антипов, В.Е.Горбаневский, И.И.Габитов, Н.СЖдановский, Б.П.За-городских, ПМХривенко, А.В.Николаенко, М.Р.Петриченко, В.Н.Смирнов, Б.А .Улитовский, ИМ .Федосов, ЮМ .Хаширов и др.

Наиболее простым методом повышения выходных параметров дизеля является улучшение характеристик топливоподачи, в частности, повышение интенсивности впрыскивания топлива путем увеличения диаметра и хода плунжера ТНВД, замена механических регуляторов электронными исполнительными устройствами и пр. Вместе с тем, в широко применяемых ТПС непосредственного действия с жестким приводом плунжера закон подачи топлива зависит от скоростного режима ТНВД, что не позволяет сформировать оптимальные характеристики впрыскивания топлива даже при изменении большинства конструктивных или режимных параметров.

От данного недостатка свободны аккумуляторные ТПС, позволяющие обеспечивать оптимальные для любого режима работы давление, продолжительность фазы и закон подачи топлива. Наиболее перспективной из них является аккумуляторная ТПС типа Common Rail (CR) с элекгрогид-роуправляемыми форсунками 0ГФ), для которой еще не в полной мере накоплен опыт проектирования и эксплуатации.

Возможность формирования характеристики впрыскивания с использованием системы СR открывает перспективы для комплексной огггими-зации топливоподачи и смесеобразования в цилиндре и на качественно новом уровне улучшить показатели работы дизеля. Выявление резервов в этом направлении может производиться на основе совместного анализа конструктивных параметров двигателя и топливной аппаратуры (форма камеры сгорания, степень сжатия, степень наполнения цилиндров свежим зарядом, число, диаметр и направление сопловых отверстий, и т.д.).

Перспективные требования улучшения эксплуатационных показателей ТА ставят задачи не только управления топливоподачей в соответствии с условиями эксплуатации, но и осуществления непрерывного контроля качества ее работы. Этт» обусловлена необходимость совершенствования и разработки методов, технологий и средств диагностирования ТА дизелей.

На основе анализа состояния проблемы и поставленной цели сформулированы задачи исследования. Научная концепция работы состоит в улучшении топливно-экономических и экологических показателей автотракторных дизелей путем разработки новых технических и технологических решений, направленных на совершенствование управления топливо-подачей, улучшение смесеобразования в цилиндре, повышение стабильности параметров ТП и эффективности диагностирования ТПС.

Во второй главе рассматриваются вопросы разработки эффективных конструкций ТПС, удовлетворяющих перспективным требованиям к ТА.

На начальном этапе проводились исследования по улучшению характеристик ТП путем внедрения электронного управления в традиционных ТПС непосредственного действия с жестким приводом плунжера. В результате была разработана и изготовлена И1С с насосом непосредственного действия, оснащенная элекгромагнигно управляемым дозирующим устройством (патент РФ №2201523) и аналогичная система (рис.1, а)с гидрозапорной форсункой (патент РФ №2201524). Использование разработанной ТПС позволяет осуществлять гибкое управление углом начала подачи, продолжительностью и давлением впрыскивания топлива.

Подача топлива в процессе работы начинается в момент перекрытия разгрузочного канала 13 свободным концом разрезного кольца 17, перемещаемого усилием электромагнита 18, а управление давлением начала впрыскивания осуществляется при помощи перепускного клапана 15. Благодаря принятому принципу работы, электронное дозирующее устройство обеспечивает раздельное регулирование, как количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр двигателя, так и угла начала его подачи, обеспечивая при этом контролируемое повышение давления впрыскивания топлива, е 15 !4 13 1,6 1,2

Результаты безмоторных исследований (рис.1,б)эксперименгальной ТПС с электронным управлением и гидрозапорной форсункой подтвердили ее работоспособность. Вместе с тем, исследования показали, что решение вопросов адаптивного управления топливоподачей в ТПС непосредственного действия сопряжено со значигельнымитрудностями,во многих случаях приводящими к усложнению конструкции. В этой связи большой практический интерес представляет исследование других типов ТПС, в частности, аккумуляторных типа СЯ с элекгрогвдроуправляемыми форсункам и (Э ГФ).

Одним из основных недостатков известных ЭГФ, применяющихся в

Рис.1 Схема ТПС с элекгромагнигно управляемым дозирующим устройством и гидрозапорной ф орсункой (а) и показатели ее работы (б): 1- плунжер; 2- впускное окно; 3- головка насоса; 4,12,13,16-каналы; 5- корпус распылителя; 6- игла; 7- пружина; 8,9,11, 14- полости; 10- корпус клапанного узла; 15- перепускной клапан; 17-разрезное кольцо; 18- сердечник электромагнита; 19- обмотка электромагнита; 20- штифт; §ц- цикловая подача; п- частота вращения кулачкового вала насоса; 1:- продолжительность управляющего импульса.

автотракторных дизелях с системой СЯ, является повышенный расход топлива на управление через клапан форсунки, что требует увеличения габаритов ТНВД и мощности, затрачиваемой на его привод. Для решения этой проблемы наиболее эффективным представляется использование форсунок с обратными связями, обеспечивающими минимум расхода топлива на управление при любых подъемах клапана.

Подобная схема реализована в разработанной намиЭГФ для ТПС СЯ (патент РФ№2159864), где расход топлива через элекгроуправляемый клапан 8 определяется положением плунжера 1 (рис.2).

Рис.2. Фрагмент разработанной элекгрогидро-управляемой форсунки конструкции БГАУ: 1 - плунжер; 2 - штуцер подачи; 3 - сливной штуцер;4 -жиклер; 5 -электромагнит; 6 -жиклер плунжера; 7 - якорь; 8 - дозатор; 9 - пружина.

В исходном положении отсечные окна плунжера 1 закрыты дозатором 8, игла распылителя прижата к седлу за счет разницы усилий от пружины 9 и давления топлива на плунжер и дифференциальную площадку иглы.

При подаче напряжения на электромагнит 5 якорь 7 с дозатором 8 перемещаются, открывая каналы в плунжере 1 и разгружая надплунжерную полость от давления.Жиклер 6 при этом ограничивает расход топлива через клапан. За счет разности давлений, создаваемой жиклером 4 в надплунжерной и подыгольной полостях, игла отрывается от седла распылителя, и происходит впрыскивание топлива.

При снятии напряжения с электромагнита 5 под действием пружины дозатор 8 перемещается, закрывая сливной канал, и давление топлива в надплунжерной полости повышается. Плунжер 1 совместно с пружиной 9 сажает иглу на седло распылителя и впрыскивание топлива прекращается.

Для расчета процессов в опытной аккумуляторной системе СЯ разработана математическая модель на основе гидродинамического расчета, предложенного И.В Астаховым изатем дополненного и развитого Л.Н.Голубковым и Л.В.Греховым. Расчет базируется на аналитическом решении Д'Аламбера с использованием уравнений движения и неразрывности одномерного нестационарного потока сжимаемой жидкости в трубопроводе, уравнений баланса топлива и движения элементов системы.

В аккумуляторных системах большой емкости, к которым относится ТПС С11, расчетное исследование гидромеханических процессов в линии высокого давления представляется целесообразным рассматривать поэтапно. При проектировании ТНВД и вспомогательной арматуры рассчитывается ветвь от ТНВД до аккумулятора, а при исследовании ЭГФ - от аккумулятора до сопловых отверстий распылителя и отсечных отверстий управляющего клапана. Разработку моделей элементов С11 предпочтительнее начинать с модели ЭГФ в силу того, что расход топлива в значительной мере определяется принципом работы клапанного узла ЭГФ.

В общем виде объемный баланс топлива в полостях можно представить уравнением:

¿Р, <Н

у.р:*"

(11

(2)

где рэфф _ ртоП.1+ j. ; р;тота— коэффициент сжимаемости топлива; квеф- коэффициент деформации полости; Q,^ - объемные расходы в (из) k-ю полость; Ui-j— скорость втекания топлива из (в) j-ro канала; ij - площадь сечения; dVm- изменение объема под действием перемещения n-го элемента; Pj —давление в полостях.

Для камеры управления над плунжером :

^Ргам _ 1 I nœ _/-v .пяаат-О1" + F

Ht V ft*^ Хжня1 ^ЯОЗЗТ V>T Хут ^ ,

UL камРкам L ol .

В этих и приведенных ниже соотношениях: F —сечение, h —ход.

При наличии управляющих сечений в виде ion, круглых отверстий диаметром don,, утечки по радиальному зазору дозатора 5Д0И1. равны : QДOзar _ 71 ■Рка.м^дозат^отв С ,

* бЛоРо(сР-/Р' -l)-ln[4(hSS,+ l] ) (3)

гДе Ьд£ШГоткр- подъем дозатора, при кагором начинают открываться управляющие сечения (формула имеет смысл при Ьд0зет<Ьд03етоткр); Ьдюэт-текущий подъем дозатора; г|0 - вязкость при действительной тем пературе в зазоре и атмосферном давлении.

Ввиду очевидного наличия утечек через зазор дозатора в закрытом положении, в математическую модель расчета ЭГФ введена формула их оценки, с учетам зависимостей Пуазейля и Куэтга для топлива переменной вязкости. Соответственно, в состав интегральной величины (расхода на управление) введен и расход утечек, причем на протяжении всего цикла топливоподачи.

Поведение управляемыхмеханическихэлеменговЭГФ, например, иглы форсунки, описывается с помощью уравнения движения.:

^ — _ [(Ркарм"Рфо№| "'"РвпрС^н "-^îi "СГХ тл~^демп(|] ^^

где m„s-суммарная масса иглы, штанги,тарелки, плунжера, 1/3 пружины; W„- скорость иглы; РИ,Р„Д"Ф,РПЛ— площади иглы, дифференциальной площадки иглы, плунжера; с„пруж- жесткость пружины иглы; 8дсмпф - демпфирующая сила тонкой пленки в запорном седле.

Движение элеетроуправляемого, гидравлически разгруженного дозатора описывается выражением:

_ ^ Го <5 спружь 1 _-пт ,

^ m 1гэт>ар страши "и "и> ^ "aoi ^ ^ )

где Бэлсетр- усилие электромагнита при данном положении и моменте времени; ScrpaniD - усилие страгивания, определяемое затяжкой пружины.

Традиционно при расчете производительности ТНВД определяющим показателем является минутный объемный расход топлива , необходимый для обеспечения подачитоплива в циливдры на номинальном режиме дизеля:

Qtcop — колени *цил g„0M /(Ртт). (6)

где Пколенч- частота вращения; ¡Ц1Ш- количество цилиндров; gu"0M- номинальная цикловая подача топлива; рт- плотность топлива; х -тактность.

Однако, для аккумуляторной системы CR необходимая производительность ТНВД должна быть скорректирована по ряду причин. Во-первых, значительная часть подаваемого в ЭГФ топлива расходуется на управление гидрозапорным клапаном, что должно учитываться вводом коэффициента запаса кф^. Тогда Q^po = Во-вторых, для быстрого увеличе-

ния давления в аккумуляторе при смене нагрузочного режима необходим определенны й динам ический резерв

Ояшциа = береди — )" Хшк /^п.п. ^ (7 )

где Рсрсд,, - коэффициент сжатия топлива; Р) и Р2 - давления топлива в аккумуляторе в начале и конце переходного процесса; Л1П „- время переходного процесса; У^ - объем аккумулятора.

Кроме того, не всегда определяющим является номинальный режим работы ТНВД. В силу особенностей ТПС С11 необходимо дополнительно проводить расчет на различных скоростных режимах, как минимум, на пусковом и режиме, соответствующему максимальному крутящему моменту дизеля.

Аккумулятор в С11 выполняют в форме сосредоточенного объема (шарового объема или полости в ТНВД) или в виде толстостенного трубопровода. В первом случае устраняется влияние волновых процессов в длинном аккумуляторе на работу каждой форсунки, во втором - упрощается конструкция и ком поновка СИ. на дизеле.

При математическом описании процессов, проходящих в аккумуляторе, исходили из того, что основной его функцией является сглаживание колебаний давления топлива ДР, вызываемых ТНВД и форсунками, до допустимой амплитуды. Оценочным показателем здесь является допускаемая нестабильность цикловой подачи

Л8„=МсФ=„рл/2Рт (рак -Рцпл )-ЦЛ<Р,,„р д/2РТ (Р^"рц«л ) , где йсРс - эффективное проходное сечение; <рШф - продолжительность впрыскивания; рт - плотность топлива; Рак, Ракк - текущее и среднее давление в аккумуляторе; Рц,ш - противодавление впрыскиванию топлива.

Тогда: р»к-Рши =(1-Д§ц/8ц)(Рак -РЦШ1).

Для определения общего расхода топлива введем коэффициент кЗГф , учитывающий расходтоппива на управление клапаном ЭГФ:

У£= к^Уц.

Необходимый объем аккумулятора: Уакк= /[р (Р^ - Р™(" )].

Для проведения численных исследований и оптимизации разработанной ТПС с ЭГФ с учетом полученных выражений был дополнен программный комппекс «Впрыск» (базовый вариант разработкиМ ГТУ им.НЭ.Баумана).

Для оценки адекватности математической модели проводилась ее идентификация путем сравнения экспериментальных и расчетных данных. С этой целью, совместно с ОАО «Ногинский завод топливной аппаратуры», был изготовлен опытный образец ЭГФ предусматривающий возможность установки датчиков и сменных жиклеров. В частности, измерялись давление у штуцера форсунки и в камере управления, перемещение дозатора и иглы распылителя,ток управления и продолжительность импульса (рис.3).

В процессе исследования для большей сходимости расчетных результатов с экспериментальными данными была проведена корректировка некоторых, введенных в оптимизационную модель, исходных параметров ЭГФ. В их число попали параметры, не определяемые прямым измерением, такие как усилие электромагнита с учетом положения и скорости якоря, коэффициенты расхода жидкости,эффективные проходные сечения и др.

Ток упрзапсния. А

0.60

\

\

2 4 6 3 Время,кс Лаплеиис. МПа

4-Х.

0,30 0,25 0.20 0,15 0,10 0,05 О

2 4 6 8 Вссмя.мс Ход иглы, мм_

РисЗ. Осциллограммы процесса работы опытной ЭГФ первого ° поколения (диаметры жиклеров на впуске в надплунжерную полость 0,2 мм, на выходе - 0,5 мм, ход дозатора 0,55 мм).

8 Нрсмя.мс "' 2 4 6 8 Времи.мс

В частности,анализируя выражение (4), можно отметить, что нефиксированной величиной является давление начала впрыскивания, которое может измениться при сборке опытной форсунки. В нашем случае наибольшее совпадение расчетных и экспериментальных данных обеспечивается при заданной величине давления начала впрыскивания Рф0=7,0...8,0МПа.

Установлено, что в отличие от традиционных конструкций ТПС, где в процессе впрыскивания топлива равновесие иглы вдали от упора отсутствует и поверхность трения мала, в предложенной ТПС необходимо учитывать гидродинамическое трение в тонких зазорах у иглы и плунжера (трение течения Куэтга). После внесения соответствующих поправок в математическую модель процесса топливоподачи совпадение результатов повысилось (рис.4).

|1, ми 0.3

0,2

0,1

Г

1

I

/ ^¡Г |

г и'Мч.л.А^

Рис.4. Ход иглы распылителя ЭГФ конструкции БГАУ (|аРс=0,02б мм2, §„=22 мм3, ход клапана 11=0,55 мм).

1 (осциллирующая кривая) - расчет без учета трения течения Куэтта ();

2 (демпфированная) - расчет с его учетом;

0 2 4 б в 1, мо 3-экспериментальные данные.

Оптимизация основных конструктивных показателей ЭГФ проводилась с целью минимизации расхода топлива на управление и формирования заданных закона, среднего Р„пр и максимального РШ1ршах давлений впрыскивания топлива. Параметрам и оптимизации являлись: сечения клапана и главного жиклера, диаметр плунжера, предварительная затяжка пружины, подъем клапана и сечение управляющих окон. Наиболее выгодные значения остальных параметров находились в рамкаходнофакгорныхэксперименгов.

Оптимизация процесса в СЯ прежде всего обеспечивается подбором необходимых сечений жиклера и клапана. Их наилучшее сочетание обусловливает не только эффективность, но и работоспособность системы. Так, при больших цРжикл и малых цр^, форсунка не открывается, а при малом ЦР-а-икл - медленно закрывается, не обеспечивает малых подач, работает неустойчиво.

Центральная зона устойчивых подач (рис.5) опоясана толстой кривой, здесь, как и в отношении м ногих других параметров, средства осуществления максимального давления впрыскивания и минимального расхода на управление не совпадают.

Влияние диаметра плунжера гидрозапирания и диаметра иглы целесообразно исследовать в комплексе, поскольку важно соотношение между ними.

Рис.5. Максимальное давление впрыскивания и цикловой расход топлива на управление при изменении сечений жиклера и клапана.

При с^/с!,, > 1,4...1,8 (рис.6) игла испытывает излишнее воздействие от обратной связи и впрыскивание топлива становится недопустимо долгим, поэтому не удается обеспечить заданную цикловую подачу. Другая зона неработоспособности пролегает при с^/с!,, < 0,8...0,95 и связана с невозможностью управления процессом при малой площади плунжера (игла не закрывается).

Рис.6. Максимальное давление впрыскивания и цикловой расход топлива на управление при изменении диаметров плунжера и иглы.

Внутри рабочей зоны наиболее благоприятным и в отношении давления впрыскивания и потерь топлива на управление являются области с уменьшенным отношением с!^,,, а именно, вблизи границы потери управляемости при с!„„/<3м «0,83. Надежная и эффективная работа СИ. при любых значениях прочих параметров обеспечивается при йт/йи = 1,0...1,15.

Влияние хода клапана на оптимизируемые параметры обусловлено открываемым им сечением для разгерметизации камеры управления. При его недостаточном значении игла поднимается мало или не поднимается вовсе. Так, при Ькл< 0,4 мм - нерабочая зонаЭРФ. Увеличение Ьблагодаря обратной связи, способствует большему подъему иглы, меньшему дросселированию топлива в запорном конусе иглы, увеличению давления, снижению продолжительности впрыскивания и расхода топлива на управление. Повышение И и,"™1 выше 0,5 мм не оправдано в отношении снижения £цупр; выше 0,7 мм - и отношении Рвпртахтоже.

Влияние объема камеры управления над плунжером однозначно: чем больше объем камеры управления, тем большие расходы топлива необходимы через клапан и жиклер для изменения давления, тем бблыиие необходимы - ход клапана, сечения, усилия элекгромагнига, тем больше расход на управление, меньше давление впрыскивания, труднее обеспечить малые подачи. С учетом конструктивных ограничений удалось снизить объем камеры управления до 31 мм3.

Влияние давления начала впрыскивания (по пружине)также однозначно в отношении §„у"р и Р„прмах - наилучшие показатели достигаются при минимальных значениях затяжки пружины. При значениях ниже 3,0...4,0 МПа возникает неустойчивость работы форсунки, ниже 1,0 МПа - она неработоспособна.

Влияния хода иглы (при полном ходе более 0,13—0,15 мм) не обнаружено. При значениях более 0,5 мм, ввиду сильной обратной связи по подъему иглы, игла упора не достигает.

Диаметр сопел распылителя задан из условий рабочего процесса, поэтому исследование его влияния ограничено. Однако, изменение ёс влечет пересмотр всех прочих параметров ЭГФ. В этой связи установлено, что при изменении диаметра сопел с 0,15 до 0,4 мм давление и продолжительность впрыскивания падают, а следовательно снижается и £цупр.

Значение зазора в дозаторе представляет интерес в отношении сложившегося мнения, что ввиду его роста при износе трудно обеспечить длительную работоспособность золотникового клапана-дозатора. Недопустимое снижение Ропрш* наблюдается при повышении диаметрального зазора выше 8...10 мкм (исходный принимался 2 мкм). Чувствительнее к зазору расход топлива на управление - при увеличении его до 3...4 мкм происходит удвоение §цупр. При зазоре 12,5 мкм форсунка становится неработоспособной. Такой вывод свидетельствует о возможности изготовления и эксплуатации золотникового клапана в рамках существующего уровня технологии прецизионных пар.

Влияние времени открытия клапана, т.е. характеристика gц=f(тOT]фKЛ) изучается с целью выяснения возможности функционирования форсунки в составе ТПС и ее совместимости с системой управления. В процессе исследования выявлено, что при оптимальных параметрах ЭГФ характеристика ТПС по подаче не только нелинейная, что допустимо, но и немонотонная, т.е. имеет участок сс^/скоти^О, что недопустимо (рис.7).

Рис.7. Характеристика экспериментальной ТПС по подаче придавленияхтоплива в аккумуляторе от 30 до 100 МПа (показаны цифрами): А - участок с немонотонной характеристикой.

0.7 0.9 и 1,3 1,5 Перелом кривой связан с переходам работы форсунки от условий без выхода клапана на упор, к условиям работы с кратковременным нахождением клапана на упоре. Аналогичный эффект отмечался в работахМАДИ и МПУ для случая выхода (невыхода) на упор иглы.

Можно изменить совокупность важнейших параметров ЭГФ, добившись полного исключения немонотонности §ц=^т0гкрКЛ)- Однако, это ухудшает ее показатели. Но можно допустить работу форсунки с такой особенностью, если область dg^dx„^<0 не входит в рабочую зону. Такое условие может выполняться, принимая во внимание, что немонотонность характеристик не препятствует работе системы в диапазоне малых цикловых подач при умеренных и низких давлениях в аккумуляторе 30...100 МПа.

Сравнивая расчетные показатели работы ЭГФ предложенной конструкции с известной ЭГФ фирмы Bosch (рис.8, табл.1), видно, что при условии идентичности характеристик распылителя после оптимизации показатели работы ЭГФ конструкции БГАУ приблизились к лучшим показателям ЭГФ Bosch, имея при этом существенно меньший расход топлива на управление.

Рис.8. Расход топлива через сопла, через клапан и жиклер в процессе по-

дачи (gu=51 мг/цикл, Ракк= 50,0 МПа)в форсунке Bosch (а) и БГАУ (б). Таблица 1. Основные показателиисследованных вариантов форсунок

Вариант форсунки РВпр"шх> М Па Р„пр,МПа 8,Г",МГ

Форсунка В osch 50,25 36,27 19,0

Исходная форсунка БГАУ 38,37 25,46 10,9

Оптимизированный вариант 50,9 34,2 6,7

Учитывая имеющуюся технологическую базу, в результате оптимизационных расчетов для исслелуемого дизеля была рекомендована ЭГФ с диаметром плунжера 7 мм, диаметром иглы 6 мм, диаметром жиклера на входе в камеру управления 0,2 мм, максимальным ходом клапана-дозатора 0,5 мм, двумя отверстиями (с диаметром 0,5 мм)золотникового клапана-дозатора, наружным диаметром якоря электромагнита 20 мм.

Переход к проектированию и расчету ТНВД требует предварительной оценки некоторых параметров. Из условия обеспечения приема нагрузки и повышения момента при работе дизеля установим время переходного процесса равным ^„„=0,4 е., а объем аккумулятора Уакк=30 мл. При этом запас производительности на режиме максимального крутящего момента будет равней ДС>„шрга=1,25 л/мин.

С учетом различия частот вращения на рассматриваемых режимах и выбранной частоты вращения вала ТНВД производительность насоса за один

оборот его вала (цикл насоса)может быть вычислена:

у<гавд 0 ,

Анализ расчетных данных (табл.2) показывает, что вопрос обеспечения производительности ТНВД в данном случае обусловлен требованиями пускового режима и динамического резерва в совокупности с обеспечением подачи при максимальном крутящем моменте.

Таблица 2. Характерные расходы топлива насоса высокого давления

Pacxoft^v Режим л/мин Номинальный м™ Хол. ход при частоте М mmax Пусковой

Qtco» лАл ин 0,263 0,150 0,014 0,036

Q-tonc, Л/fo ин 0,320 0,186 0,017 0,047

AQд„„ «а , л/мин - 0,103 - -

Qmax (О пик тез ) 0,320 0,289 0,017 0,047

V л« п V,, , МЛ 0,145 0,289 0,028 0,312

максимальная vr,u"' мл 1сскц 2 0,073 0,144 0,014 0,156

i =3 »секи 0,048 0,096 0,009 0,104

^'сскц-4 0,036 0,072 0,007 0,078

Число насосных секций определяет равномерность подачи и момента. Для выбора числа секций ТНВД оценивалось изменение крутящего момента на валу ТНВД при использовании числа секций от 1 до 4. Во всех вариантах расчетов принимали объемную подачу ТНВД за цикл мл при птнвдгЮОО мин'1, наполнительные окна во втулке диаметром 2 мм и, соответственно, полный ход плунжера на 2 мм больше активного.

При равном объеме мертвого пространства камеры сжатия при уменьшении диаметра плунжера уменьшается коэффициент подачи, т.е. производительность секции и в целом ТНВД (рис.9) и хотя увеличение диаметра плунжера с б до 8 мм приводит к возрастанию пиковых значений М^ с 18 до 40 Нм, учитывая, что в традиционных ТНВД пиковые М^ больше на порядок, предпочтительнее выглядит вариант с ббльшим плунжерам. Таким образом, наиболее оптимальным вариантом с не отключаемым и секциям и

в ф ункции диам етра плунжера. кивания в функции объема аккумулятора.

Колебания давления топлива в аккумуляторе Р^. от подачи ТНВД менее значительны ввиду существенно большей продолжительности нагнетания каждым плунжером при использовании эксцентрикового привода. В течение периода нагнетания происходит цикл расхода топлива, по крайней мере, со стороны одной ф орсунки.

С другой стороны, жесткие условия по ограничению Ужк накладывают условия обеспечения быстроты протекания переходных режимов. По этой причине выбирается минимально возможный объем аккумулятора. Минимизация Уакк также важна при сбросе нагрузки: работа на малых нагрузках с большими давлениями впрыскивания нежелательна из-за жесткости сгорания, шумности.

Анализ влияния объема аккумулятора Уакк на процесс ТП показывает, что расход на управление, среднее давление впрыскивания практически не изменяются при варьировании Уакк=5... 100 мл, а максимальное давление впрыскивания топлива изменяется в пределах 1% (рис.10). Увеличенные значения Ропр1™* при малых Ум объясняются влиянием волновых явлений. Выбранное значение объема аккумулятора Уакк=30 мл является вполне приемлемым для выполнения егофункций на установившихся режимах.

Расчет аварийных клапанов, трубопроводов и прочей арматуры производился по традиционным методикам.

Электромагнит и микропроцессорный блок управления, определяющие скорость перемещения исполнительного элемента запорного клапана, разработаны и оптимизированы с привлечением специалистов НПО «Молния». Блок управления с напряжением питания 12 Вольт позволяет

формировать форсирующий импульс напряжением 42 Вольта, удерживающий и размагничивающий импульсы. Предусмотрено бесступенчатое изменение продолжительности им пульса от 0,5 до 10,0 мс, частоты сигнала в диапазоне от 1,5 до 50 Гц или угла начала подачи от -40 до +10 град.п.к.в. относительно положения ВМТ.

Таким образом, на основании расчетных исследований и компьютерной оптимизации параметров элементов разработанной ТПС была подготовлена конструкторская документация и на ЗАО «Атайский завод прецизионных изделий» изготовлены элекгрогидравлическая форсунка второго поколения, двухсекционны й рядны й ТНВД с эксцентриковым приводом и аккумулятор.

Экспериментальные исследования изготовленной ТПС с ЭГФ подтвердили результаты численных исследований. В частности, полученные экспериментально зависимости цикловой подачи от продолжительности управляющего импульса (рис. 11,а) доказывают возможность многофакторного управления процессом впрыскивания в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов работы. _

а) Й г!? ¿0 2,5 х^ф'мс б) 5 10 15 20 £Гц

Рис.11. Зависимость цикловой подачи топлива §„ опытной ЭГФ от продолжительности управляющего импульса г (а) и частоты впрыскиваний Г (б) при различном давлении в аккумуляторе (показано цифрами).

Работоспособность форсунки и стабильность характеристик впрыскивания сохраняется с увеличением частоты впрыскиваний с 5 до 20 Гц, что соответствует увеличению частоты вращения коленчатого вала четырехтактного дизеля с 600 до 2400 м ин"1 (рис 11 ,б).

Высокие показатели работы предложенной ТПС подтверждаются стабильностью цикловых подач. Так, при управлении давлением топлива в аккумуляторе, межцикловая неравномерность топливоподачи в зоне рабочих подач не превышает 6% (рис. 12).

Рис.12. Влияние величины цикловой подачи и давления топлива в аккумуляторе на меж цикловую неравномерность топливоподачи.

О 20 40 60 80 ®ц,мм^Ц

В третьей главе рассмотрены вопросы улучшения показателей работы дизелей на основе комплексного подхода к оптимизации смесеобразования и топпивоподачи. Необходимость такой оптимизации обусловлена рядом причин: во-первых, отдельная опгим изация каждого из процессов обеспечивает менее высокие показатели, чем совместная; во-вторых, более жестким и требованиями, предъявляемыми на современном этапе к выходным показателям работы дизеля; в-третьих, при совершенствовании ДВС, кроме закона подачи топлива, должны рассматриваться и такие параметры двигателя как форма камеры сгорания, степень сжатия, число, диаметр и направление сопловых отверстий и т.д.

В рамках расчетно-теоретических исследований ставилась задача, на примере безнаддувного тракторного дизеля Д-120, определить мероприятия, которые дадут возможность снизить эм иссию вредных веществ (РМ и N0*) и, по возможности, удельный эффективный расход топлива дизеля при установке на него аккумуляторной ТПС типа СЯ с разработанной Э ГФ.

Использование математического моделирования и компьютерной оптимизации при проектировании и доводке ДВС способствует значительному снижению объема натурных испытаний. Расчетные исследования проводились по методу Н.Ф.Разлейцева с помощью программного комплекса Дизель-2/4тразработанного А.СКулешовым вМГТУ им.НЗ.Баумана.

Дифференциальные характеристики впрыскивания рассматривались как отдельные характерные формы, представленные в расчетной части ком плек-сами независимых переменных. Управление характеристикой внутри одной формы осуществлялось варьированием продолжительности впрыскивания, а выбор ее оптимальной формы осуществлялся методом перебора трех заданных характеристик (1,2 и 3 рис.13), отличающихся разным и углам и наклона переднего фронта (нарастания скорости впрыскивания), т.е. путем решения отдельных опгим изационных задач для каждой из них с последующим сравнением полученных результатов и выбором наилучшей формы.

Форма камеры сгорания определялась методом экспертной оценки, где ориентация топливных струй выбиралась таким образом, чтобы струи в своем развитии не мешали друг другу. Для этого использовалась программа Рие1 М У'виаЬайоп интегрированная в программу Дизель 2/4т.В результате для исследования были приняты две (отличающиеся размерами) со-образные камеры сгорания и два вида (3-х и 4-х сопловых) распылителей (рис.14, табл.3). Специальное численное исследование не выявило существенного влияния угла а на показатели работы дизеля с расчетной камерой сгорания в пределах а = 75 ±7 град.

Расчетами доказано, что уменьшение диаметра камеры сгорания менее 48 мм приведет к увеличению выбросов твердых частиц вследствие недостатка места для развития струй и их пристеночных потоков. Так в предложенной камере сгорания с 4-х сопловым распылителем уже наблюдается попадание 2,48 % топлива в зоны пересечения пристеночных потоков. При уменьшении диаметра камеры сгорания этот показатель будет интенсивно расти, тогда как замечено, что если он превысит 5%, показатели двигателя заметно ухудшаются.

Г(МД п. г

Рис.13. Исследуемые формы дифференциальных характеристик впрыскивания.

Надпоршневойзазор Л^ вычисляется исходя из объема камеры сгорания и заданной степени сжатия. Известно, что увеличение степени сжатия позитивно сказывается на уменьшении выбросов вредных веществ, однако количественный выбор этого параметра требует определенного обоснования, поэтому е была включена в вектор независимых переменных. В связи с тем, что число сопел распылителя может принимать только целые значения, этот параметр был также вынесен в перечень, изменяемых методом перебора.

Таблица 3. Размеры камер сгорания и ориентация топливных струй

( /112 V fm ]

1 \ч \W /

Камера базовая опытная опытная

crop. №1 №2

da мм 58 55 48

Ac, мм - 10 10

ra MM - 10 10

hm мм 28,6 16 16

/•„, м M 28 6 6

Г, град. 90 105 105

Б,, мм 5

ht, мм 1

Рис.14 Эскизы базовой и расчетной камер сгорания

Распылитель Базовый 3-х сопловой 4-х сопловой

№ струи 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4

а, град. 56 66 56 75 75 75 75 75 75 75

Р, град. 60 180 -60 60 180 -60 50 140 -140 -50

При решении оптим изационной задачи использовались ограничения по максимальному давлению впрыскивания Ропр< 65 МПа, максимальному давлению сгорания Р2 < 9 МПа и диаметру сопел распылителя с1с> 0,18 мм, величине надпоршневого зазора в 1 мм. Область изменения угла начала подачи топлива фога.р не ограничивалась.

Конечной целью оптимизации являлось снижение эмиссии твердых частиц и оксидов азота, что сопряжено с определенными проблемами, так как области минимальных выбросов ИОх не совпадают с областям и минимальной эмиссии РМ. В этой связи, разработчиками программы Дизель 2/4т в качестве целевой функции при минимизации токсичных выбросов предложено использовать ком плекс:

F-C

РМ

РМ _ NOx ' + t"NOx '

(8)

РМ0 ' ЫОх0

где: РМ и N0* - текущие значения эмиссии твердых частиц и оксидов азота; Ш о = 0,15 г/кВт ч, N0^ = 7 г/кВт ч-"опорные" значения вредных выбросов, соответствующие нормам Еиго-2;СрМ, Скох-эмпирические коэффициенты.

При обосновании значений эмпирических коэффициентов СРМ и Смох учитывались агрессивность примеси, ПДК по санитарным нормам и сложность организации способов их нейтрализации. В результате для расчетов были установлены коэффициенты СРМ = 0,5,Ско.ч= 1.

В качестве первого шага было проведено исследование базовой камеры сгорания в сочетании с 3-х или 4-х сопловым распылителем с определением оптимальных значений степени сжатия, диаметра сопловых отверстий, продолжительности и угла начала подачи, а также оптимальной формы характеристики впрыскивания (табл. 4).

Выбираемые параметры Оптимизируемые параметры Ограничения Функция цели: Р=СииРМ+С^ИСК

№ п.п Хф-ка впрыска ■с (1с ММ Фшр т.п. к а Фогр Т.П. К В Е ^впр МПа Р. МПа ёс г/кВтч РМ [УкВтч N0, 1/кВтч К

1 баз 3 0.3 19.1 16.0 16.0 52.5 7.7 240 0.423 15.8

2 #1 3 0.245 22.1 13.0 20.1 42.8 9.2 235 0.290 10.6 2.49

3 #1 3 0.258 16.0 8.4 19.4 64.7 8.5 234 0.298 10.7 2.52

4 #2 3 0.241 20.2 11.2 20.5 57.6 9.2 235 0.281 9.6 2.32

5 #2 3 0.246 18.3 9.3 21.0 64.9 9.1 234 0.284 9.1 2.26

6 #3 3 0.242 22.2 14.3 21.0 67.1 9.4 237 0.346 8.7 2.44

7 #3 3 0.264 19.2 13.3 21.0 64.2 9.6 236 0.319 9.1 2.48

8 #1 4 0.215 21.6 11.2 21.0 42.0 9.4 234 0.266 9.5 2.27 2.33

9 #1 4 0.213 25.0 13.2 21.0 33.9 9.4 235 0.287 9.4

10 #1 4 0.214 23.4 12.5 20.7 37.4 9.3 235 0.284 9.5 2.32

11 #2 4 0.226 21.9 11.3 21.0 36.8 9.1 235 0.316 8.6 2.28

12 #2 4 0.225 19.5 10.5 21.0 46.3 9.3 234 0.273 9.0 2.22

13 #2 4 0.232 18.1 9.4 21.0 47.8 9.2 233 0.272 9.1 2.23

14 #3 4 0.228 19.7 12.2 21.0 61.7 9.3 235 0.307 8.6 2.27

15 #3 4 0.222 20.6 13.3 20.8 61.5 9.4 236 0.307 8.9 2.32

16 #3 4 0.228 19.8 11.4 21.0 60.5 9.0 236 0.345 8.0 2.29

Поиск м инимума целевой функции предполагал использование различных оптимизационных процедур (метод покоординатного спуска, деформируемого многогранника, тяжелого шарика, наискорейшего спуска и пр.). Каждая строка таблицы 4 содержит результат решения оптимизационной задачи, полученный одним из вышеперечисленных методов. При решении каждой задачи рабочий процесс дизеля был рассчитан от 60 до 120 раз.

Установлено, что радикального снижения эмиссии вредных веществ можно добиться уже с исходной сферической камерой сгорания путем применения характеристики впрыскивания №2 с распылителем 4x0,225, увеличения степени сжатия до 21 и давления впрыскивания до 46,3 МПа.

Для дальнейшего снижения токсичности отработавших газов и расхода топлива исследования проводились в направлении совершенствования формы камеры сгорания и оптимизации ориентации топливных струй, с целью обеспечения им большей свободы для развития, что позволит увеличить скорость тепловыделения на участке догорания. Учитывалось изменение интенсивности вихря вследствие изменения диаметра камеры сгорания и надпоршневого зазора.

Примеры конфигурации развития струй и их пристеночных потоков, а также скорость тепловыделения для некоторых вариантов расчета пред-

лашя, 101|фи1урацияразви1ия струй и их пристеночных потомовдляЗ-х юплоюго (а) и 4-х шплогого (б)распылителей.

В результате расчетов были получены таблицы оптимального поиска решения для каждой камеры сгорания, аналогичные табл. 4. Анализ более чем тысячи вариантов расчета позволил выделить по два наиболее оптимальных варианта для базовой и экспериментальных камер сгорания (табл. 5).

Таблица 5. Наилучшие варианты расчета для различных камер сгорания

Вариант Камера сгорания е Распылитель Характеристика впрыскивания Фспр г рад. пов.кол.вал.

1 Сфер. 16 3x0,30 Базовая 19,1

2 Сфер. 21 4x0,225 №2 19,5

3 №1 22 3x0,213 №1 23

4 №1 22,1 4x0,213 №2 18

5 №2 22,7 3x0,220 №2 22,5

6 №2 22,8 4x0,204 №2 19,5

Так как эмиссия вредных выбросов существенно зависит от угла начала подачи топлива, результаты расчетов наиболее наглядно представлять в координатах РМ/ЬЮ» отображающих значения содержания данных при-месейв ОГдля разных значений угла начала подачи топлива. В этой связи лучшие из рассчитанных вариантов (согласно табл.4) были пересчитаны для разных его значений (рис.16).

Рис.16. Содержание РМ иЖ)х в О Г при разных значениях угла начала подачи топлива для трех камер сгорания. Обозначения в табл.5.

6 8 10 II 14 Гч'Ох.г/кВтч

Анализ зависимостей (рис.16) показал, что варианты 5 и 6 выглядят более предпочтительными. Не смотря на то, что при расчетах лучшие результаты формального оптимального поиска получены для характеристики впрыскивания №1, при более детальном анализе, при разных углах угла начала подачи топлива, наиболее предпочтительным является вариант 5 с предложенной ю-образной камерой сгорания №2 и характеристикой впрыскивания № 2. Таким образам, путем расчетного исследования установлены основные конструктивные параметры экспериментального дизеля, необходимые для снижения токсичности отработавших газов.

Для проверки полученных расчетных данных была создана экспериментальная установка на базе электротормозного стенда КИ-5527 с одноцилиндровой секцией дизельного двигателя Д-120.

В процессе моторных испытаний проводилось ивдицирование рабочего процесса экспериментальной установки в двух вариантах исполнения: первый -со штатными камерой сгорания и ТПС, второй - с опытной камерой сгорания №2 (рис.14) и экспериментальной аккумуляторной ТПС с ЭГФ. Опыты проводились при фиксированной цикловой подаче топлива g„= 68 мм3/цикл, соответствующей ном инальному режиму базового дизеля Д-120. Анализ полученных индикаторных диаграмм (рис.17) показывает, что при одинаковой цикловой подаче топлива, в экспериментальном двигателе более высокие максимальное давления сгорания Pz и степень предварительного расширения р.

разработанная ТПС

Рис.17. Индикаторные диаграммы рабочего процесса экспериментальной установки в штатном (а) и экспериментальном (б) исполнении. Рг- давление газов, Рф- давление у штуцера форсунки, ф„пр- угол опережения впрыскивания, т3„- продолжительность задержки самовоспламенения.

Так, сравнивая показатели экспериментальной установки в штатном и экспериментальном исполнении видно (рис.18), что Рг увеличилось с 7,7 МПа до 9,0 МПа (на 16,8%), аре 1,66 до 2,0 (на 20,5%). Увеличение степени сжатия до 22 привело к повышению давления в конце сжатия с 4 МПа до 5,8 МПа. Соответственно, возросла температура в конце сжатия, что вместе с более поздним углом начала подачи топлива и высоким качеством распыливания топлива предопределили существенное снижение периода задержки самовоспламенения в опытном дизеле, а, следовательно, и количества топлива, выгоревшего за этот период.

Температура отработавших газов экспериментального варианта опытной установки в процессе индицирования была ниже штатного на 6,3% (около 25°С), что связано с более полным использованием теплоты вэкс-' ! И периментальной камере сгорания.

Данное условие является определяющим для снижения первого пика скорости тепловыделения и скачка локальной температуры в периоде быстрого горения, что способствует снижению эмиссии N0*.

<>Л «V» ".б Р., МПа

Рис.18. Зависимость индикаторных показателей опытных установок в штатном (__о__)и экспериментальном (_х_) исполнении от

нагрузки при фиксированной подаче топлива §„= 68 мм3/цикл.

Важно отметить, что максимальная скорость нарастания давления ёР/ёф в обоих вариантах на номинальном режиме работы приблизительно одинакова и лежит в пределах 0,7...0,9 МПаЛ-рад, что показывает на довольно «мягкую» работу двигателей, несмотря на значительное (до 16,8%) увеличение максимального давления цикла.

Полученные экспериментальные данные согласуются с результатами расчетных исследований и подтверждают вывод о лучшей организации процессов смесеобразования итопливоподачи в опытном двигателе.

В четвертой главе рассматриваются вопросы улучшения эксплуатационных показателей дизелей совершенствованием технологии диагностирования, основанной на использовании средств оперативной диагностики и экспериментального исследования ТПС.

В процессе теоретических и экспериментальных исследований был усовершенствован м етод диагностирования, предложенны й Л .В .Греховым и И.И.Габитовым, сущность которого заключается в использовании мат-моделирования при оценке технического состояния ТА с последующей экспериментальной корректировкой.

Диагностирование производится на основе анализа оцифрованных данных регистрации давления топлива в линии низкого давления и высокого давления у штуцеров насоса и форсунки. Оцифровка сигналов дает возможность обрабатывать их с использованием математического аппарата (дифференцировать, интегрировать, составлять фазовые портреты и пр.), что повышает точность диагноза за счет увеличения количества сравниваемых параметров при неизменном количестве датчиков. Заложенная в программу база данных и оригинальный метод обработки полученных сигналов позволяет в процессе диагностирования не только информировать о нарушении процесса топливоподачи, но и указывать на конкретный структурный параметр, который вызвал соответствующую неисправность.

Для реализации усовершенствованного метода (на примере дизеля Д-243 с ТНВД 4УТНМ)были проанализированы, путем математического моделирования с использованием разработанного в МГТУ им.НЭ.Баумана программного комплекса «Впрыск», детерминированные функциональные связи 15 структурных от 26 диагностических параметров ТПС на номинальном, пусковом режимах и режиме холостого хода и определены их фактические значения.

Экспериментальные исследования позволили определить диагностические режимы проявления характерных неисправностей и откорректировать допуски диагностических параметров. Исследовалось поведение диагностического параметра при изменении структурных параметров. Например, определен характер установленной взаимосвязи между давлением начала впрыскивания и первым пиком производной по давлению (рис.19).

Результаты исследований позволили обосновать целесообразность использования в качестве диагностических - 14 параметров, полученных путем обработки зависимостей давления топлива в линиях низкого и высокого давления от угла поворота кулачкового вала. Этого достаточно для распознавания 15 основных неисправностейтопливоподающих систем непосредственного действия автотракторных дизелей. На основе полученных данных составлена база данных и алгорига диагностирования ТПС дизеля Д-243.

Полный цикл диагностирования предполагает проведение измерений на трех режимах работы ТА. Все они реализуемы в безмоторных, моторных и полевых условиях. Как показали проведенные исследования, использование

полного цикла технологии диагностирования при некоторых дефектах может быть избыточным, поэтому в процессе обработки данных анализ может быть досрочно прекращен после получения гарантированного заключения о состоянии объекта.

Рис.19. Графики изменения давления у штуцера форсунки, его производная и интеграл при исправной ТПС (а) и при работе с пониженным давлением начала впрыскивания (б).

С целыо проверки и, при необходимости, корректировки алгоритмов диагностирования разработаны средства исследования параметров ТП с регистрацией и автоматизированной обработкой данных на компьютере. Особенностью разработанных систем (патенты РФ №2059870, №2116497) является применение м икропроцессорных средств и ЭВМ в составе единой измерительной системы и определение ЭВМ в качестве основного и управляющего звена над всеми процессами измерения и обработки информации на основе специально разработанных программ.

Разработанная установка позволяет оценивать средние и текущие значения единичных цикловых подач, их математическое ожидание, средне-квадратическое отклонение, угол начала подачи топлива, вычислять межцикловую неравномерность топливоподачи.

На основе предложенных принципов функционирования и проектирования автоматизированных информационно-измерительных систем, использующих м икропроцессорные средства и элементы, разработаны переносной и стационарный информационно-измерительные диагностические комплексы (ИИДК)для оценки и контроля качества работы ТПС (рис.20).

Рис.20. Схема (а) и общий вид (б) информационно-измерительного диагностического ком плекса: 1 - датчик ВМ Т дизеля; 2,3,4 - датчики давления топлива соответственно в линии низкого давления, у штуцера насоса и шту це ра ф орсу нк и.

Современная элементная база ИИДК позволяет непосредственно в процессе испытаний использовать математический аппарат для оценки до-пусковых отклонений диагностических параметров и оперировать с электронными базами данных. Предложены алгоритмы, пакеты прикладных программ и составлены базы данных, позволяющие обеспечить автоматизацию процессов определения параметров ТП и диагностирования ТПС.

Разработанная технология оперативного диагностирования ТПС с использованием предложенного ИИДК обеспечивает снижение трудоемкости проведения диагностических работ. Например, полный цикл процесса диагностирования ТА дизеля Д-243 занимает не более 30 минут; производительность труда мастеров-наладчиков ТА при проведении регулировочно-настроечных работ ТНВД повышается в 1,5...2 раза.

Технология диагностирования, реализующая непрерывный контроль технического состояния ТА и оценку качества ее работы, позволяет наиболее полно реализовать заложенный в конструкции ресурс, а управление параметрами ТП - существенно улучшить технико-экономические показатели дизеля. В соответствии с нормативными требованиями Еиго-3 автотракторные двигатели должны оснащаться системой бортовой диагностики с выводом диагностических параметров в универсальном формате ОБО II.

Проведенные нами исследования аккумуляторной ТПС с электронным управлением типа СИ. показали, что в данных ТПС реализация оперативного диагностирования с непрерывным контролем и управлением продолжительностью, давлением и углом опережения впрыскивания может осуществляться без существенной их модернизации. Текущие значения установленных параметров анализируются в электронном блоке управления (м икропроцессорной системе) с учетом внешних условий работы и состояния дизеля. Таким образом, реализация разработанной методики диагностирования позволяет создать реальные предпосылки для разработки адаптивных, самодиагностирующихся ТПС и, на этой основе, обеспечить стабильность параметров топливоподачи, а также наиболее полное использование ресурса предупредительно восстанавливаемыхэлеменгов.

Пятая глава посвящена улучшению эксплуатационных показателей дизелей повышением стабильности топливоподачи.

При рассмотрении текущей цикловой подачи как случайной величины с нормальным законом распределения, межцикловую неравномерность предложено определять как

5 = 6с/М8, (9)

гдеМ 8-математическое ожидание значений цикловых подач, определяемое из 30 последовательных циклов; а - среднеквадратическое отклонение отМ8.

Для оценки влияния межцикловой неравномерности топливоподачи на технико-экономические показатели работы дизеля предложена методика, основанная на начальном определении основных параметров двигателя при впрыскивании цикловых подач, отличных от их М8 и пересчитанных затем на основе теоретически установленных зависим остей.

Выразив среднеквадратическое отклонение через межцикловую неравномерность топливоподачи и среднюю цикловую подачу можно записать функцию плотности распределения цикловых подач:

ГЬгь>оЛ1

^ -I 00)

Текущее зкачение цикловой подачи gJ составит: gJ = gacp ± А, где Д - отклонение от значения математического ожидания М 8.

Разобьем промежуток [¿т,п; §тах] на равные отрезки ¡¿¡у, §,]. Вероятность Р(^) работы топливоподающей системы с цикловой подачей gJ, попадающей на любой из отрезков ^„ь определится:

Ф

(е.- 2ц ср )300л/2

^ ёцс

-Ф

>»-1 *"6ц<

,)300Л

б 8цс

а значение средней цикловой подачи будет:

Ятач

gцcp=

(II)

(12)

Таким образам,зная вероятность Р^) работы дизеля с цикловой подачей gJ и исходя из того, что каждому такому значению соответствует определенное значение технико-экономического показателя И^) (эффективной мощности удельного расхода топлива g(,, часового расхода топлива втемпературы Тг и дымности Ох отработавших газов, и др.), можно получить выражение для определения значения конкретного показателя Р(ёцср) при работе его ТПС с различной межцикловой неравномерностью. Для этого на всем отрезке 0*т,„; gmax] необходимо проинтегрировать полученные значения в соответствии с их вероятностью Р^) для каждого отрезка g1]:

(13)

Если для каждого из таких отрезков, функцию Р(£;) заменить ее значением в точке gí.\a, то получим следующую формулу:

ф

>1Кр

-ф

8-1-8

ЦОр

О-

(И)

Для проведения безмоторных и моторных исследований межцикловой неравномерности топливоподачи разработана специальная топливо-подающая система, обеспечивающая возможность установки величины средней цикловой подачи соответственно выбранному режиму работы дизеля, причем с высокой стабильностью значений цикловых подач, и имитацию работы топливоподающей системы с закрепленной рейкой и заданным и отклонениям и от значения средней цикловой подачи. Результаты моторных исследований по оценке влияния межцикловой неравномерности на показатели работы дизеля 1412,5x14 (рис.21) показали, что заметное влияние межцикловой неравномерности топливоподачи на технико-экономические показатели работы дизеля начинает проявляться при превышении ее значения 20%. Так, увеличение 5 от минимально возможной (на данном режиме 6%) до 80% привело к снижению эффективной мощности на 4,5% (0,63 кВт) и к увеличению удельного расхода топлива на 5,2% (14 г/кВт-ч). На частичных режимах (Ые=10,5 кВт, пс=1600 мин"1, ёиср=80 мм3/цикл и N<.=7,5 кВт, по=1б00 мин'1, g1(Cp=70 мм3/цикл) идентичное увеличение 5 привело к более резкому снижению эффективной мощности, соответственно, на 5,9% и 7,8% и повышению удельного расхода топлива на 7,4% и 10,6%.

Вместе с тем, следует отметить, что эти величины могут рекомендоваться в качестве допустимых только для одноцилиндровых дизелей, так

как в многоцилиндровых двигателях кроме межцикловои имеет место межсекционная неравномерность топливоподачи.

Дальнейшим и исследованиями было выявлено, что межцикловая неравномерность топливоподачи оказывает существенное влияние и на минимально-устойчивую частоту вращения холостого хода п^ (рис.22). С уменьшением 5с 100% до 20%минимально-устойчивая частота вращения снижается на 6,3% (с 960 мин"1 до 900 мин ), а соответствующая ей минимально возможная средняя цикловая подача уменьшается на 19% (с 42 мм3/цикл до 34 мм3/цикл).

100

f^.00% От, кг/ч

115 1,4

112 1,2

109 п, мин

106 970

103 940

100 910

/

/

20 40 60 80

Бадр, .ММ? цикл

45

39

33

5,%

Рис.21. Зависимости изменения мощности и удельного расхода топлива Дgc от межцикловой неравномерности 5 при средних цикловых подачах: 105 мм3/цикл (—-); 80 мм3/цикл

Рис.22. Зависимость минимально-устойчивых оборотов холостого хода п.™ и соответствующих им значений средней цикловой подачи §аср и часового расхода топлива Ст от межпикловой неравномерности 5.

(-.....); 70 мм /цикл (-........).

В шестом разделе приведены данные о внедрении результатов исследований и оценка их экономической эффективности.

Эффективность повышения эксплуатационных показателей работы дизеля и стабильности конструктивно-регулировочных параметров ТПС, полученные в результате внедрения предложенных мероприятий, выражаются в снижении расхода топлива (до 3,5%) и вредных выбросов выбросов с отработавшими газами в окружающую среду (до 42% выбросов оксидов азота и 50% -твердых частиц).

Экономический ущерб от воздействия вредных выбросов на окружающую среду одного дизеля Д-120 при реализации разработанных средоза-щигныхмероприятий снижается на 1449,84 руб./год.

Рекомендации по совершенствованию конструкций топливоподающих систем, приняты к использованию на ведущих профильных заводах АО «Алтайский завод прецизионных изделий», ОАО «Ногинский завод топливной аппаратуры».

Принятая методика диагностирования позволяет повысить производительности тру да мастеров-наладчиков ТА при проведении регулировочно-настроечных работ ТНВД в 1,5...2 раза. Внедрение системы технического сервиса с применением диагностирования позволило исключить большинство отказов элементов ТПС 47 комбайнов ОАО МТС «Нива» в период эксплуатации 2002 года, при этом общий экономический эффект составил 129,5 тысяч руб.

Общие выводы

1. В результате теоретических и экспериментальных исследований научно обоснована и апробирована концепция улучшения топливно-эконо-мических и экологических показателей автотракторных дизелей, основанная на комплексном подходе к оптимизации смесеобразования и топливо-подачи, обеспечении стабильности параметров топливоподачи, использовании эффективной технологии диагностирования современной и перспективной топливной аппаратуры

2. Разработана математическая модель аккумуляторной топпивопо-дающей системы с элекгрогидроуправляемыми форсунками, позволяющая проводить ее поэлементный расчет и оптимизацию параметров и характеристики впрыскивания с учетом качественного смесеобразования и сгорания в цилиндре дизеля.

Теоретически обоснованы конструктивные параметры и изготовлена аккумуляторная топливоподающая система с элекгрогидроуправляемыми форсунками и микропроцессорным блоком управления. Экспериментальные исследования подтвердили ее высокие потенциальные возможности по ф орм ированию заданных базовых характеристик топливоподачи в диапазонах: цикловых подач от 6 до 200 мм3/цикл, угла начала подачи топлива от 40 до 10 г.п.к.в. от ВМТ, максимальных давлений впрыскивания топлива от 15 до 70 МПа во всем диапазоне скоростных (50...2200 мин'1) и нагрузочных (О..ЛОО% Рс) режимов работы дизеля.

Опытный оптимизированный образец электрогидроуправляемой форсунки (патент РФ № 2159864) не уступает по показателям работы аналогичной форсунке фирмы Bosch для дизеля ОМ 611, имея при этом втрое меньший расход топлива на управление, что позволяет снизить потребляемую приводом "1НВД мощность на 20%.

3. Комплексный подход к улучшению эксплуатационных показателей дизелей позволил разработать рекомендации по снижению эмиссии твердых частиц и оксидов азота в отработавших газах и реализовать их применительно к дизелю 24 10,5x12. Исследования выявили, что со штатной сферической камерой сгорания можно обеспечить снижение эмиссии вредных веществ (твердых частиц на 40%, оксидов азота на 36%) путем увеличения степени сжатия до 21 и давления впрыскивания до 46,3 МПа и применения разработанной топливоподающей системы с 4-х сопловым распылителем с диаметром сопловых отверстий 0,225 мм., реализующей оптимальную характеристику впрыскивания. При этом удельный эффективный расход топлива уменьшается на 2,7%.

Для дальнейшего снижения токсичных выбросов (соответственно, на 50% и 42% от базового) и удельного расхода топлива (на 3,5%) предлагается применить оптимизированную форму камеры сгорания, увеличить степень сжатия до 22,7 и максимальное давление впрыскивания до 67,7 МПа.

Моторные испытания опытной установки в целом подтвердили результаты численных исследований и работоспособность созданной топливной системы типа CR в составе развернутого дизеля.

4. Исследования разработанных топливоподающих систем непосредственного действия с жестким приводом плунжера и электронным управлением (патенты РФ №2201523 и №2201524) выявили возможности улучшения характеристик топливоподачи за счет электронного регулирования цикловой подачи, угла опережения и давления впрыска, сопровождающейся усложнением конструкции ТПС и системы управления. Наиболее эффективно вопросы гибкого управления топливоподачей подачей могут

решаться применением аккумуляторной топливоподающей системы типа Common Rail.

5. Улучшение эксплуатационных показателей дизеля обеспечивается повышением стабильности топливоподачи. Так, для дизеля 14 12,5x14 при п=1300 мин"1 и gacp=70 мм3/цикл увеличение межцикловой неравномерности с 11% до 80% привело к снижению эффективной мощности на 4,8% и повышению удельного расхода топлива на 6,4%. На минимально-устойчивой частоте вращения холостого хода ее увеличение с 20% до 100% приводит к повышению частоты вращения на 6,7% (с 900 мин"1 до 960 мин"1). Рекомендуется ограничивать межцикловую неравномерность в эксплуатации на номинальном режиме величиной 20%, на режиме холостого хода - 40%.

Эффективным путем повышения стабильности топливоподачи является применение электронного управления, при этом наилучшие показатели обеспечиваются в разработанной ТТТС типа CR (межцикловая неравномерность топливоподачи не превышала 6%).

6. Усовершенствован метод диагностирования ТА, базирующийся на применении элементов матмоделирования и экспериментального исследования при анализе данных давления топлива в характерных точках TOC. Установленные математическим моделированием функциональные связи структурных параметров на различных режимах работы ТА от диагностических позволяют определить значимость диагностических параметров и их конкретные величины для составления баз данных и алгоритмов диагностирования топливной аппаратуры автотракторных и комбайновых дизелей. Для традиционных ТПС с жестким приводом плунжера численными и экспериментальными исследованиями доказана достаточность использования 14 диагностических параметров, полученных путем обработки зависимостей давления топлива в линиях низкого и высокого давления от угла поворота кулачкового вала, для распознавания основных неисправностей.

7. На основе разработанных устройств экспериментального исследования процессов топливоподачи с регистрацией и автоматизированной обработкой данных на ЭВМ (патенты РФ №2059870, №2116497) разработана технология диагностирования современных и перспективных ТПС, созданы и доведены до инженерного использования информационно-измерительный диагностический комплекс, алгоритмы, базы данных и пакеты прикладных программ, обеспечивающие повышение эффективности диагностирования за счет обеспечения высокой точности, быстродействия и снижения трудоемкости. Так, полный цикл процесса диагностирования ТА дизеля Д-243 занимает не более 30 минут; производительность труда мастеров-наладчиков ТА при проведении регулировочно-настроечных работ ТНВД повышается в 1,5...2 раза.

Основное содержание диссертации отражено в 72 публикациях, в том числе:

1. Баширов РМ., Габигов И.И., Неговора АВ. Совершенствование методики определения межцикловой неравномерности топливоподачи в автотракторных дизелях//Сельские узоры, 1997.-№3.-с.18-19.

2. Баширов РМ., Габитов И.И., Неговора АВ. Повышение технико-экономических показателей дизелей / Энергосбережение в РБ: проблемы и задачи. Материалы второй научн.-практ. республ. конф., г. Уфа: УГАТУ, 1999.-С.124-125.

3. Габитов И.И., Неговора A.B., Гафуров МД. Снижение вредных выбросов дизелей применением микропроцессорного управления впрыскиванием топлива / Сервис большого города. Мат/н.научн.-практ.конф. поев.425-летию г.Уфы.Уфа:УТИС, 1999.t.IV,c.8 1-84.

4. Габигов ИЛ., Неговора AB., ГафуровМ Д., Нигматуллин 111.Ф., Шамсут-динов А.У. Исследование эксплуатационных показателей тогшивопо-дающих систем автотракторных дизелей зарубежного производства/ Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей. Сб.научн. тр. пост, действ, семинара стран СНГ, С-Пб.: СПбГАУ,2000.-с.29-31.

5. Габитов И.И., Неговора A.B., Гафуров МД. Информационно-измеригельный комплекс для исследованийтопливоподающих систем автотракторных дизелей / Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей. Сб.научн. тр. пост, действ, семинара стран СНГ, С-Пб.: СПбГАУ, 2000. -с.31 -34.

6. Баширов P.M., Габигов И.И., Неговора A.B., Гафуров МД., Динисла-мовМ.Г. Исследование форсунки с электронным управлением процесса впрыскивания/Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей. Сб.научн. тр. пост, действ, семинара стран СНГ,С-Пб.:СПбГАУ, 2000. -с.34-36.

7. Габитов И.И., Неговора A.B. Оценка показателей качества работы топливной аппаратуры/Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления в ВТО. Мат. м/н-п. конф. XI спец. выставки «Агро-2001», Уфа:Изд-воМСХиП РБ, 2001,-с.160-164.

8. Габитов И.И., Неговора A.B. Совершенствование технического сервиса топливной аппаратуры/ Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС. Мат.VIII м/нар.н-практ.конф.,Владимир: Изд-воВлГУ,2001. -с.253-256.

9. Габигов И.И., Неговора AB. Технический сервис топливной аппаратуры автотракторных и комбайновых дизелей//Сельские узоры - 2001 -№5 -с.21.

10.Грехов JIB. Габитов И.И., Неговора A.B., Аккумуляторная топливная система с электрогидроуправляемой форсункой// Тракторы и СХМ -2001 -№7.-с.14-16.

11. Габигов И.И., Неговора A.B., Нигматуллин Ш.Ф. Разработка технических средств диагностирования топливной аппаратуры автотракторных дизелей/ Проблемы и перспективы развития АПК регионов России. Мат. м/нар.н-практ. конфер., т.2, Уфа: Изд-во БГАУ, 2002.-237-241с.

12. Габитов И.И., Неговора A.B. Совершенствование организации технического сервиса топливной аппаратуры автотракторных и комбайновых дизелей/ Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей. Сб.научн. тр. пост, действ, семинара стран СНГ,С-Пб.: СПбГАУ, 2002. -с.203-207.

13.Габитов И.И., Неговора A.B., Галиуллин P.P., Костарев К.В. Топливо-подающая система непосредственного действия с электронным управлением и гидрозапорной форсункой/ Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей. Сб.научн. тр. пост, действ, сем инара стран СНГ, С-Пб.: СПбГАУ, 2002. - с.200-203.

14.Неговора A.B. Электрогидроуправляемая форсунка для аккумуляторной системы топливоподачи/ Актуальные проблемы науки в АПК.Ма-

териалы 53-й межвуз.научно-техн. конф. T.II - Кострома: Костромская ГСХА, 2002.- c.S 1 -S3.

15.Неговора AB. Элекгрогидроуправляемая форсунка для аккумуляторной системы топливоподачи/Повышение экологической безопасности автотракторной техники. Сб. статей под ред. A JIНовоселова/ Российская академ ия транспорта, Барнаул: АлгГУ, 2002 - с.94-97.

16.Неговора AB., Габигов И.И., Баширов РМ., Грехов J1.B., Фонов АД. Опытная система топливоподачи тракторного дизеля/Актуальные вопросы создания ТПС транспортных дизелей. Материалы международной научно-практической конференции посвященной 30-летию ЯЗДА. Я рославль: Я ПИ, 2002. с.84-87.

17.Габигов И.И., Неговора AB. Разработка информационно-измерительного комплекса для диагностирования топливной аппаратуры автотракторных дизелей//Тракторы и СХМ -2002 -№4. - с.32-33.

18.Габигов И.И., Неговора A.B., Шамсутдинов А.У. Исследование эксплуатационных показателей топливных систем зарубежных автотракторных и комбайновых дизелей/ Проблемы экономичности и эксплуатации ДВС в АПК СНГ. Мат. м/нар. н.-т. семинара. Выпуск 15 -Саратов: СГАУ,2002.-с.234-237.

19. Неговора А В.Особенности эксплуатации топливной аппаратуры зарубежных дизелей сельскохозяйственного назначения/ Проблемы экономичности и эксплуатации ДВС в АПК СНГ. Мат. м/нар. н.-т. семинара. Выпуск 15 -Саратов: СГАУ,2002.-с.237-240

20.Неговора AB., Габбасов A.B. К вопросу разработки алгоритма управления аккумуляторной топливной системой дизеля/ Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей. Сб.н.тр.м/н.н.-т .конф. СПб: С-ПбГАУ,2003.-с.374-377.

21. Неговора А В.Проектирование топливного насоса высокого давления аккумуляторной системы Common Rail для тракторного дизеля/ Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей. Сб.н.тр.м/н.н.-т .конф. СПб: С-ПбГАУ, 2003.-с.377-383.

22. Неговора AB., Грехов Л В., Габитов И.И. Диагностирование топливной аппаратуры автотракторных дизелей/ Актуальные проблемы теории и практики современного двигателестроения. Сб.н.тр м/н.н-т конф .100-лет Вибе. Челябинск: ЮУрГУ, 2003.- с.118-125.

23.Неговора A.B. Определение производительности топливного насоса высокого давления аккумуляторной системы common rail тракторного дизеля/Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления в ВТО. Матмежд.н-п. конф.XIII спец.выставки «Агро-2003». В 2-х частях. Часть I.-Уфа: БГАУ,2003.-с.266-270.

24.Габигов И.И., Неговора A.B., Нигматуллин Ш.Ф. Исследование диагностических параметров топливной аппаратуры автотракторных дизелей/ Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления в ВТЭ.Матмежд.н-п. конф .XIII спец.выставки «Агро-2003». В 2-х частях. Часть I.-Уфа: БГАУ, 2003.-е .245-248.

25.Габигов И.И., Неговора A.B., Габбасов А.Г. К вопросу разработки электронного блока управления аккумуляторной топливной системой типа Common Rail./ Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления в ВТО. Матмежд.н-п. конфXIII спец.выставки «Агро-2003». В 2-х частях. Часть I.-Уфа: БГАУ, 2003.-с.243-245.

26. Габитов И.И., Неговора A.B. Исследование электрогидроуправляемой форсунки аккумуляторной топливной системы// Вестник Башкирского ГАУ - Уфа: БГАУ - 2003- №3 - с.7-12.

27. Неговора A.B., Габитов И.И., Аблеев Р.Ш. Оптимизация фонда запасных частей// Тракторы и СХМ - 2004 - №4. - с.41-44 .

28. Неговора A.B. Топливная аппаратура автотракторных дизелей.- Учебно-практическое пособие. - Уфа: Башдизель.- 2004.- 150 с.

29. Неговора A.B. Технологические приемы обеспечения эксплуатационной надежности автотракторных дизелей.- Монография. С-Пб.: Изд-во СПбГАУ, 2003.- 212 с.

30. Габитов И.И., Неговора A.B. Топливная аппаратура автотракторных двигателей. -Учебное пособие для студентов ВУЗов по спец-тям 311300 и 311900. Уфа.: Изд-во БГАУ, 2004.- 172 с.

31. К вопросу проектирования ТНВД для аккумуляторной системы топли-воподачи/ Улучшение ТЭП мобильной техники. Мат. XIV н-п. конф. ВУЗов Приволжья и Предуралья.- Ижевск: ИГСХА, 2003.-C.38-42.

32. Неговора A.B. Анализ современного программного обеспечения для совершенствования рабочих процессов ДВС/ Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей. Сб.н.тр. м/н.н.-т.конф. СПб: С-ПбГАУ, 2004 г. - 257-261 с.

33. Неговора A.B., Акчурин P.P., Габбасов А.Ф. Оптимизация формы камеры сгорания дизеля д-120./ Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей. Сб.н.тр. м/н.н.-т.конф. СПб: С-ПбГАУ, 2004 г. - 261-663 с.

34. Габитов И.И., Неговора A.B., Ильин В.В. Анализ эксплуатационных характеристик топливоподающих систем зарубежных дизелей сельскохозяйственного назначения/ Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей. Сб.н.тр. м/н.н.-т.конф. СПб: С-ПбГАУ, 2004. - 249-251 с.

35. Неговора A.B. Расчет производительности топливного насоса высокого давления для аккумуляторной системы топливоподачи/ Достижения аграрной науки - производству. Мат-лы 110 научн-практ. конф. В 8 частях - Уфа: БГАУ, 2004 г, с.33-36.

36. Неговора A.B., Габитов И,И. Численное исследование и оптимизация параметров топливного насоса высокого давления для аккумуляторной топливоподающей системы типа Common Rail. С.-ПбГАУ, Минсельхозпрод РФ.- СПб., 2004.- с.34, рис.20, библ.13. Рукопись деп. в НИИ-ТЭИАгпропром, анотирована в 1.1 вып.электр.изд-я БД «Агрос» № 0329600034 в НТЦ «Информрегистр» за 2004 г.

37. Неговора A.B. Исследование золотникового запорного клапана форсунки для аккумуляторной системы топливоподачи типа Common Rail//Двигателестроение - 2004 г. - №3.- с.17-18.

38. Неговора A.B. Снижение выбросов вредных веществ в отработавших газах дизеля Д-120./ Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем. Сб.н.тр. м/н.н.-т.конф. Мордовского ГАУ - Саранск: Изд-во Красный Октябрь, 2004 г, - с. 310-314.

39. Неговора A.B. Оценка влияния межцикловой неравномерности топливоподачи на показатели работы дизеля/ Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем. Сб.н.тр. м/н.н.-т.конф. Мордовского ГАУ - Саранск: Изд-во Красный Октябрь, 2004 г, - с. 290-293.

2007-4

40. Неговора A.B. Расчетная оптимизация экологических парам 1 Ö1 зеля// Автомобильная промышленность - 2004 г. -№11.9-12 с.

41. Патент РФ №2059870, F02 М65/00. Устройство для измерен!

вой подачи топливаJ Баширов P.M., Габитов И.И., Неговора А.ВГ, Ах-метов С.Р. Уфа: БСХИ.- Заявлено 10.08.93 Опубликовано 10.05 96. -Бюлл. №13.

42. Патент РФ №2116497 F 02М 65/00. Устройство для измерения цикловой подачи топлива. / Баширов P.M., Габитов И.И., Неговора A.B. Уфа: БГАУ.- Заявлено 21.05.96, Опубликовано 27.07.98 .- Бюлл. № 21.

43. Патент РФ 2159864 F 02М 65/00. Форсунка с электрогидравлическим управлением для аккумуляторных систем топливоподачи. / Баширов P.M., Габитов И.И., Гафуров М.Д., Гаянов М.Р., ДинисламовМ.Г., Неговора A.B. Уфа: БГАУ.- Заявлено 24.11.98 , Опубликовано 27.11.2000

Бюлл. № 33.

44. Патент РФ №2201523 7F 02 М 59/36. Топливная система для двигателя внутреннего сгорания./ Баширов P.M., Габитов И.И., Неговора A.B., Костарев К.В., Галиуллин Р.Р. Уфа: Башдизельпрецизион - Заявлено 30.06.00 г. Опубликовано 27.03.03 г. - Бюлл. №39.

45. Патент РФ №2201524 7F 02 М 59/36. Топливная система для двигателя внутреннего сгорания. / Баширов P.M., Габитов И.И., Неговора A.B., Костарев К.В., Галиуллин P.P. Уфа: Башдизельпрецизион - Заявлено 30.06.00 г. Опубликовано 27.03.03 г. - Бюлл. №39.

46. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2004610737. Автомобиль 2003./ Габитов И.И., Неговора A.B., Акчу-оин P.P. Заявлено 27.01.04 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 24.03.04 г.

47. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2004610738. Тепловой расчет ДВС./ Неговора A.B. Заявлено 27.01.04 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 24.03.04 г.

48. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2004610739. Расчет оптимального уровня запаса топливной аппаратуры при МТС./ Габитов И.И., Неговора A.B., Аблеев Р.Ш, Портнов В.И. Заявлено 27.01.04 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 24.03.04 г.

49. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2004610740. Трактор 2003./ Габитов И.И., Неговора A.B., Акчурин P.P. Заявлено 27.01.04 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 24.03.04 г.

Заказ № 86. Подписано к печати 09.11.2004 г. Объем 2 п.л. Тираж 100 экз. Бумага офсетная. Цена договорная. 450001, г.Уфа, ул.50 лет Октября, д.34, Башкирский государственный аграрный университет.

Отпечатано в типографии ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ»

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ОБОСНОВАНИЕ КОНЦЕПЦИИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Совершенствование конструкций и особенности эксплуатации автотракторных дизелей

1.2 Организация смесеобразования и сгорания в малотоксичных и экономичных двигателях

1.3 Топливоподающая система как основа обеспечения высоких технико-экономических и экологических показателей дизеля

1.4 Программные продукты для расчета и оптимизации рабочего процесса ДВС

1.5 Методы и средства диагностирования топливной аппаратуры.

1.6 Обоснование концепции, цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТОПЛИ-ВОПОДАЮЩИХ СИСТЕМ

2.1. Разработка топливоподающих систем, реализующих перспективные требования.

2.1.1. Топливоподающая система непосредственного действия с повышенным давлением впрыскивания и электронным управлением.

2.1.2. Аккумуляторная ТПС с ЭГФ конструкции БГАУ.

2.2. Математические модели для исследования и оптимизации параметров разработанной аккумуляторной топливоподающей системы.

2.2.1. Математическая модель гидродинамического процесса в линии «аккумулятор-форсунка».

2.2.2. Математическое описание процесса работы аккумуляторной ТПС в линии «ТНВД-аккумулятор».

2.3. Оптимизация и численное исследование параметров разработанной аккумуляторной ТПС с электронным управлением.

2.3.1. Идентификация математической модели.

2.3.2. Численное исследование влияния конструктивных параметров ЭГФ на процесс топливоподачи.

2.3.3. Расчет и практическая реализация схемотехнических решений конструкции топливного насоса высокого давления.

2.3.4. Расчетное обоснование параметров аккумулятора и нагнетательных трубопроводов разработанной топливоподающей системы.

2.3.5. Разработка электронного блока управления топливоподачей.

2.4. Экспериментальные безмоторные исследования разработанной топливоподающей системы.

2.4.1. Методика экспериментальных исследований, приборы, оборудование и точность измерений.

2.4.2. Результаты экспериментальных безмоторных исследований.

2.5. Анализ результатов исследований, выводы по 2 главе.

ГЛАВА 3. КОМПЛЕКСНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ

И ТОПЛИВОПОДАЧИ ДЛЯ ТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ.

3.1. Выбор объекта исследования и идентификация математической модели.

3.2. Оптимизация рабочего процесса дизеля 14 10,5x12 и формирование требований к перспективной топливной аппаратуре.

3.3. Конструктивная разработка экспериментальной неразделенной камеры сгорания.

3.4. Моторные испытания экспериментального дизеля с опытной топливоподающей системой.

3.5. Анализ результатов испытаний, выводы по 3 главе.

ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ И РАЗРАБОТКА

СРЕДСТВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ.

4.1. Метод функционального безразборного диагностирования топливной аппаратуры и методика распознавания неисправностей ТПС с учетом вероятностного характера возникновения отказов.

4.2. Разработка средств и систем оперативного диагностирования топливной аппаратуры

4.3. Экспериментальная оценка модели диагностирования топливной аппаратуры и эффективности информационно-измерительного диагностического комплекса.

4.4. Технология диагностирования топливоподающих систем дизелей.

4.5. Анализ результатов, выводы по 4 главе.

ГЛАВА 5. УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЕЙ ПОВЫШЕНИЕМ СТАБИЛЬНОСТИ ТОПЛИВОПОДАЧИ.

5.1. Методика определения межцикловой неравномерности топливоподачи.

5.2. Оценка влияния нестабильности параметров топливоподачи на показатели работы дизеля.

5.2.1. Влияние межцикловой неравномерности топливоподачи на технико-экономические показатели дизеля.

5.2.2. Обоснование допусковых величин межцикловой неравномерности топливоподачи.

5.3. Стабильность топливоподачи в разработанных топливных системах с электронным управлением.

5.4. Анализ результатов, выводы по 4 главе.

ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

6.1. Внедрение результатов исследования.

6.2. Экономический ущерб от воздействия отработавших газов.

6.3. Исследование эксплуатационных показателей топливоподающих систем зарубежных автотракторных дизелей

Улучшение эксплуатационных показателей дизелей в современных условиях достигается путем повышения их литровой и удельной мощности, экономичности и надежности. В последнее время все большее внимание уделяется снижению выбросов вредных веществ с отработавшими газами двигателей.

Наиболее эффективным средством воздействия на рабочий процесс дизеля с целью улучшения эксплуатационных, в том числе экологических показателей, является совершенствование процесса топливоподачи (ТП) и управление этим процессом в соответствии с режимом работы двигателя. Используемые в автотракторных дизелях топливоподающие системы (ТПС) с кулачковым приводом и механическими или электронными регуляторами практически исчерпали резервы оптимизации параметров впрыскивания и не позволяют в полной мере выполнить требования, предъявляемые к топливной аппаратуре (ТА) на современном этапе. Разработка новых ТПС продиктована необходимостью гибкого управления параметрами процесса ТП. Наибольшие возможности для осуществления многофакторного управления процессом подачи топлива предоставляют аккумуляторные системы типа Common Rail (CR). Актуальность исследования ТПС с электронным управлением в направлении дальнейшего совершенствования их конструкции и методов оптимизации обусловлена также отсутствием достаточного опыта в этой области. Достаточно остро стоят вопросы исследования взаимного влияния процессов ТП, смесеобразования и сгорания на экономичность и токсичность автотракторных дизелей.

Эксплуатационные показатели дизелей в существенной мере зависят от стабильности конструктивно-регулировочных параметров ТА, определяющих процесс ТП. Существующие технологические процессы, методы диагностирования, оценки и контроля технического состояния элементов ТА и параметров ТП не учитывают в достаточной мере особенностей функционирования современных ТПС, перспективы их развития и совершенствования. В этой связи, весьма актуальным является улучшение эксплуатационных показателей автотракторных дизелей путем совершенствования технологических процессов, методов и средств диагностирования за счет обеспечения их высокой точности, быстродействия и снижения трудоемкости.

Цель работы: научное обоснование и разработка методов и средств улучшения топливно-экономических и экологических показателей работы автотракторных дизелей путем совершенствования процессов топливоподачи и смесеобразования, обеспечения стабильности параметров топливоподаю-щей системы и ее оперативного диагностирования в процессе эксплуатации. На защиту выносятся:

- концепция комплексной оптимизации конструктивных и эксплуатационных параметров дизельного двигателя;

- математическая модель аккумуляторной топливоподающей системы типа CR;

- методология организации оперативной бортовой диагностической системы топливной аппаратуры;

- технология диагностирования ТПС, базирующаяся на разработках оригинальных устройств и средств измерения параметров топливоподачи;

- методика оценки межцикловой неравномерности топливоподачи и ее влияния на эксплуатационные показатели работы дизеля.

Научную новизну диссертационной работы составляют:

- концепция улучшения топливно-экономических и экологических показателей автотракторных дизелей, основанная на комплексном подходе к оптимизации смесеобразования, топливоподачи и методологии диагностирования топливоподающей системы в процессе эксплуатации;

- комплекс новых научных и технических решений по совершенствованию конструкций и совместной оптимизации топливоподающей системы и камеры сгорания, при реализации которых обеспечивается улучшение эксплуатационных показателей автотракторных дизелей;

-математическая модель аккумуляторной топливоподающей системы типа Common Rail для расчета и оптимизации ее элементов;

-технология диагностирования ТПС дизелей, разработанная на основе использования предложенных информационно-измерительных диагностических систем, обеспечивающая повышение достоверности диагноза; -методики определения межцикловой неравномерности топливоподачи и оценки ее влияния на эксплуатационные показатели работы дизеля, позволяющие обосновать величину допустимой нестабильности подачи топлива от цикла к циклу.

Новизна предложенных технических и технологических разработок подтверждена пятью патентами РФ и четырьмя свидетельствами о регистрации программ для ЭВМ.

Практическую ценность работы представляют:

- конструкции электронно-управляемых топливоподающих систем, обеспечивающих повышение эксплуатационных показателей работы дизеля;

- рекомендации по снижению эмиссии твердых частиц и оксидов азота в отработавших газах дизеля Д-120, включающие обоснованные результатами расчетных и экспериментальных исследований предложения по модернизации конструкции топливоподающей системы и формы камеры сгорания;

- разработанные и усовершенствованные современные средства диагностирования и экспериментального исследования процессов топливоподачи с регистрацией и автоматизированной обработкой данных на ЭВМ, выполненные на уровне изобретений и патентов;

- алгоритмы, базы данных и пакеты прикладных программ, доведенные до практического использования, позволяющие обеспечить автоматизацию процессов расчетов и диагностирования ТА;

- рекомендации по допустимым значениям межцикловой неравномерности топливоподачи.

Связь с планами научных исследований и производством. Отдельные разделы диссертационной работы выполнены в соответствии с федеральной целевой программой «Повышение эксплуатационных показателей топливоподающих систем тракторных дизелей» (№281-3-ЭМ МСХиП РФ

1995.97 гг), республиканской программой «Научные основы создания ресурсосберегающих конструкций, методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники» (№ 164/АН РБ, 1993.2000 г.г), на основе научно-исследовательских работ с ОАО «Ногинский завод топливной аппаратуры», ЗАО «Алтайский завод прецизионных изделий», ЗАО «Башдизельпрецизи-он», ГУСП МТС «Башкирская».

Реализация результатов исследований. Результаты исследований используются на ОАО «Ногинский завод топливной аппаратуры», ЗАО «Алтайский завод прецизионных изделий» и их Уральском филиале ЗАО «Баш-дизельпрецизион».

Технологии диагностирования ТА с использованием разработанного диагностического комплекса внедрены в БошАвтоСервисе «Башдизель», на 487 Центральном авторемонтном заводе РВСН МО РФ, ГУСП МТС «Башкирская», ЗАО МТС «Нива», ЗАО «Зирганская МТС», ОАО «Башсельхоз-техника».

Материалы исследований включены: в учебное пособие «Топливная аппаратура автотракторных двигателей», рекомендованное УМО ВУЗов по агроинженерному образованию для обучения студентов; в монографию «Технологические приемы обеспечения эксплуатационной надежности автотракторных дизелей». Результаты исследований внедрены в учебный процесс МГТУ им. Н.Э. Баумана, Санкт-Петербургского и Башкирского ГАУ.

Методы исследования и достоверность полученных результатов. В основу методов исследования положено сочетание фундаментальных положений теории ДВС, термо- и гидродинамики с результатами экспериментов. Достоверность опытов подтверждается соблюдением требований ГОСТ, использованием современных методов и сертифицированных средств измерений, а так же внедрением разработок автора в производство.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на научно-технических конференциях Башкирского ГАУ (1994.2004г.г.), Оренбургского СХИ (1994 г.), Костромской ГСХА (2002 г.), Челябинского

ГАУ (1997, 2002,2003 г.г.), Ижевской ГСХА (2003 г.); на региональных конференциях в Башкирском ГУ (1997 г.), Уфимском ГАТУ (1999 г.); на научно-технических семинарах стран СНГ «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей» в Санкт-Петербургском ГАУ (1997,2000,2002.2004 г.г), «Проблемы экономичности и эксплуатации ДВС в АПК СНГ» в Саратовском ГУ (Саратов, 2001,2002 г.г) и «Автоматическое управление и регулирование теплоэнергетических установок» в МГТУ им.Н.Э.Баумана (Москва, 2001, 2003 г.); на международных конференциях «Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС» во Владимирском ГУ (Владимир, 2001 г.), «Актуальные вопросы создания топливоподающих систем транспортных дизелей» посвященной 30-летию Ярославского завода дизельной аппаратуры (Ярославль, 2002 г.), «Повышение экологической безопасности автотракторной техники» в Алтайском ГТУ (Барнаул, 2002 г.), «Актуальные проблемы теории и практики современного двигателестроения» в Южно-Уральском ГУ (Челябинск, 2003 г.) и «Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем» в Мордовском ГУ (Саранск, 2004 г.).

Отдельные результаты докладывались на Научно-технических советах ОАО «Ногинский завод топливной аппаратуры (1994-2004 г.г.), ЗАО «Алтайский завод прецизионных изделий (2001-2004 г.г.), АО «Алтайский завод топливных насосов (2001,2004 г), в Отелах главного конструктора ОАО «Бар-наултрансмаш» (2001 г.), АО «Алтайдизель» (2001 г.), АО «Владимирский тракторный завод» (2001 г.), Проблемной лаборатории Владимирского НИК-ТИД (2001 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, выводов, списка литературы и приложений. Общий объем 340 стр., основного текста - 310 стр., приложений - 10 стр., имеется 155 рисунков, 41 таблица, список литературы из 223 наименований.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате теоретических и экспериментальных исследований научно обоснована и апробирована концепция улучшения топливно-экономи-ческих и экологических показателей автотракторных дизелей, основанная на комплексном подходе к оптимизации смесеобразования и топливоподачи, обеспечении стабильности параметров топливоподачи, использовании эффективной технологии диагностирования современной и перспективной топливной аппаратуры.

2. Разработана математическая модель аккумуляторной топливоподаю-щей системы с электрогидроуправляемыми форсунками, позволяющая проводить ее поэлементный расчет и оптимизацию параметров и характеристики впрыскивания с учетом качественного смесеобразования и сгорания в цилиндре дизеля.

Теоретически обоснованы конструктивные параметры и изготовлена аккумуляторная ТПС с электрогидроуправляемыми форсунками и микропроцессорным блоком управления. Экспериментальные исследования подтвердили ее высокие потенциальные возможности по формированию заданных базовых характеристик топливоподачи в диапазонах: цикловых подач от 6 до 200 мм3/цикл, угла начала подачи топлива от -40 до 10 г.п.к.в. от ВМТ, максимальных давлений впрыскивания топлива от 15 до 70 МПа во всем диапазоне скоростных (50-г2200 мин"1) и нагрузочных (0-И 00% Ре) режимов работы дизеля.

Опытный оптимизированный образец электрогидроуправляемой форсунки (патент РФ № 2159864) не уступает по показателям работы аналогичной форсунке фирмы Bosch для дизеля ОМ 611, имея при этом втрое меньший расход топлива на управление, что позволяет снизить потребляемую приводом ТНВД мощность на 20%.

3. Комплексный подход к улучшению эксплуатационных показателей дизелей позволил разработать рекомендации по снижению эмиссии твердых частиц и оксидов азота в отработавших газах и реализовать их применительно к дизелю 24 10,5x12. Исследования выявили, что со штатной сферической камерой сгорания можно обеспечить снижение эмиссии вредных веществ (твердых частиц на 40%, оксидов азота на 36%) путем увеличения степени сжатия до 21 и давления впрыскивания до 46,3 МПа и применения разработанной топливоподающей системы с 4-х сопловым распылителем с диаметром сопловых отверстий 0,225 мм., реализующей оптимальную характеристику впрыскивания. При этом удельный эффективный расход топлива уменьшается на 2,7%.

Для дальнейшего снижения токсичных выбросов (соответственно, на 50% и 42% от базового) и удельного расхода топлива (на 3,5%) предлагается применить оптимизированную форму камеры сгорания, увеличить степень сжатия до 22,7 и максимальное давление впрыскивания до 67,7 МПа.

Моторные испытания опытной установки в целом подтвердили результаты численных исследований и работоспособность созданной топливной системы типа CR в составе развернутого дизеля.

4. Исследования разработанных топливоподающих систем непосредственного действия с жестким приводом плунжера и электронным управлением (патенты РФ №2201523 и №2201524) выявили возможности улучшения характеристик топливоподачи за счет электронного регулирования цикловой подачи, угла опережения и давления впрыска, сопровождающейся усложнением конструкции ТПС и системы управления. Наиболее эффективно вопросы гибкого управления топливоподачей подачей могут решаться применением аккумуляторной топливоподающей системы типа Common Rail.

5. Улучшение эксплуатационных показателей дизеля обеспечивается повышением стабильности топливоподачи. Так, для дизеля 14 12,5x14 при п=1300 мин*1 и gq.cp-70 мм3/цикл увеличение межцикловой неравномерности с 11% до 80% привело к снижению эффективной мощности на 4,8% и повышению удельного расхода топлива на 6,4%. На минимально-устойчивой частоте вращения холостого хода ее увеличение с 20% до 100% приводит к повышению частоты вращения на 6,7% (с 900 мин*1 до 960 мин"1). Рекомендуется ограничивать межцикловую неравномерность в эксплуатации на номинальном режиме величиной 20%, на режиме холостого хода — 40%.

Эффективным путем повышения стабильности топливоподачи является применение электронного управления, при этом наилучшие показатели обеспечиваются в разработанной ТПС типа СЫ (межцикловая неравномерность топливоподачи не превышала 6%).

6. Усовершенствован метод диагностирования ТА, базирующийся на применении элементов математического моделирования и экспериментального исследования при анализе данных давления топлива в характерных точках ТПС. Установленные математическим моделированием функциональные связи структурных параметров на различных режимах работы ТА от диагностических позволяют определить значимость диагностических параметров и их конкретные величины для составления баз данных и алгоритмов диагностирования топливной аппаратуры автотракторных и комбайновых дизелей. Для традиционных ТПС с жестким приводом плунжера численными и экспериментальными исследованиями доказана достаточность использования 14 диагностических параметров, полученных путем обработки зависимостей давления топлива в линиях низкого и высокого давления от угла поворота кулачкового вала, для распознавания основных неисправностей.

7. На основе разработанных устройств экспериментального исследования процессов топливоподачи с регистрацией и автоматизированной обработкой данных на ЭВМ (патенты РФ №2059870, №2116497) разработана технология диагностирования современных и перспективных ТПС, созданы и доведены до инженерного использования информационно-измерительный диагностический комплекс, алгоритмы, базы данных и пакеты прикладных программ, обеспечивающие повышение эффективности диагностирования за счет обеспечения высокой точности, быстродействия и снижения трудоемкости. Так, полный цикл процесса диагностирования ТА дизеля Д-243 занимает не более

30 минут; производительность труда мастеров-наладчиков ТА при проведении регулировочно-настроечных работ ТНВД повышается в 1,5.2 раза.

1. Алексеев А.И. Экономическая эффективность повышения надежности топливной аппаратуры дизелей/ Труды ЦНИТА, Л., 1989.-С.136-143.

2. Аллилуев В.А., Ананьин А.Д., Михлин В.М. Техническая эксплуатация машинно-тракторного парка/ М.: Агропромиздат, 1991.- 367с.

3. Аллилуев В.А., Мухин В.В. Диагностирование топливной аппаратуры дизеля магнитноэлектрическим методом// Двигателестроение — 1981 №9 - с.24-25.

4. Аляпышев В.Г. Классификация стендов, применяемых для создания, производства и эксплуатации топливной аппаратуры дизелей /Труды ЦНИТА, Л., 1983, вып.82.

5. Аляпышев В.Г., Белан A.A., Бородаев Б.И., Смоловский Л.И. Обоснование критериев стабильности работы многосекционных топливных насосов /Труды ЦНИТА. Л., 1986. -с. 198-203.

6. Анализ технического уровня ДВС. Под ред. Давтяна Р.И./ М. ¡Информцентр НИИД, 1993 - №5- с.54-79.

7. Анализ технического уровня ДВС. Под ред. Давтяна Р.И./ М.:Информ-центр- НИИД, 1998.- №26 115 с.

8. Анализ технического уровня ДВС. Под ред. Давтяна Р.И./ М.¡Информцентр- НИИД, 1998.- №29 3-14 с.

9. Астахов И.В. Теоретический критерий анализа стабильности работы и выбора параметров топливной системы дизеля //Двигателестроение — 1982 -№7. -с.23-25.

10. Банник А.П., Дорменев С.И. Балдин С.И. Двигатели постоянной мощности — эффективное средство улучшения топливной экономичности./ ЦНИИТЭИ-тракторосельхозмаш, серия Тракторы и двиг., 1981, №26.

11. Барсуков С.И., Муравьев В.П., Бухвалов В.В. Топливоподающие системы дизелей с электронным управлением/ Омск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1976. 142 с.

12. Баширов P.M. Скоростные характеристики топливоподающих систем тракторных дизелей/Ульяновск: Ульяновский СХИ., 1976. -92с.

13. Баширов P.M. Основные показатели работы топливных систем автотракторных дизелей/ Ульяновск: Ульяновский СХИ., 1978, -85с.

14. Баширов P.M., Кислов В.Г., Павлов В.А., Попов B.JI. Надежность топливной аппаратуры тракторных и комбайновых дизелей/ М.: Машиностроение, 1987.- 184с.

15. Баширов P.M., Габитов И.И. Исследование неравномерности подачи топлива// Тракторы и СХМ. 1992. - №3. - с. 15-17.

16. Баширов P.M., Габитов И.И., Неговора A.B. Совершенствование методики определения межцикловой неравномерности топливоподачи в автотракторных дизелях// Сельские узоры, 1997.- №3,- с. 18-19.

17. Баширов P.M., Габитов И.И., Неговора A.B. Повышение технико-экономических показателей дизелей/ Энергосбережение в РБ: проблемы и задачи. Мат-лы II н.-практ. республ. конф. Уфа: УГАТУ 1999.- с. 124-125.

18. Белявцев A.B., Процеров A.C. Топливная аппаратура автотракторных дизелей/М.: Росагропромиздат, 1988.— 223с.

19. Блаженнов Е.И. Трехрежимные регуляторы автомобильных дизелей // Автомобильная промышленность. 1986. - N 7. - с.8-9.

20. Блаженнов Е.И., Хрящев Ю.Е., Шур О.З и др. Работа системы автоматического регулирования дизеля КамАЗ-740 с двухрежимным регулятором //

21. Автомобильная промышленность. 1985. - N 3. - с.6-7.

22. Борисов В.Н. Влияние топливоподающей аппаратуры дизеля Д-21А1 на показатели внешней характеристики/ Сборник научных трудов ЦНИТА, JL, 1989. -с.127-131.

23. Валеев Д.Х., Гергенредер В.А., Патрахальцев H.H. и др. Возможности улучшения экономических и экологических свойств дизелей КамАЗ-740 отключением цилиндров и циклов на режимах холостых ходов и малых нагрузок// Двигателестроение, 1991. №8-9. - с.62-69.

24. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки экспериментальных данных/ М.:Колос, 1973.- 199 с.

25. Вентцель Е.С. Теория вероятностей/ М.: Наука, 1969.- 572 с.

26. Взоров Б.А., Молчанов К.К., Трепененков И.И. Снижение расхода топлива сельскохозяйственными тракторами путем оптимизации режимов работы двигателей // Тракторы и сельхозмашины, 1985. №6. - с.10-14.

27. Вихерт М.М., Мазинг М.В. Топливная аппаратура автомобильных двигателей: конструкции и параметры/ М.: Машиностроение, 1976.- 176 с.

28. Власов П.А. Особенности эксплуатации дизельной топливной аппаратуры/М.: Агропромиздат, 1987. 127с.

29. Габитов И.И. Оценка неравномерности топливоподачи тракторных дизелей/ Автореферат канд. диссерт., СПб.:СПбГАУ, 1993.-16с.

30. Габитов И.И. Особенности конструкции и надежность топливной аппаратуры зарубежных дизелей сельскохозяйственного назначения // Тракторы и СХМ — №2001 .-№2 с.

31. Габитов И.И. Обеспечение надежности топливной аппаратуры дизелей сельскохозяйственного назначения в процессе ее эксплуатации/ СПб.: СПбГАУ, 2000.-317 с.

32. Габитов И.И., Неговора A.B. Совершенствование технического сервиса топливной аппаратуры/ Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС. Мат.VIII м/нар.н-практ.конф., Владимир: Изд-во ВлГУ, 2001. с.253-256.

33. Габитов И.И., Неговора A.B. Технический сервис топливной аппаратуры автотракторных и комбайновых дизелей// Сельские узоры, 2001. — №5 — с.21.

34. Габитов И.И., Неговора A.B. Разработка информационно-измерительного комплекса для диагностирования топливной аппаратуры автотракторных дизелей// Тракторы и СХМ, 2002 №4. - с.32-33.

35. Габитов И.И., Неговора A.B., Аблеев Р.Ш. Оптимизация фонда запасных частей// Тракторы и СХМ, 2004 №4. - с.41-44 .

36. Головчук А.Ф. Исследование регуляторов скорости автотракторных и комбайновых дизелей // Двигателестроение, 1984. №8. -с.27-29.

37. Горбаченко В.К., Курманов В.В., Мазинг М.В. Электронные системы управления подачей топлива в дизелях/ Обзорная информация. М.: ЦНИИ1. ТЭИавтопром, 1989. 51 с.

38. Голубков JI.H., Корнилов Г.С., Перепелин А.П. Результаты исследования распылителей форсунок с повышенной стабильностью параметров/ Сборник научных трудов МАДИ. М.:МАДИ, 1986. с.77-83.

39. Голубков JI.H., Севастенко A.A., Эммиль М.В. Топливные насосы высокого давления распределительного типа/ М.:Легион-Автодата, 2000.-176с.

40. Горбаневский В.Е., Горбач Р.Н. Оборудование для испытания топливной аппаратуры дизелей/ М.: Машиностроение, 1981. 198 с.

41. ГОСТ 18509-88. Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний/М.:Изд-во стандартов, 1988. -70 с.

42. ГОСТ 8670-82 Насосы топливные высокого давления автотракторных дизелей/ М.:Изд-во стандартов, 1982. — 5 с.

43. Грехов JI.B. Научные основы разработки систем топливоподачи в цилиндры двигателей внутреннего сгорания/ Автореферат дисс. докт. техн. наук. М.:МВТУ, 1999. - 32 с.

44. Грехов Л. В. Топливная аппаратура дизелей с электронным управлением. Учебно-практическое пособие/ М.: Легион-Автодата, 2003. — 176 с.

45. Грехов Л.В. Топливная аппаратура с электронным управлением дизелей и двигателей с непосредственным впрыском бензина/ М.: Изд-во «Легион-Авто дата», 2001. — 176 с.

46. Грехов Л.В. Расчет и исследование динамики механического привода топливного насоса высокого давления// Автомобильные и тракторные двигатели: Межвуз. сб. научн. тр. МАМИ. Вып. XV. М.:МАМИ, 1999. с. 63-69.

47. Грехов Л.В., Коротнев А.Г., Ивин В.И. и др. Улучшение экологических и экономических показателей автотракторных двигателей интенсификацией впрыска методом аккумулирования утечек в надыгольной полости// Тепловые двигатели, 1999. №2.

48. Грехов JI.B., Иващенко H.A., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей/ Учебник для ВУЗов. М: Легион-Автодата, 2004.- 344 с.

49. Грехов JI.B., Марков В.А., Павлов В.А. и др. Исследование возможности получения повышенных давлений впрыскивания топливоподающей аппаратурой разделенного типа в автотракторных дизелях// Вестник МГТУ. Машиностроение. 1997. - N 1. - с.92-103.

50. Грехов Л.В., Светлов В.А., Сячинов A.B. и др. Автоматизированный комплекс для исследования и диагностирования топливных систем дизельных двигателей и рабочих процессов дизелей/ Учебное пособие. Барнаул: АлтГТУ, 1995. с.154-160.

51. Гусаков C.B., Патрахальцев H.H. Выбор программы регулирования угла опережения впрыска, оптимизированной по экономичности и токсичности отработавших газов/ Исследование двигателей и машин. Сб.трудов. М.:Изд-во РУДН им.П.Лумумбы, 1980. с. 18-21.

52. Гуреев A.A., Азев B.C., Камфер Г.М. Топливо для дизелей. Свойства и применение. М.:Химия, 1993. 336 с.

53. Гуреев A.A., Митусова Т.Н., Соколов В.В. и др. Перспективы разработки автомобильных топлив с улучшенными экологическими свойствами // Химия и технология топлив и масел, 1993. №11.-С.4-7.

54. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей/ С.И.Ефимов, Н.А.Иващенко, В.И.Ивин и др. Под ред. А.С.Орлина, М.Г.Круглова. М.: Машиностроение, 1985. 456с.

55. Дизельная топливная аппаратура/ Горбаневский В.Е, Кислов В.Г., Баши-ров P.M., Марков В.А. М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 1996.-140с.

56. Дизельные и газовые двигатели/ Каталог. С.-Пб.: ЦНИДИ, 2000.-227с.

57. Демочка О.И., Ложкин В.Н., Заводчиков В.М. Об оценке цикловой подачи топлива по составу отработавших газов/ Л.: ЦНИТА, 1984, вып.83.-с.81-89.

58. Демочка О.И., Ложкин В.Н. Способы и средства уменьшения токсичности отработавших газов автотракторных дизелей// ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш,серия 1. выпуск 13, 1984, -54 с.

59. Долганов К.Е., Головчук А.Ф., Самусь Н.И. Дорожные испытания трактора Т-150 с ограничителем дымления// Двигателестроение, 1980. -№11— с.44-46.

60. Доленц А. Быстроходный дизельный двигатель с непосредственным впрыскиванием/ Доклад №18 на симпозиуме фирмы AVL List GmbH. Москва, 1989 г.

61. Дуров А.З. Исследование пластинчатых нагнетательных клапанов дизельных топливных насосов. Конструирование, исследование и эксплуатация топливо-подающих систем автотракторных дизелей/ Сб.научн.тр. Ульяновск: УСХИ,1976.-е.135-143.

62. Диагностика автотракторных дизелей./ Ждановский Н.С., Аллилуев В.А, НиколаенкоА.В., Улитовский Б.А. Под ред. Ждановского Н.С. JL: Колос,1977.-264с.

63. Жегалин О.И., Лупачев П.Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей/ М.: Транспорт, 1985. 120 с.

64. Ждановский Н.С., Николаенко A.B., Шкрабак B.C., Соминич A.B. и др. Режимы работы двигателей энергонасыщенных тракторов/ JI.Машиностроение, 1981.-240 с.

65. Ждановский Н.С., Улитовский Б.А., Аллилуев В.А. Диагностика дизелей автотракторного типа/ Л.: Колос, 1970. — 191 с.

66. Желтухин Ю.Н., Исаков Ю.О. Устройство для измерения цикловой подачи топливных насосов высокого в условиях производства/ Труды ЦНИТА, 1985, вып.86. с.225-230.

67. Желтухин Ю.П., Лопатухин Д.Р. Пресняков A.B. Разработка автоматизированных средств для исследований и испытаний топливной аппаратуры как основы для создания САИ и АСЧТП/ Труды ЦНИТА, 1985, вып.85-86. -с.174-179.

68. Загорских Б.П., Хатько В.В. Ремонт, регулирование топливной аппаратуры автотракторных двигателей/М.: Россельхозиздат, 1986.- 140с.

69. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания/ М.: Машиностроение, 1981. 160 с.

70. Зельдович Я.Б., Садовников П.Я., Франк-Каменецкий Д.А. Окисление азота при горении/ М. —JI.: Изд-во АН СССР, 1947. -148 с.

71. Зоробян С.Р. Лупачев П.Д, Кирилюк А.В. и др. Оптимизация системы регулирования тракторной моторной установки// Тракторы и сельхозмашины. 1989.-№7.-с.14-16.

72. Иващенко Н.А., Вагнер В.А., Грехов Л.В. Дизельные топливные системы с электронным управлением/ Барнаул, Изд-во Алт.ГТУ 2000.- 111 с.

73. Каипов А.Н. Влияние неравномерности тягового сопротивления плугов на показатели работы гусеничного трактора// Тракторы и СХМ, 1971, -№7 -с. 15-17.

74. Камфер Г.М., Семенов В.Н. Анализ взаимосвязи диаметра камеры сгорания и интенсивности движения воздушного заряда в дизеле// Двигателе-строение. 1986, №2 с.43-46.

75. Кислов В.Г., Кошман Э.И., Попов В.Я., Исаев А.И., Бахтияров Н.И. и др. Конструирование и производство топливной аппаратуры тракторных дизелей/ М.: Машиностроение, 1972. 302с.

76. Кислов В.Г., Баширов P.M., Попов В.Я. Топливные насосы распределительного типа/ М.: Машиностроение, 1975. 176 с.

77. Коровин А.И. Прибор для общего диагностирования топливной аппаратуры дизельных двигателей/ Сборник начн.трудов ЧПИ, Челябинск:ЧПИ, 1979. -№233.- с.26-30.

78. Костин А.К., Пугачев Б.П., Кочиев Ю.Ю. Работа дизелей в условиях эксплуатации/ Л.: Машиностроение, 1981. — 284 с.

79. Костецкий Б.И. Фундаментальные закономерности трения и износа/ Киев: Знание, 1981.-30 с.

80. Котиков Ю.Г, Горев А.Э., Мамин Б.В и др. Экспериментальная оценка скоростных и топливно-экономических свойств большегрузного автопоезда с двумя вариантами топливного насоса// Двигателестроение, 1982.- №10.- с.46-47.

81. Коффон Дж., Лонг В. Расширение микропроцессорных систем/ М.: Машиностроение, 1987.-318 с.

82. Кривенко П.М., Федосов И.М. Дизельная топливная аппаратура/ М.: Колос,1970.-536 с.

83. Кривенко П.М., Федосов И.М. Ремонт и техническое обслуживание системы питания автотракторного двигателя/ М.: Колос, 1980. 288 с.

84. Крутов В.И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания/ М.: Машиностроение, 1989. 416 с.

85. Крутов В.И., Леонов И.В., Шатров В.И. Формирование внешней скоростной характеристики дизелей автотракторного и транспортного назначения с помощью корректоров// Двигателестроение. 1989. - №4. - с.27-30.

86. Крутов В.И., Горбаневский В.Е., Кислов В.Т. Топливная аппаратура автотракторных двигателей/ М.: Машиностроение, 1985. — 208 с.

87. Кулешов A.C., Грехов Л.В. Математическое моделирование и компьютерная оптимизация топливоподачи и рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания/ М.: МГТУ, 2000. 64 с.

88. Кульчицкий А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей/ Учеб. Пособие. Владимир:ВПУ, 2000.-256 с.

89. Кутовой Г.А. Впрыск топлива в дизелях/ М.¡Машиностроение, 1981. — 118с.

90. Левин М.И. Современное состояние проблемы дизельной автоматики в зарубежной практике и отечественный опыт// Двигателестроение, 1999.- №4. -с.28-31.

91. Левин М.И., Островский Э.С., Леснер Е.Ю. Микропроцессорная система управления углом опережения впрыскивания топлива. Статика И Двигателестроение, 1988. №6. - с.16-18,24.

92. Леонов О.Б., Федотов И.В., Арапов В.В., Миронова B.C. Анализ особенностей и направление совершенствования работы топливной аппаратуры дизелей на режимах холодного пуска/ Известия вузов. М.: Машиностроение, 1990, №2. с.73-76.

93. Лиханов В.А., Сайкин A.M. Снижение токсичности автотракторных дизелей/ М.: Агропромиздат, 1994. 224с.

94. Лоскутов A.C., Новоселов А.Л, Вагнер В.А. Снижение выбросов окислов азота в атмосферу./ Алт. краевое правление Союза НИО СССР. Барнаул: Б.И., 1990.-120 с.

95. Ложкин В.Н., Николаенко A.B., Занько В.М. Оптимизация регулировочных параметров топливной аппаратуры дизеля КАМАЗ-740 по экологическим показателям применительно к условиям эксплуатации/ Сб. научных трудов. Л.: ЦНИТА, 1990.-е. 197-206.

96. Ложкин В.Н., Хесина A.C., Салова Т.Ю. Об оптимизации регулировочных параметров топливной аппаратуры дизеля Д-240 с целью уменьшения выхода бенз(а)пирена с отработавшими газами/ Сб. научных трудов. Л.: ЦНИТА, 1989.-с.260-269.

97. Льнянной В.Б., Макшанов A.B., Волков Ю.В. Виброакустическое диагностирование двигателей внутреннего сгорания/ ДВС XI века. Мат-лы науч-но-техн.конф. С-Пб.:СПГМТУ, 2000.-С.45-46.

98. Лышевский A.C. Системы питания дизелей/ М.: Машиностроение, 1981. -216 с.

99. Мазинг М.В. Законы управления топливоподачей// Автомобильная промышленность. 1994. №9.- с.7-9.

100. Марков В.А., Кислов В.Г., Хватов В.А. Характеристики топливоподачи транспортных дизелей/ М.: Изд-во МГТУ им.Баумана, 1997. 160 с.

101. Марков В.А., Баширов P.M., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей/ М: Изд-во МГТУ им.Баумана, 2002. 376 с.

102. Ш.Марков В.А. Повышение экономичности транспортных дизелей путем управления процессом впрыскивания топлива// Вестник МГТУ. Машиностроение. 1994. - №3. - с.58-66.

103. Марков В.А., Шатров В.И. Характеристики топливоподачи, топливная экономичность и вредные выбросы дизелей// Автомобильная промышленность. 1998. - №4. - с. 13-16.

104. Марков В.А., Павлов В.А., Шатров В.И. Разработка топливного насоса высокого давления с регулированием угла опережения впрыскивания топлива для дизелей транспортного назначения // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1994. №10-12. - с.69-76.

105. Мизернюк Г.Н., Кулешов A.C. Методика расчета совместной работы 4-х тактного дизеля и 2-х ступенчатого агрегата наддува// Двигателестроение. 1986.- №7.-с.9-11.

106. Мошечников H.A., Френкель А.И. Обобщенные зависимости влияния регулировок дизеля на его токсичность и экономические показатели// Автомобильная промышленность. 1974,- №11.-е. 17-20.

107. Неговора A.B. Оценка влияния межцикловой неравномерности топливоподачи на технико-экономические показатели одноцилиндрового дизеля/ Автореферат дисс. на соискание уч.ст. к.т.н. Пушкин: СПбГАУ, 1997. — 16 с.

108. Неговора A.B. Расчет производительности топливного насоса высокого давления для аккумуляторной системы топливоподачи/ Достижения аграрной науки — производству. Мат-лы 110 научн-практ. койф. В 8 частях Уфа: БГАУ, 2004 г, с.33-36.

109. Неговора A.B. Исследование золотникового запорного клапана форсунки для аккумуляторной системы топливоподачи типа Common Rail// Двигателестроение, 2004 г. №3.- с.35-37.

110. Неговора A.B. Расчетная оптимизация экологических параметров дизеля// Автомобильная промышленность 2004 г. -№11. 9-12 с

111. Неговора A.B. Анализ современного программного обеспечения для совершенствования рабочих процессов ДВС/ Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей. Сб.н.тр. м/н.н.-т.конф. СПб: С-ПбГАУ, 2004 г. 257-261 с.

112. Неговора A.B. Топливная аппаратура автотракторных дизелей.- Учебно-практическое пособие. — Уфа: Башдизель.- 2004.- 150 с.

113. Неговора A.B. Технологические приемы обеспечения эксплуатационной надежности автотракторных дизелей/ Монография. С-Пб.: Изд-во СПбГАУ, 2003.-212 с.

114. Не говора A.B. Особенности эксплуатации топливной аппаратуры зарубежных дизелей сельскохозяйственного назначения/ Проблемы экономичности и эксплуатации ДВС в АПК СНГ. Мат. м/нар. н.-т. семинара. Выпуск 15 — Саратов: СГАУ, 2002.- с.237-240

115. Неговора A.B. Электрогидроуправляемая форсунка для аккумуляторной системы топливоподачи/ Актуальные проблемы науки в АПК. Материалы 53-й межвуз.научно-техн. конф. T.II — Кострома: Костромская ГСХА, 2002.-с.81-83.

116. Неговора A.B. Электрогидроуправляемая форсунка для аккумуляторной системы топливоподачи/ Повышение экологической безопасности автотракторной техники. Сб. статей под ред. А.Л.Новоселова/ Российская академия транспорта, Барнаул: АлтГУ, 2002 с.94-97.

117. Неговора A.B., Габитов И.И., Грехов Л.В. Аккумуляторная топливная система с электрогидроуправляемой форсункой// Тракторы и СХМ. 2001 -№7.-с. 14-16.

118. Неговора A.B., Акчурин P.P., Габбасов А.Ф. Оптимизация формы камеры сгорания дизеля д-120./ Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей. Сб.н.тр. м/н.н.-т.конф. СПб: С-ПбГАУ, 2004. -261-663 с.

119. Неговора A.B., Портнов В.И. К вопросу проектирования ТНВД для аккумуляторной системы топливоподачи/ Улучшение ТЭП мобильной техники. Мат. XIV н-п. конф. ВУЗов Приволжья и Предуралья.- Ижевск: ИГСХА, 2003.-с.38-42.

120. Неговора A.B., Габитов И.И. Оценка показателей качества работы топливной аппаратуры/ Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления в ВТО. Мат-лы м/н.-п. конф. XI спец. выставки Агро-2001, Уфа: Изд-во МСХиП РБ, 2001, с. 160-164.

121. Неговора A.B., Габбасов A.B. К вопросу разработки алгоритма управления аккумуляторной топливной системой дизеля/ Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей. Сб.н.тр. м/н.н.-т.конф. СПб: С-ПбГАУ, 2003.- с.374-377.

122. Неговора A.B., Грехов JI.B., Габитов И.И. Диагностирование топливной аппаратуры автотракторных дизелей/ Актуальные проблемы теории и практики современного двигателестроения. Сб.н.тр м/н.н-т конф.ЮО-лет Вибе. Челябинск: ЮУрГУ, 2003.- с.118-125.

123. Николаенко A.B. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей/ М.: Колос, 1992. 414 с.

124. Николаенко A.B. Улучшение топливно-энергетических и экологических показателей автотракторных двигателей/ Л.: ЛСХИ, 1990.- 46 с.

125. Николаенко A.B., Хватов В.Н. Расчет и экспериментальная оценка надежности автотракторных дизелей/ Л.:Агропромиздат. Ленингр. отд-ние,1985.-136 с.

126. Николаенко A.B., Подольский Л.Я., Хватов В.Н. и др. Количественная оценка потерь топлива из-за неоптимальности регулировок топливной аппаратуры дизеля/ Труды ЛСХИ. Л., 1981, т.411 .-с.3-9.

127. Николаенко A.B., Хватов В.Н. Методика определения допустимых отклонений регулировочных параметров топливной аппаратуры по экономическому критерию/ Труды ЛСХИ, т.300, 1987, с.8-12.

128. Николаенко A.B., Хватов В.Н. Повышение эффективности дизелей в сельском хозяйстве/Л.: Агропромиздат, 1986. 191 с.

129. Новиков Л.А. Технологии снижения вредных выбросов тепловозов// Двигателестроение. 1997, №1-2.- с13-15.

130. Патент №2059870, F02 М65/00. Устройство для измерения цикловой подачи топлива. Баширов P.M., Габитов И.И., НеговораА.В., Ахметов С.Р Уфа: БСХИ.- Заявлено 10.08.93 Опубликовано 10.05.96. Бюл. №13, 1996

131. Патент 2116497 F 02М 65/00. Устройство для измерения цикловой подачи топлива. Баширов P.M., Габитов И.И., Неговора A.B. Уфа: БГАУ.- Заявлено 21.05.96 , Опубликовано 27.07.98 .- Бюл. № 21

132. Патент 2159864 F 02М 65/00 Форсунка с электрогидравлическим управлением для аккумуляторных систем топливоподачи Баширов Р.М Гаянов М.Р. Гафуров M Д.ДинислмовМ.Г., Неговора A.B. Уфа: БГАУ.- Заявлено 24.11.98, Опубликовано 27.11.2000 .- Бюл. № 33.

133. Патент РФ №2201523 7F 02 M 59/36. Топливная система для двигателя внутреннего сгорания./ Баширов P.M., Габитов И.И., Неговора A.B., Костарев К.В., Галиуллин P.P. Уфа: Башдизельпрецизион Заявлено 30.06.00 г. Опубликовано 27.03.03 г. -Бюлл. №39.

134. Патент РФ №2201524 7F 02 M 59/36. Топливная система для двигателя внутреннего сгорания/ Баширов P.M., Габитов И.И., Неговора A.B., Костарев К.В., Галиуллин P.P. Уфа: Башдизельпрецизион — Заявлено 30.06.00 г. Опубликовано 27.03.03 г. Бюлл. №39.

135. Патент 1242410 (ФРГ) Устройство для измерения цикловой подачи топлива. R.Bosch/ Заявлено 1966 г., Опубликовано 1967 г.

136. Павлович JI.M. Камеры сгорания высокоэкономичных и малотоксичных дизелей/ М.: ЦНИИТЭИЭПтяжмаш, 1981. 49 с.

137. Петриченко P.M. Физические основы внутрицилиндровых процессов/ JI: Изд-во ЛГУ, 1983. 244 с.

138. Пинский Ф.И. Электронное управление впрыскиванием топлива в дизелях/Коломна: Изд-во филиала ВЗПИ, 1989. 146 с.

139. Пинский Ф.И., Давтян Р.И., Черняк Б.Я. Микропроцессорные системы управления автомобильными двигателями внутреннего сгорания/ Учебное пособие. М.: Легион-Автодата, 2001. — 136 с.

140. Поляков М.Л., Трембовлер М.Е. Обеспечение стабильности регулировки топливных насосов тракторных дизелей по подаче топлива/ Труды ЦНИТА, 1985, вып.26.- с. 16-23.

141. Презентация фирмы R.Bosch GmbH./ Материалы международной научно-практической конференции посвященной 30-летию ЯЗДА. Ярославль.-ЯПИ, 2002.- с. 19-34.

142. Рекомендации по технической подготовке производства и повышению качества ремонта дизельной топливной аппаратуры/ М.: ГОСНИТИ, 1986. — 53с.

143. Романов С.А., Демочка О.И., Ложкин В.Н., Коллеров E.H. Формирование впрыскивания топлива эффективный путь улучшения показателей экономичности и токсичности дизелей. /Сборник научных трудов ЦНИТА, вып.85, Л., 1985. -с.5-11.

144. Руководство по испытанию и .регулировке топливной аппаратуры тракторных, комбайновых и автомобильных дизелей/ М.:ГОСНИТИ, 1990. с. 186.

145. Русинов Р.В. Топливная аппаратура судовых дизелей./ Л.: Судостроение, 1971.-224 с.

146. Русинов Р.В., Герасимов И.М., СеменовА.Г. и др. О надежности работы распылителей// Двигателестроение. 2000, №3, с. 16-17.

147. Салова Т.Ю. Экологический мониторинг окружающей среды при эксплуатации автотракторной техники.- СПб.: Индикатор, 1998. 80 с.

148. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2004610738. Тепловой расчет ДВС./ Неговора A.B. Заявлено 27.01.04 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 24.03.04 г.

149. Свиридов Ю.Б., Малявинский П.В., Вихерт М.М. Топливо и топливопо-дача автотракторных дизелей/ JI.: Машиностроение, 1979. 248с.

150. Семенов Б.Н., Смайлис В.И., Быков В.Ю. и др. Возможности сокращения выброса окислов азота с отработавшими газами быстроходного форсированного дизеля при сохранении высокой топливной экономичности// Двига-телестроение, 1986. № 9. - с.3-6.

151. Серегин Е.П Соколов В.В. Экологически чистые моторные топлива// Автомобильная промышленность. 1998, №7. -с.23-24.

152. Смайлис В.И. Малотоксичные дизели/ JL: Машиностроение, 1972. 128 с.

153. Смайлис В.И. Современное состояние и новые проблемы экологии дизе-лестроения // Двигателестроение. 1991. - N 1. - с.3-6.

154. Смоловский Л.И. Аляпышев В.Г. Определение подвижности иглы форсунки на дизеле путем измерения ее вибрации/ Труды ЦНИТА, 1980, т.75.-с.34-39.

155. Современные подходы к созданию дизелей для легковых автомобилей и малотоннажных грузовиков/ А.Д.Блинов, П.А.Голубев, Ю.Е.Драган и др. Под ред. В.С.Папонова и А.М.Минеева. -М.: НИЦ Инженер. 2000. -332 с.

156. Теория двигателей внутреннего сгорания/ Дьяченко Н.Х., Костин А.К., Пугачев Б.П., и др. Под ред. Дьяченко Н.Х., Л.: Машиностроение, 1974. — 552 с.

157. Техническая диагностика тракторов и зерноуборочных комбайнов/ Аллилуев В.А., Ждановский Н.С. и др. Под ред. Михлина В.М. -М.: Колос, 1978.-287с.

158. Технология контроля и восстановления экологических показателей дизелей в условиях эксплуатации/М.: ГОСНИТИ, 1994.-88с.

159. Токсичность отработавших газов дизелей /Марков В.А., Баширов P.M., Габитов И.И., В.Г.Кислов. Уфа: Изд-во БГАУ, 2000. - 144 с.

160. Толшин В.И., Трусов В.И., Девянин С.Н. Работа форсунок транспортных дизелей на режиме пуска//Двигателестроение, 1984.- №10.-с.50-52.

161. Толшин В.И. Форсированные дизели: переходные режимы, регулирование/М.: Машиностроение, 1993. 199 с.

162. Топливная аппаратура тракторных и комбайновых дизелей: Справочник/ Кислов В.Г., Павлов В.А., Трусов А.П. и др.- М.: Машиностроение, 1981.- 208 с.

163. Трусов В.И., Дмитриенко В.И., Маслянный Г.Д. Форсунки автотракторных дизелей/ М. Машиностроение, 1977. — 163с.

164. Тузов JI.B. Методы технической диагностики дизелей 12ЧН 18x20 / ДВС XI века. Мат-лы н.-т.конф. С-Пб.: СПГМТУ, 2000.-C.46-47.

165. Улучшение экологических свойств дизельных топлив/ А.А.Гуреев, Т.Н. Митусова, В.В.Соколов и др.// Химия и технология топлив и масел. 1992. -№6. с.2-4.

166. Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей/ JL: Машиностроение, 1990.-С.352.

167. Файнлейб Б.Н, Волков В.И. Управление остаточным давлением дополнительное средство оптимизации углов опережения впрыскивания топлива без применения автоматических муфт/ Труды ЦНИТА, 1980, вып.76.— с.8-13.

168. Файнлейб Б.Н. Оценка возможностей дизельной топливной аппаратуры повышать давление впрыскивания топлива// Двигателестроение, 1989.- №3. -с.12-16.

169. Файнлейб Б.Н., Гинзбург A.M., Волков В.И. Оптимизация угла начала впрыска в дизелях//Двигателестроение, 1981, №2. -с. 16-18.

170. Фельдман Л.Б., Машкин A.JL, Куликов В.П., Петрушов В.А. Обкатка топливных насосов автотракторных и комбайновых дизелей/Труды ГОСНИТИ, М.: т.90, 1990.-С.88-101.

171. Фомин Ю.Я., Никонов Г.В., Ивановский В.Т. Топливная аппаратура дизелей. М.: Машиностроение, 1982. — 168с.

172. Фомин Ю.Я. Гидродинамический расчет топливных систем дизелей с использованием ЭЦВМ/М.: Машиностроение, 1973 144 с.

173. Шпилько A.B., Суржиков B.C., и др. Эффективность использования зарубежной техники в сельском хозяйстве/ -М.: ВНИИЭСХ, 2000 91с.

174. Челпан JI.K. Влияние неравномерности подачи топлива на рабочий цикл тракторного дизеля/Труды ЦНИТА. JL, 1963, вып.18.-с.26-37.

175. Черепанов С.С. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве/ М.: Колос, 1978. -287с.

176. Эрлих JI.A., Данилов В.К. Влияние технического состояния прецизионных деталей топливного насоса на подачу топлива и технико-экономические показатели дизелей ЯМЗ /Сб. научн. трудов ЦНИТА, выпуск 84. Л., 1984. с.

177. Automobile Fuel Handbook/ K.Owen, T.Coley. New-York, SAE, 1990. -650 p.

178. Anisits F., Hiemesch O., Dabeistein W. Der Kraftstoffeinfluss auf Abgasemissionen von Pkw Wirbelkammermotoren// MTZ. 1991.- Jg.52.- №5.- s.242-249.

179. E.Brucker Die Entwicklung des Common-Rail Einspritzsystems für die Baureihe 4000.//.MTZ Sonderausgabe.-1997-S.44-48.

180. Common Rail System for Passenger Car. Technische Unterrichtung. Robert Bosch GmbH, Stuttgart, 1998. - 22 s.

181. Common Rail System for Pkw. Bin interaktives Informationsprogramm in vier Sprachen. Robert Bosch GmbH, Stuttgart, 1998.- 35 s.

182. Decker R., Schmoeller R., Prescher K. Einfluss der Kraftstoffhochdruckeinspritzung auf die Verbrennung im Dieselmotor// MTZ.- 1990.- Jg.51.- №9. s.388-394.

183. Diesel-Speichereinspritzsystem Common Rail. Technische Unterrichtung. -Elektronische Motorsteuerung für Dieselmotoren, Robert Bosch GmbH, Stuttgart, 1997-1998.-50 s.

184. Diesel Injection Systems. Automotive Diesel Systems, Siemens, 02.09.98.

185. Gazzari Remigio Von der statischen zur dynamichen Forderbe-ginnmessuhg.-"Krafthand", 1984, 57, №17, s.l 130-1132.

186. Klingmann V.R., Bruggemann H. Der neue Vierzylinder-Dieselmotor OM611 mit Common-Rail-Einspritzung. Teill: Motorkonstruktion und mechanischer Aufcau // MTZ: Motortechnische Zeitschrift. -1997. 58. - №11. - s. 652-659.

187. Klingmann V.R., Bruggemann H. Der neue Vierzylinder-Dieselmotor OM611 mit Common-Rail-Einspritzung. Teil2: Verbrennung und Motormanagement // MTZ: Motortechnische Zeitschrift. 1997. - 58. - №12. - s. 760-767.

188. Kamimoto Т., Yokota H., Kobayashi H. Effect of High Pressure Injection Soot Formation in a Rapid Compression Machine to Simulate Diesel Flames // SAE Technical Paper Series. 1987. - №871610. - p.9.

189. Mischke A., Frankle G. Die Verbrennungsentwicklung der neuen Mercedes -Benz Nutzfahrzeug Dieselmotoren OM 442 A und OM 442 LA // ATZ. - 1987. -Jg.89. - №5. - s.275-283.

190. MTZ: Motortechnische Zeitschrift. 1997. - 58. - N 9. - c. 458-464.

191. Needham J.R., Doyle D.M., Nicol A.J. The Low NOx in the Truck Engine // SAE Technical Paper Series. 1991. - №910731. - P. 1-10.

192. Nishizawa К., Ishiwata Н., Yamaguchi S. A New Concept of Diesel Fuel Injection Timing and Injection Control System // SAE Technical Paper Series. -1987. - №870434. - p.9.

193. Parker R.F. Future Fuel Injection Requirements for Mobile Equipment Diesel Engines // Diesel and Gas Turbine Progress. 1976. - Vol.42. - №10. - p.l8-19.

194. Pollution formation and destruction in flamen. Vol. 1. Progress in Energy and Combastions Scince/ Edited by N.A.Ghigier. Univ. of Sheffeld.- Oxford: Perga-mon Press Ltd, 1976.

195. Presisher К. Verminderung der Rubemission direkteinspritzender Fahrzeug -Dieselmotoren dural Kraftstoff Handruc - Keinspritzung// 19 Intern. Fisita Congress "Energio Mobility". - Melburne (Hust- 1982.-Vol.2).

196. Tsujimura K., Kobayashi S. The Effect of Injection Parameters and Swirl on Diesel Combustion with High Pressure Fuel Injection // SAE Technical Paper Series. 1991. - №910489. - p.13.

197. Sturm Herbert Einrichtung zur Diagnose an Einspritzanlagen von Dieselmotoren. Wiss. Beitr., Ingenieurhochsch. Zwickau, 1985, 11, N4, 82-89.

198. Sakamoto Masahiro, Noma Shigeaki Повреждения форсунок судовых дизелей.» Дзюнгацу, Journal Japan Soc. Lubr. Eng., 1987, 32, №11, p.794-796.

199. Scharmann Volker Untersuchungen der Ausfallursachen und Einstellfehler an Dieselanspritzanlagen mit Hilfe statistischer Methoden. Friedrich List Dresden, 1986, 33, №1, рЛ 75-186.

200. Sobleszczanski Maclej Current diagnostic control of the injection system of a marine engine.-"SAE Techn. Pap. Ser1986, № 860889, 12 p.

201. Scharmann Volker UNtersuchungen der Ausfallursachen und Einstellfehler an Dieselanspitzanlagen mit Hilfe statistischer Methoden.- "Wiss. Z. Hochsch. Verkehrsw. Friedrich List Dresden", 1986, 33, №1, s. 175-186.

202. Schlepperkatalog 98. Alle Typen mit Daten und Preisen, 1997, -281s.

203. Schnieder, W.; Stöckli, M.; Lutz, Th.; Eberle, M.: Hochdruckeinspritzung und Abgasrezirkulation im kleinen, schnellaufenden Dieselmotor mit direkter Einspritzung. In // MTZ 54 -1993- №11. s. 588-599.

204. Verbrennung und Motormanagement // MTZ: Motortechnische Zeitschrift. -1994. 58. - № 7/8. - S. 434-439.

205. Whitling T.M., Hewlit R.W.,Shea M.H. New Deere 7.6 L Engine// SAE Technikal Paper Series.- 1988.- № 881284.- p.9.