К тракторным дизелям, работающим в широких диапазонах частот вращения и нагрузок, причем неустановившихся нагрузок, предъявляется комплекс довольно жестких требований по их технико- экономическим показателям, важнейшими из которых являются эффективные, в частности мощностные и топливно – экономические, определяемые соответствующими индикаторными показателями и механическим к.п.д.
Эффективные показатели наиболее высокими оказываются при работе на относительно больших, причем постоянных нагрузках. С уменьшением нагрузки на двигатель, а также при переходе на неустановившиеся нагрузки они заметно ухудшаются.
Это во многом является результатом несовершенства ныне применяемых аппаратуры топливоподачи непосредственного действия (обусловленного жестким приводом плунжера их насоса высокого давления (НВД)) и механических регуляторов центробежного типа (инертностью их действия). Из-за этих недостатков при них трудно решаются вопросы обеспечения оптимальных для каждого режима работы параметров топливоподачи.
В этой связи применительно к тракторным дизелям особый интерес представляют появившиеся в последние годы топливоподающие системы с аккумуляторной аппаратурой топливоподачи и малоинерционными электронными регуляторами.
При них относительно просто регулируются почти все основные параметры топливоподачи и, как следствие, не только улучшаются эффективные показатели работы двигателя, но и сравнительно легко решаются и многие другие проблемы, в частности снижения жесткости процесса сгорания и токсичности выхлопных газов. Вместе с тем следует отметить, что разработанные за рубежом такие системы, в частности типа Commоn Rail оказались высокотребовательными к чистоте топлива и, в итоге, не всегда достаточно приспособленными к нашим условиям.
В последние годы электронные регуляторы стали применяться и в отечественных автомобильных дизелях ЯМЗ с топливоподающими системами непосредственного действия, хорошо отработанными конструктивно и технологически и оправдавшими себя в течение многолетней эксплуатации.
В этой связи большой практический интерес представляет дальнейшее совершенствование электронно- управляемых топливоподающих систем как аккумуляторного типа, так и непосредственного действия, особенно применительно к тракторным дизелям.
Все это обуславливает высокую актуальность темы диссертационной работы.
Работа выполнялась в соответствии с федеральной целевой программой «Повышение эксплуатационных показателей топливоподающих систем тракторных дизелей» (№ 281-3-3М МСХ и П РФ, 1995…97гг.), рес-публиканской программой «Научные основы создания ресурсосберегающих конструкций, методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники» (№ 164/АН РБ, 1993…2000гг., АН РБ) и государственной научно- технической программой «Повышение машинно- технологического и энергетического потенциалов сельского хозяйства» (№18/8 с.х., 2008г.), выполнявшихся на основе договорных работ с АН РБ, ОАО «Ногинский завод топливной аппаратуры», Уфимским тепловозоремонтным заводом (ТРЗ) и рядом других предприятий и организаций.
Цель работы – повышение эффективных показателей тракторных дизелей
электронным управлением топливоподачи.
Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:
– разработать целесообразные схемы электронно- управляемых топливоподающих систем, причем применимые для тракторных дизелей, находящихся как в производстве, так и в эксплуатации;
– создать математические модели процесса топливоподачи предложенных топливоподающих систем;
– теоретическими исследованиями с использованием разработанных моделей уточнить основные параметры важнейших элементов электронно- управляемых топливоподающих систем;
– разработать основы методики расчета и проектирования отдельных элементов и в целом электронно- управляемых топливоподающих систем;
– разработать алгоритмы и программы, обеспечивающие работу их электронных регуляторов;
– с использованием полученных данных уточнить разработанные схемы и создать опытные варианты электронно- управляемых топливоподающих систем;
– провести безмоторные и моторные исследования разработанных электронно- управляемых топливоподающих систем и на основе анализа их результатов дать рекомендации по применению их в тракторных дизелях.
Научную новизну основных положений, выносимых на защиту, представляют:
– математические модели процесса топливоподачи электронно- управляемых систем;
– методики расчета и проектирования основных узлов электронно- управляемых топливоподающих систем и разработки необходимых для обеспечения их работы базовых скоростных характеристик, а также корректирования степени нечувствительности электронного регулятора;
– алгоритмы и программы, обеспечивающие микропроцессорное управление топливоподачей в соответствии с условиями работы тракторных дизелей;
– способы повышения топливной экономичности дизелей, снабженных электронно- управляемыми топливоподающими системами;
– разработанные электронно- управляемые системы топливоподачи с гидрозапорными (патенты РФ № 2201523 и № 2201524) и обычными форсунками (патенты РФ № 2258823 и № 2301903) и устройство для оценки неравномерности подачи топлива (патент РФ № 2301910).
Практическая ценность заключается в полученных обширных теоретических и экспериментальных данных по оптимизации параметров топливоподачи систем с электронными регуляторами и в указанных выше предложениях, представляющих научную новизну.
