Введение к работе
Актуальность темы. В связи с растущим топливно-энергетическим кризисом и значительным ухудшением экологической обстановки к выпускающимся транспортным двигателям предъявляются асе более жесткие экономические и экологические требования. Дальнейшее развитие Российской промышленности треоует глубокой модернизации используемых в ДВО механизмов для создания конку-' зенткоспособных высокоэкономичных экологически чистых машин.
Таким высоким требованиям наиболее полно удовлетворяют Ї.Є трехтактные дизели с турбонаддувом, в- кртогчк гаэг "іая тур-іина использует энергию отработавших газов (ОТ) для предварительного сжатия в центробежном компрессоре подав;-емого в ци-шндры воздуха. Однако, на.пути их применения в транспортных іашинах встречаются значительные трудности, связанные с рабо-'ои. двигателя на оснозны:-: эксплуатационных режимах: - неустано-іившихся и частичной мощности. Например, -уменьшение давления шрыскивания топлива на низких скоростных.режимах приводит -к худшенлю его рзспыливания и сгорания. Это повышает содержание ачи в ОГ, что препятствует применен;.» нейтрализаторов, улав-иваящих остальные токсические продукты.
- Проведенные экспериментальные исследования показывают, то значительные резервы улучшения топливной экономичности и кологических характеристик рабо'.ы дизеля на частичных ре.-имах аходятся на пути организации регулирования производимой в ци-индро-поршневой части энергии импульсами, согласованными по азе и амплитуде с потребностями рабочего процесса в каждом икле дизеля, а уменьшение содержания сажи обеспечивается ста-илизацией давления впрыскивания топлива в цилиндр.
В последние годы значительное внимание уделяется совер-гнствованию кулачковых механизмов, предназначенных' для согла-звания работы элементов дизеля - иистемы газораспределения и эпливного насоса высокого давления (ТНВД). К сожалению, вог-эс целесообразности управления дизелем воздействием на изме-;'ние фаз движения этих кулачковых механизмов еще недостаточно -юработан.'поэтому и ставится задача теоретической и экспери-інтальной -оценки эффективное:и таких воздействий. Влияние на ютекание рабочего процесса в цилиндре двигателя эначителъно-
го числа факторов делает перспективным управление системой кулачковых механизмов газораспределения и ТНВД от микропроцессор ра, чтобы превратить ДЕС в многопараметрический объект 'оптимального управления. Для этого необходимо провести структурный синтез и опытное проектирование кулачковых механизмов с управляемыми фазами дь.іаєния (КМУФД), . обладающих незначительными усилиями по управлению и возможностью регулирования процессами воздухоснабченил и тспливоподачи в каждом рабочем цикле.
Проблема профилирования кулачков с учетом требований процессов .газообмена, кинематики и динамики привода, прочности .деталей достаточно хирошо изучена, однако, необходимо разработать методику расчета новых КМУФД. В целях принятия оптимальных решений на ранних стадиях проектировании механизмов выполненная диссертационная работа направлена на решение методами ТММ описанной выше актуальной задачи двнгателестроення, предусматривающей выполнение большого объема теоретических, расчетных и ..экспериментальных исследований. Цели диссертационной работы:
-
Анализ существующих направлений регулирования воздухос-набления дизеля и предложение новых способов.
-
Классификация кулачковых механизмов дизелей и выявление перспективного направления их структурного синтеза.
-
Структурный синтез КМУФД топливных насосов, обеспечивающих автономность дозирования и фазирования тспливоподачи.
-
Структурный синтез КМУФД газораспределения с возможностью импульсного регулирования воздухопрдачи.
-
Разработка теоретических основ расчета кулачков КМУФД топливных, насосов со стабилизацией давления впрыскивания.
-
Разработка методики расчета КМУФД газораспределения.
?. Создание рабочих программ параметрического синтеза КМУФД. 8. Проектирование КМУФД и экспериментальное исследование оснащенного КМУФД дизеля.
Научная новизна заключается в представлении в работе:
-
Нового способа импульсного регулирования воздухоснабжешш дизеля с турбонаддувом со стабилизацией даі ения наддува.
-
Новых структурных схем КМУФД газораспределения и ТНВД, приспособленных к управлению от микропроцессора.
3. Теоретических основ метод.ч стабилизации давления впрыски-
2 '
вания топлива и обеспечения автономности фазирования и дозирования топливоподачй с помощью нового КМУФД ТНВД.
4. Созданного методического, алгоритмического и программного обеспечения рационального профилирования кулачков новых КМУФД. Практическая ценность и внедрение результатов работы:.
1. Основной объем, научных работ,- внедрение методики и прог
рамм расчета КМУФД было выполнено н рамках хоздоговорных- тем в
НИИЭМ МГТУ им. Н.Э. Баумана и ЭКО НАМИ, алгоритмы программ
опубликованы в учебных пособиях Ш и С2].
2. 'В рамках проекта МГТУ - ЭКО НАШ по разработке малоток
сичного двигателя для большегрузного автомоби. д заво;,:і КАМАЗ,
было выполнено опытное проектирование и изготовление нового
КМУФД гидравлического привода впускного клапана, проект занял
3-е место на Всероссийском конкурсе, объявленным НАМИ.-
3., В рамках НИОКР в ЭКО НАМИ и МГТУ им. Баумана по заказа" Минского тракторного завода и Ногинского завода топливной аппаратуры, разработан и испытан макет КМУФД ТНБД с автономным фазированием и дозированием тотишвсподачи и стабилизацией давления впрыскивания.
Апробация работы. >Основные результаты работы были доложены, обсуждены и одобрены на научно-методических семинарах кафедр МГТУ "Автоматизация тепловых двигателей и знергеті ческих установок". "Теплоны- двигатели", "Теория механизмов и машин" и научно-технической конференции, посвященной 165-летию МГТУ им. Н.Э. ьаумака.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 ' печатные работы, получено 5 а.с. и патентов Российской Федерации.
Объем работы. Диссеотация состоит из введения, 4-х глав, заключения, изложенных на 155 машинописных лист^-:, из них 46 графическо-иллюстративных, списка использованных источников из 101 наименования, одного приложения.