Введение к работе
Актуальность темы диссертации
Анализ тенденций развития современного дшелестроения свидетельствует о том, что одной из первоочередных задач совершенствования дизелей является повышение их топливной экономичности и сншкение вредных выбросов в отработавших газах. Это основные направления повышения конкурентоспособности дизелей в условиях уменьшения запасов нефти, высокими ценами на нефть, ужесточения норм национальных стандартов на содержание токсичных веществ в отработавших хазах.. Угол опережения впрыска топлива (УОВТ) является одним из основных параметров системы топливоподачн дизеля, оптимальный выбор которого на данном режиме позволяет получить наилучшие характеристики дизеля по топливной экономичности, дымностн н токсичности отработавших газов (ОГ). шумности и ряду других показателей.
Исследования разных авторов и практика моторостроительных фирм показывает, Что выбор УОВТ Целесообразно осуществлять с учетом многих факторов - скоростного и нагрузочного режимов, режимов наибольшего выброса вредных веществ, температуры охлаждающей жидкости и других параметров. Итогом выбора УОВТ является разработка алгоритма функционирования устройства для управления УОВТ. Алгоритм функционирования - основа создания микропроцессорных систем управления. Алгоритм функционирования индивидуален для каждого двигателя, он Может использоваться в качестве коммерческого продукта. Приведенные положения показывают потребность и актуальность разработки алгоритмов многофакторного зтіравлешм углом опережения впрыска в дизеле.
Цель и задачи исследования
Целью данной работы является разработка методики создания алгоритма функционирования устройства опережения впрыска топлива в автотракторном дизеле, что позволит уменьшить расходы топлива, шум двигателя и выбросы вредных веществ.
Для достижения указанной цели потребовалось решить следующие задачи:
1) информационное исследование литературных источников для опреде
ления тенденций изменения УОВТ при разных режимах функциониро
вания дизеля;
2) разработка методики определения базовой характеристики управления
УОВТ для выбранного объекта исследования и сбор эксперименталь
ных данных;
3) составление алгоритма функционирования возможного устройства
управления УОВТ;
4/разработка схемы функционального модуля "угол опережения впрыска" и подпрограммы расчета угла опережения самовоспламенения;
5) сравнение результатов расчетных и натурных исследований по влиянию угла самовоспламенения на показатели рабочего процесса дизеля.
Научная новизна работы состоит: ;
1)в разработке методики составления алгоритма функционирования устройства опережения впрыска топлива в автотракторном дизеле;
-
в дополнении к математической модели рабочего процесса дизеля в виде подпрограммы расчета угла опережения самовоспламенения;
-
в том, что предложено понятие "функциональный модуль" - совокупность главных и вспомогательных функциональных элементов двигателя, определяющих капая влияния избранной функции (действия) на выходные параметры двигателя (индикаторные цші эффективные);
-
в предложенном способе оценки зоны установочных УОВТ по условию минимального расхода топлива.
Практическая значимость полученных результатов
На основе предложенной методики возможно определение базовых характеристик управпеИия УОВТ конкретного типажа двигателя и коррекция их с учетом специфики работы транспортного средства. Разработанные на этой базе алгоритмы функционирования являются основой создания микропроцессорных систем управления УОВТ в дизелях.
Экономическая значимость полученных результатов.
Разработанная в диссертации Методика составления алгоритма функционирования устройств опережения впрыска топлива может использоваться в качестве коммерческого продукта. Многофакторное регулирование УОВТ в дизеле позволяет уменьшить удельный оценочный расход топлива на 7-8%, на 2-2,5 раза уменьшить выбросы оксидов азота NOx, на 8-9% уменьшить шум двіггателя.
Основные положення диссертации, выносимые на зашиту:
-
Результаты информационного исследования по выявлению взаимного влііяння режимов работы двигателя, показателей рабочего Процесса и угла опережения впрыска. ;
-
Методика составления базовой;и рабочей.характеристики управленій УОВТ в дизеле с учетом коррекции по режимам работы и представления ее в в'.гае объемной 3-мерной диаграммьі и в аналитической форме.
-
Разработка функционального модуля "угол опережения впрыска".
-
Результаты определения тенденции изменена УОВТ а связи с изменениями частоты вращения и нагрузки по условию минимального расхода топлива, оценки угпЛ самовоспламенения и влияния УОВТ на показатели діізеля Д-243.2 на основании расчетных й натурных исследований.
Личный вклад соискателя.
Автор самостоятельно получил основные результаты диссертационной работы. Общая концепция исследований разработана совместно с научным руководителем.
Автор провел информационное Исследование взаимовлияния режимных факторов работы дизеля, показателей его работы и угла опережения впрыска; разработал содержание функционального модуля "Угол опережения впрыска" и создал программный продукт для расчета угла самовоспламенения; предложил способ определения зоны работы дизеля. где требуется коррекция УОВТ для уменьшения выбросов оксидов азота; принял участие в натурных испытаниях и осуществил сбор экспериментальных данных.
Апробашщ результатов диссертации
Результаты работы докладывались на международной 51-й н 52-н научно-технической конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, аспирантов и студентов Белорусской государственной политехнической академии (Минск, 1995, 1997); на заседаниях научно-технического семинара кафедры "Двигатели внутреннего сгорания" БГПА в 1996 и 1997 гг..
Опублнкованность результатов
По результатам исследований опубликовано 2 печатных работы.,
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, общей характеристики работы, четырех глав основной части, выводов, списка использованных источников. Полный объем диссертации - 149 страниц, в том числе 68 страниц машинописного текста, 42 иллюстрации, |0 таблиц и список использованных источников количеством 82 наименования.